化工設(shè)備中聯(lián)軸器找正方法的研究與實(shí)踐

(河南化工技師學(xué)院，河南 開封 475000)

1 聯(lián)軸器找正的目的和要求

在化工企業(yè)生產(chǎn)中，常用的化工機(jī)器諸如離心泵、離心式壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等通過做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行工作的動(dòng)設(shè)備，常常需要靠電機(jī)提供動(dòng)力，主動(dòng)電機(jī)與設(shè)備中間需要靠聯(lián)軸器相連，其主要任務(wù)是傳遞扭矩，保證主動(dòng)電機(jī)與設(shè)備同步轉(zhuǎn)動(dòng)。如果不經(jīng)找正兩軸不同軸，會導(dǎo)致機(jī)械能損耗增加，離心泵等從動(dòng)機(jī)效率降低，同時(shí)會產(chǎn)生噪聲，振動(dòng)異常，造成機(jī)器和軸的損壞，使密封件失效導(dǎo)致泄漏，還有可能引發(fā)設(shè)備事故。所以在設(shè)備安裝或檢修時(shí)都需要進(jìn)行聯(lián)軸器對中找正，從而保證主動(dòng)機(jī)軸線與從動(dòng)機(jī)軸線的同軸度偏差控制在許可的范圍內(nèi)。

經(jīng)過找正之后，應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求：①主動(dòng)機(jī)軸中心線與從動(dòng)機(jī)軸中心線的徑向偏差應(yīng)在許可的范圍內(nèi)。②主動(dòng)機(jī)半聯(lián)軸器的端面與從動(dòng)機(jī)半聯(lián)軸器的端面應(yīng)互相平行，兩端面之間的軸向間隙在上、下、左、右四個(gè)方位的偏差，應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。③兩個(gè)半聯(lián)軸器端面之間的軸向間隙應(yīng)符合要求[1]。

2 兩表法和三表法找正

2.1 找正原理

聯(lián)軸器找正可分為塞尺法和百分表法，前者操作簡單但精度較低，可用于粗調(diào)。百分表打表法是將聯(lián)軸器的兩端面圓近似看成一個(gè)正圓，通過四個(gè)等分點(diǎn)打表得出徑向和軸向的間隙，以此來判斷其空間類型，此法精度較高，找正效果好，但操作麻煩。

2.1.1兩表法(見圖1)

兩表法就是利用中心卡及百分表測量兩半聯(lián)軸器的徑向間隙和軸向間隙的方法，用該方法檢測時(shí)，在檢測一個(gè)位置上的徑向間隙時(shí)，同時(shí)測量此位置上的軸向間隙。測量時(shí)，將百分表固定在從動(dòng)軸半聯(lián)軸器上的千分卡上，使百分表同聯(lián)軸器一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)表轉(zhuǎn)動(dòng)到0°、90°、180°、270°四個(gè)位置點(diǎn)時(shí)，分別得到兩塊百分表的徑向偏移和軸向跳動(dòng)數(shù)值a1、a2、a3、a4和s1、s2、s3、s4。若a1+a3=a2+a4，s1+s3=s2+s4，則可進(jìn)行下一步找正，否則需進(jìn)行繼續(xù)測量。然后可以根據(jù)四組數(shù)值的偏差，得出聯(lián)軸器的偏移類型。

圖1 雙表測量法示意圖

2.1.2三表法(見圖2)

三表法也是利用中心卡及百分表測量兩半聯(lián)軸器的徑向及軸向間隙，是相對于兩表法，在軸向增加一個(gè)百分表來測軸向間隙，總共用三塊百分表來測量兩半聯(lián)軸器的徑向間隙和軸向間隙，三表找正法通過在聯(lián)軸器端面同時(shí)用兩塊百分表測對向兩位置的軸向間隙，以消除轉(zhuǎn)動(dòng)軸在回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的竄動(dòng)量，將軸向的兩塊表的數(shù)值，合并成一組數(shù)值，從而提高測量精度[2]。

圖2 三表測量法示意圖

2.2 數(shù)值處理

兩表法打出的數(shù)值不用處理，可以直接計(jì)算水平面和垂直面內(nèi)的徑向偏移和開口大小，但是三表法需要對軸向數(shù)值進(jìn)行合并，數(shù)值合并如下：

s1=(s1′+s1″)/2,s2=(s2′+s2″)/2

s3=(s3′+s3″)/2,s4=(s4′+s4″)/2

我們對得到的數(shù)值a1、a2、a3、a4和s1、s2、s3、s4進(jìn)一步計(jì)算可得出：

垂直方向徑向偏移量ΔAy=(a1-a3)/2,開口大小ΔSy=s1-s3。

水平方向徑向偏移量ΔAx=(a2-a4)/2,開口大小ΔSx=s2-s4。

2.3 聯(lián)軸器偏移類型(見圖3)

聯(lián)軸器在安裝找正時(shí)不可能絕對對中，我們需要保證兩半聯(lián)軸器同軸度誤差在允許的范圍內(nèi)，常見的聯(lián)軸器的偏移情況大致可以分為四種，軸向間距偏移、徑向偏移、角位移還有綜合偏移。第一種軸向偏移比較容易調(diào)整，需要進(jìn)行安裝時(shí)的緊固調(diào)整來完成，使軸向間隙在設(shè)備允許的范圍之內(nèi)。對于后三種情況，我們往往需要進(jìn)一步的打表計(jì)算來調(diào)整偏移量，使其對中。

圖3聯(lián)軸器偏移類型

3 聯(lián)軸器的找正步驟

3.1 垂直方向找正(見圖4)

(1-從動(dòng)軸，2-主動(dòng)軸)

聯(lián)軸器找正應(yīng)先進(jìn)行垂直方向上的找正，通過打表可知徑向間隙和軸向間隙，從而得出偏移類型，繪出偏移圖，通過計(jì)算得出電機(jī)在垂直方向需要調(diào)整的數(shù)值。

根據(jù)偏移圖，和相似三角形原理得出

b/d=Δx/L1,b/d=Δy/L1+L2

可以得出前后腳需要調(diào)整的墊腳量

Δx=b×L1/d=(s1-s3)×L1/d

Δy=b×(L1+L2)/d=(s1-s3)×(L1+L2)

通過調(diào)整Δx、Δy先消除張口，然后再調(diào)整徑向偏移ΔA=(a1-a3)/2

A支腳需要調(diào)整：

Δx+ΔA=(s1-s3)×L1/d+(a1-a3)/2

B支腳需要調(diào)整：

Δy+ΔA=(s1-s3)×(L1+L2)+(a1-a3)/2

需要注意的是得出的調(diào)整量如果為正支腳需要降低，如果為負(fù)則需要升高，一般調(diào)整支腳的高度通過加減墊鐵和銅墊片來實(shí)現(xiàn)。

3.2 水平方向上的找正

找正方法與前面垂直方向相同，先消除張口，然后用銅棒輕輕敲擊支腳調(diào)整徑向偏差，這里就不再贅述。

4 聯(lián)軸器找正操作注意事項(xiàng)

因?yàn)樵谠O(shè)備安裝時(shí)可能存在平面度誤差較大的情況，三點(diǎn)確定一平面，故四個(gè)支腳中可能會出現(xiàn)虛腳，虛腳會造成讀數(shù)有誤，造成找正有誤，所以在打表找正之前應(yīng)找到虛腳并用塞尺粗估虛腳量，墊實(shí)后將前后角螺栓擰緊，虛腳是否填實(shí)可用徑向打表來驗(yàn)證，若松開和擰緊螺栓，徑向讀數(shù)變化<0.1 mm，則認(rèn)為已墊實(shí)。

在打表時(shí)要將0°位置的表指針歸零，這樣便于讀數(shù)，預(yù)壓力要合適，太小可能引起觸頭接觸不良，數(shù)值不準(zhǔn)，太大易卡死，指針不轉(zhuǎn)動(dòng)，表的壓縮量要大于跳動(dòng)誤差。

開始找正時(shí)應(yīng)先進(jìn)行垂直方向上找正，再進(jìn)行水平方向。水平方向調(diào)整應(yīng)將支腳螺栓稍稍擰松，用銅棒輕輕朝著水平偏移的反方向敲擊，敲擊部位應(yīng)取在底座中部，切記不要用力過大。在調(diào)整前一定要將百分表取下，否則加減墊片和用銅棒調(diào)整時(shí)容易損壞百分表。

在用三表法找正時(shí)，要對三塊表做好標(biāo)記，不然在旋轉(zhuǎn)讀數(shù)時(shí)容易混淆，同時(shí)應(yīng)保證軸向兩表所測位置半徑相同，這樣用相似三角形原理計(jì)算出的支腳調(diào)整量更準(zhǔn)確。由于三表法找正能消除軸向竄動(dòng)引起的誤差，所以找正精確度更高，對中偏差更小，但是找正過程復(fù)雜，選用兩表法還是三表法要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的精度要求來決定。