動設備聯軸器對中原理及調節方法

◇成都紡織高等專科學校機械工程學院 鮮 勇

動設備聯軸器對中是設備安裝過程中及其關鍵的一道工序，直接影響設備在運作過程中的壽命以及設備在運作過程中的噪聲。本文介紹了聯軸器的對中原理，分析了聯軸器不對中在徑向方向上和軸向方向上存在的各種情況，通過分析在軸向和徑向方向上存在的偏差值計算出電機位置在水平方向上和垂直方向上的調整量，為動設備聯軸器對中供了理論指導。

1 前言

目前在輸油管道上運行的輸油泵機組多數是大功率高轉速的電動機帶動輸油泵工作，電機和輸油泵之間使用聯軸器聯接傳遞扭矩，電機軸和從動設備軸對中的好壞直接影響到從動設備和電機的運行狀態，例如對中不良會發生振動增大、噪音增加、軸瓦和機械密封損壞、機泵效率下降、能耗增加。良好的對中可以減少生產損失、延長設備的使用壽命、減緩軸承和密封的失效、降低設備的振動、減少聯軸節的磨損、降低維修成本、減少耗電。

2 聯軸器對中常用的測量方法

在安裝傳動設備過程中，先把動設備的水平度調節完以后，再進行聯軸器的對中。通過測量聯軸器在軸向方向上和徑向方向上偏差，通過這種偏差去分析聯軸器不對中的原因，然后調整電機中心位置，達到主動軸與從動軸既同心又平行。聯軸器對中常用的測量方法如下所示。

（1）角尺及塞尺測量方法。操作簡單，但精度不高，對中誤差大，只適用于轉速低，對中要求不高的動設備聯軸器的對中安裝測量，一般不大采用。

（2）中心卡機塞尺測量方法。操作簡單且精度高，但對中用的中心卡沒有統一規格，中心卡結構形式又有多種，需根據聯軸器的結構尺寸由鉗工自行制作適用的中心卡，故此方法的勞動效率低。

（3）百分表測量方法。是聯軸器對中測量時常用的方法，它是把磁力表座裝在作為基準的半聯軸器上（通常是裝在主機轉軸上），用百分表測量聯軸器的徑向間隙和軸向間隙的偏差值。此方法使聯軸器對中的測量精度大大提高，提高了動設備聯軸器對中效率。

3 聯軸器對中

在電動機與被驅動設備之間，其主動軸與從動軸必須精確對中。如果軸對中達不到精度要求，設備在運行過程中就會發生劇烈振動，軸承超載，軸承就會承受過大的應力，影響軸承壽命。聯軸器的對中分為平行對中和角度對中，也就是徑向對中和軸向對中。

（1）平行對中（徑向對中）。平行對中的示意圖如圖1所示，把表架的磁力表座放在電機聯軸器上，百分表測頭放在從動設備聯軸器另一端的圓柱形表面上，在測量時，同時轉動電機聯軸器和從動設備聯軸器，根據所得的讀數計算電機聯軸器和從動設備聯軸器的徑向偏差，根據徑向偏差確定相應的調整量，即可消除徑向誤差。

圖1 平行對中

圖2 角度對中

（2）角度對中（軸向對中）。角度不對中的示意圖如圖2所示，百分表測頭放在從動設備聯軸器最大外圓的端面處，在測量時，同時轉動電機聯軸器和從動設備聯軸器，根據所得讀數計算出軸向偏差，在根據軸向偏差計算相應的調整量，即可消除角度不對中。

4 聯軸器對中軸向間隙和徑向間隙的確定

在聯軸器對中過程中，徑向和軸向在0°，90°，180°，270°測得的讀數分別為a1，a2，a3，a4，、b1，b2，b3，b4，測量示意圖如圖3所示。

圖3 測量示意圖

4.1 徑向間隙的確定

將聯軸器分開，在從動設備聯軸器一段剛性地安裝一個指示表，且測頭放在聯軸器另一端的圓柱形表面上，同時轉動電機軸和從動設備軸，讀出百分表在上下左右方向上的讀數，分別是a1，a3，a2，a4。

（1）當a1=a2=a3=a4時，說明電機聯軸器端面的圓心在泵端聯軸器的軸線上，此時電機聯軸器和泵聯軸器在徑向上沒有偏差。

圖4 當a1=a3，a2>a4時徑向偏差示意圖

（2）當a1=a3，a2>a4時，徑向偏差示意圖如圖4所示，電機聯軸器和泵聯軸器在左右方向上的軸向偏差值為，該偏差值除以2是因為聯軸器軸線在左右方向上偏1時，表現在等于2），從圖4中可以看出，電機聯軸器軸線向右偏移就能消除該偏差值。

（3）當a1=a3，a2

圖5 當a1=a3，a2

圖6 當a2=a4，a3>a1時徑向偏差示意圖

（4）當a2=a4，a3>a1時，徑向偏差示意圖如圖6所示，電機聯軸器和從動設備聯軸器在上下方向上的徑向偏差值為a，該偏差值要消除該偏差值，從圖6中可以看出，電機聯軸器軸線向上偏移a即可。

（5）當a2=a4，a1

圖7 當a2=a4，a1

圖8 當a2 a4，a1 a3 時徑向偏差示意圖

4.2 軸向間隙的確定

將聯軸器分開，在聯軸器一段剛性地安裝一個指示表，且測頭放在聯軸器另一端的最大外圓的端面處，同時轉動電機軸和從動設備軸，讀出百分表在上下左右方向上的讀數，分別是b1，b3，b2，b4。

（1）當b1=b2=b3=b4，說明電機聯軸器端面和泵聯軸器端面是相互平行的，軸向偏差示意圖如圖9所示，電機聯軸器和從動設備聯軸器在軸向方向和徑向方向沒有偏差。

圖9 當b1=b2=b3=b4時軸向偏差示意圖

（2）當b1=b3，b2>b4，軸向偏差示意圖如圖10所示，說明電機聯軸器和泵聯軸器在左右方向上軸向偏差值為b，聯軸器開口形式為左開口，從圖10中可以看出，要消除偏差，電機前腳應向右Vx，電機后腳應向右Vy。

圖10 當b1=b3，b2>b4時軸向偏差示意圖

（3）當b1=b3，b2＜b4，軸向偏差示意圖如圖11所示，從圖11中可以看出，電機聯軸器和從動設備聯軸器在左右方向上的軸向偏差為b，開口形式為右開口，要消除這種偏差，從圖11中可以看出，電機前腳應向左移動△x，電機后腳應向左移動Vy。

圖11 當b1=b3，b2

圖12 當b2=b4，b1>b3時軸向偏差示意圖

（4）當b2=b4，b1>b3，軸向偏差示意圖如圖12所示，從圖12中可以看出電機聯軸器和從動設備聯軸器在上下方向上的軸向偏差為b，從圖12中可以看出，要消除b值，電機前腳下面要增加厚度為△x的墊片，電機后腳下面要增加厚度為△y的墊片。

（5）當b2=b4，b1

圖13 當b2=b4，b1

5 偏差值的計算

圖14 偏差值計算示意圖

要準確調整電機的位置使得電機聯軸器和泵聯軸器在軸向方向的偏差和在徑向方向上的偏差在允許范圍之內，就需要定量的計算調整量，計算示意圖如圖14所示。

6 結論

通過分析從動設備聯軸器和電機聯軸器在軸向方向上和徑向方向上不對中情況，通過百分表的測量值計算出了從動設備聯軸器和電機聯軸器在軸向方向上和徑向方向上的偏差值，從而確定了消除聯軸器不對中的調整方法，最后通過作圖分析定量的計算出了電機前腳和后腳在水平方向上和垂直方向上的調整量，為動設備聯軸器對中提供了理論指導，提高了軸對中效率。