聯軸器同軸度調整方法研究

賀瑋

摘要：聯軸器作為傳遞主從軸運動和扭矩的部件，在焦爐機械中發揮著重要的作用。聯軸器兩側軸同軸度如果不在允許的范圍內，會造成設備的軸承快速磨損、振動嚴重等現象，嚴重威脅到設備的穩定可靠運行，降低設備使用壽命。本文提出了一種調節軸向柱銷聯軸器同軸度的計算方法，通過該方法可以找出能夠計算聯軸器同軸度的可測量值，并根據推導過程編寫程序制作APP，協助安裝人員快速準確對聯軸器的同軸度進行調整。

Abstract： Coupling is used as a part to transfer the motion and torque of the driving shaft and the driven shaft， and it plays an important role in machinery of coke-oven. If the coaxiality of the two sides of the coupling is not within the allowable range， it will cause rapid wear of bearing and serious vibration of the equipment. It seriously threatens the stable and reliable operation of the equipment and reduces the service life of the equipment. This paper presents a method to adjust the coaxiality of the axial pin coupling， which can find out the measurable value that can calculate coaxiality of coupling. According to the pushing process， we can write a program to make APP， which can assist the installation personnel to adjust the coaxial schedule of the coupling quickly and accurately.

關鍵詞：聯軸器;同軸度;調整;APP開發;python

Key words： coupling;coaxiality;adjust;APP development;python

0? 引言

聯軸器安裝過程中，聯軸器兩端同軸度調節主要根據百分表的測量值，靠人工進行調節，安裝的精度及調試時間與操作工人的安裝經驗有很大關系。本文通過對聯軸器兩端同軸度調整方法進行研究，找出能夠計算聯軸器同軸度的可測量值，通過推導計算出調節量，并根據推導過程編寫程序制作APP。

1? 聯軸器同軸度偏移分析

聯軸器在進行安裝時，兩側半聯軸器可能出現三種不同軸的情況：一種是兩側半聯軸器直徑方向存在偏差，如圖1a所示;一種是兩側半聯軸器中心線存在夾角，如圖1b所示;而大多數情況是兩側半聯軸器既存在直徑方向的偏差，又存在中心線的夾角，如圖1c所示。

2? 聯軸器同軸度測量方法

目前計算聯軸器同軸度而進行測量的方法分為：單表法、雙表法和三表法。單表法需要將百分表分別架設到兩側的半聯軸器上[1]，優點是只需要一個百分表，缺點是操作繁瑣。雙表法，其中一個百分表測量端面變化，另一個百分表測量外圓變化。三表法，一個百分表測量外圓變化，其余兩個百分表測量端面變化，并且要求測量端面變化的兩個百分表應盡量處于同一直線，且與軸心對稱位置上[2]。這里使用雙表法進行討論。具體方法為聯軸器按定位字頭對準，用定位銷定位，如圖2所示將兩個百分表使用支架安裝到固定測，其中一個百分表測調整側聯軸器法蘭的外圓變化，一個百分表測調整側聯軸器法蘭的端面變化。順時針盤動固定側，帶動活動側一起順時針旋轉，在四個原點位置處記錄外圓變化a1、a2、a3、a4，記錄端面變化b1、b2、b3、b4。

在實際情況中，聯軸器離傳動底座的距離一般都比較近，百分表無法到達最低點，下方的a3、b3兩個值無法測到。為解決這個問題，現將坐標軸旋轉45°，測量處改為左下、左上、右上和右下四個位置，如圖3所示。為保證位置的準確，在支架處增加傾角儀。這也是不使用三標法的原因，因為三表法不管坐標軸怎么旋轉，總有一個百分表經過最低點。

測得坐標軸方向的偏差和傾角后可以進一步得到坐標軸方向活動側前后地腳處的調整量。如圖4所示，設δ1為X軸方向上法蘭的外圓變化差，δ2為X軸方向上法蘭的端面變化差，D為聯軸器直徑，L1為活動端前地腳孔到法蘭面的距離，L2為活動端后地腳孔到法蘭面的距離。

根據上述公式可以得到各支撐點在新坐標軸方向的移動量，但實際情況是支撐點只能在水平和豎直方向進行調整，所以需要將軸向調整量再轉換成水平和豎直方向的調整量，如圖5所示，可以得出：

3? 三維模擬

至此，通過公式推導出了百分表測得的數值和活動端地腳的調整量的關系，為了證明公式的正確性，這里通過UG制作了聯軸器和電機模型進行測試。如圖6所示，中間電機模型是與左側半聯軸器有同軸度誤差，右側電機模型與左側半聯軸器同軸。通過測左側半聯軸器和中間電機模型上半聯軸器的左下、左上、右上和右下四個方向法蘭的外圓、端面差值，根據公式計算出前后地腳需要的調整量，與中間兩側電機模型前后地腳位置差進行比較，來驗證公式的準確性，得到表1。

通過表1發現，當同軸度誤差大的時候，計算值和實測值的誤差會比較大。這是因為誤差大的時候，角度偏差和徑向偏差相互影響，百分表測得的數據與極值點差距比較大。但隨著同軸度誤差減小，計算值和實測值的誤差明顯的變小。所以當同軸度誤差較大時，可以先進行一次計算，根據計算結果調整后再計算一次，繼續調整的方法的到較小的同軸度。

4? APP開發

通過公式可以將使用百分表測得的數值計算出活動端地腳的調整量，但是調試的地方工況一般都比較差，不方便計算，同時計算的公式又比較復雜，為此通過開發一款APP，可以使調試的工作變的輕松。這里將選用python語言進行APP開發，開發界面如圖7所示。

在實際的調整中，前后腳的上下方向調整是通過增減調整墊實現的，所以不可能是任意值。在制作的APP中，增加了前后腳上下移動的實際調整量，通過與理論調整量進行對比，得出理論的徑向和軸向圓跳動供使用者參考。

5? 結語

本文通過對聯軸器同軸度調整方法進行研究，找出了能夠計算聯軸器同軸度的可測量值，通過推導計算出調節量，并根據推導過程編寫程序制作了APP，該APP可以協助安裝人員快速準確對聯軸器的同軸度進行調整，簡化了安裝過程，提高現場安裝效率。

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