一種用于監控聯軸器安裝同軸度的裝置

張曉超

（南京寧嘉機電有限公司，江蘇 南京 211153）

1 背景概述

隨著我國工業的快速發展，機械化生產越來越多的取代了手工勞動，而聯軸器在動力傳遞過程中是必不可少的部件。聯軸器裝配精度直接影響著聯軸器及其所聯結的傳動部件的使用壽命。如果聯軸器安裝（后）同軸度偏差較大會導致對應軸系的支撐軸承偏載，進而縮短其使用壽命，嚴重時導致斷軸，同時也會造成聯軸器過早損壞。

目前，國內外市場上所使用的聯軸器安裝同軸度調整方法，多為使用百分表固定在一個連軸體上，然后將此連軸體旋轉一周，測量相對于另一個連軸體的徑向和端面跳動值，然后進行分析計算確定調整方案，此種方法較為繁瑣，需要不斷測量，不斷調整，并且無法排除另一個連軸體測量位置本身的圓柱度和端面跳動的影響，同時，百分表表頭所承受的重力也會影響測量結果。聯軸器安裝完成后，在使用過程中，會因地基沉降、安裝誤差、應力釋放等原因，導致同軸度偏差增大，卻無法及時發現最終導致傳動部件損壞。

針對此情況，本文介紹一種用于監控聯軸器安裝同軸度的裝置，該裝置能夠通過監控結構的設置，及時準確的獲取第一聯軸體和第二聯軸體同軸度改變時的數據，為后續第一聯軸體和第二聯軸體同軸度的調整提供較好的依據。

2 結構分析

圖1 結構總圖

本裝置的主要部件是對稱設置的第一聯軸體、第二聯軸體、同軸穿設于所述第一聯軸體和第二聯軸體相對兩端面中部的監控結構、以及與所述監控結構電連接的電控裝置。工作時，第一聯軸體和第二聯軸體分別與兩個外部機構相連接。如圖1所示。

將中間的監控結構位置放大后，可見：監控結構主體為連接桿，沿連接桿長度方向均布多個壓力傳感器，連接桿的外側套有由彈性材料制成的殼體，殼體中部設有凸緣，用于定位監控裝置的位置，安裝時，凸緣兩端面分別與兩個連軸體端面貼合。如圖2所示。

圖2 放大視圖A

3 工作原理

當兩個連軸體同軸度沒有偏差時，連接桿上的4個壓力傳感器所承受的壓力相等。當兩個連軸體出現軸線角度或者軸線距離偏差時，連接桿上的4個壓力傳感器將會有壓力變化，根據這些壓力的變化情況，我們便可以判定出聯軸器同軸度偏差的情況，具體工作原理如下所述。

當兩個連軸體出現軸線角度偏差時，由于殼體和凸緣是彈性材料制成，而連接桿是剛性材料制成，所以軸線角度偏差會對殼體以及凸緣造成如圖3所示的情況，在此種狀況下，位于連接桿兩端的壓力傳感器A和壓力傳感器D受力增大，而壓力傳感器B和壓力傳感器C受力減小。根據上述傳感器受力變化的值，就可以計算出兩個連軸體所出現的角度變化值a，進而判定是否需要調整以及怎樣進行調整[1]。

當兩個連軸體出現軸線距離偏差時，同樣由于殼體和凸緣是彈性材料制成，而連接桿是剛性材料制成，軸線距離偏差會造成如圖4所示的情況，在此種狀況下，圖示的壓力傳感器B和壓力傳感器D受力增大，而壓力傳感器A和壓力傳感器C受力減小。同樣根據上述傳感器受力變化的值，就可以計算出兩個連軸體所出現的距離變化值L，進而判定是否需要調整以及怎樣進行調整。

圖3 聯軸器出現軸線角度偏差時情況

以上針對聯軸器可能出現的兩種偏差情況分別對其工作原理進行了分析，但是在實際情況中，聯軸器會同時存在軸線角度偏差和軸線距離偏差，在此時可通過先行調整角度偏差，然后調整軸線距離偏差的情況進行調整。

在后期工作過程中，還可以通過壓力的變化來分辨同軸度偏差情況，當同軸度偏差較大時，還可以發出報警信號提醒工作人員及時修正聯軸器同軸度的偏差。

圖4 聯軸器出現軸線距離偏差時情況

4 結語

該裝置為聯軸器的安裝和維護提供了很大的幫助，并為聯軸器工作狀況的在線監測提供了一個依據。此外，該監控聯軸器安裝同軸度的裝置已獲得國家實用新型專利，專利號ZL201822267730.4。