聯(lián)軸器同軸度調(diào)整方法研究

賀瑋

摘要：聯(lián)軸器作為傳遞主從軸運(yùn)動(dòng)和扭矩的部件，在焦?fàn)t機(jī)械中發(fā)揮著重要的作用。聯(lián)軸器兩側(cè)軸同軸度如果不在允許的范圍內(nèi)，會(huì)造成設(shè)備的軸承快速磨損、振動(dòng)嚴(yán)重等現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅到設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，降低設(shè)備使用壽命。本文提出了一種調(diào)節(jié)軸向柱銷聯(lián)軸器同軸度的計(jì)算方法，通過該方法可以找出能夠計(jì)算聯(lián)軸器同軸度的可測量值，并根據(jù)推導(dǎo)過程編寫程序制作APP，協(xié)助安裝人員快速準(zhǔn)確對聯(lián)軸器的同軸度進(jìn)行調(diào)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(guān)鍵詞：聯(lián)軸器;同軸度;調(diào)整;APP開發(fā);python

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

0? 引言

聯(lián)軸器安裝過程中，聯(lián)軸器兩端同軸度調(diào)節(jié)主要根據(jù)百分表的測量值，靠人工進(jìn)行調(diào)節(jié)，安裝的精度及調(diào)試時(shí)間與操作工人的安裝經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系。本文通過對聯(lián)軸器兩端同軸度調(diào)整方法進(jìn)行研究，找出能夠計(jì)算聯(lián)軸器同軸度的可測量值，通過推導(dǎo)計(jì)算出調(diào)節(jié)量，并根據(jù)推導(dǎo)過程編寫程序制作APP。

1? 聯(lián)軸器同軸度偏移分析

聯(lián)軸器在進(jìn)行安裝時(shí)，兩側(cè)半聯(lián)軸器可能出現(xiàn)三種不同軸的情況：一種是兩側(cè)半聯(lián)軸器直徑方向存在偏差，如圖1a所示;一種是兩側(cè)半聯(lián)軸器中心線存在夾角，如圖1b所示;而大多數(shù)情況是兩側(cè)半聯(lián)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(lián)軸器同軸度測量方法

目前計(jì)算聯(lián)軸器同軸度而進(jìn)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(shè)到兩側(cè)的半聯(lián)軸器上[1]，優(yōu)點(diǎn)是只需要一個(gè)百分表，缺點(diǎn)是操作繁瑣。雙表法，其中一個(gè)百分表測量端面變化，另一個(gè)百分表測量外圓變化。三表法，一個(gè)百分表測量外圓變化，其余兩個(gè)百分表測量端面變化，并且要求測量端面變化的兩個(gè)百分表應(yīng)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(jìn)行討論。具體方法為聯(lián)軸器按定位字頭對準(zhǔn)，用定位銷定位，如圖2所示將兩個(gè)百分表使用支架安裝到固定測，其中一個(gè)百分表測調(diào)整側(cè)聯(lián)軸器法蘭的外圓變化，一個(gè)百分表測調(diào)整側(cè)聯(lián)軸器法蘭的端面變化。順時(shí)針盤動(dòng)固定側(cè)，帶動(dòng)活動(dòng)側(cè)一起順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在四個(gè)原點(diǎn)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(shí)際情況中，聯(lián)軸器離傳動(dòng)底座的距離一般都比較近，百分表無法到達(dá)最低點(diǎn)，下方的a3、b3兩個(gè)值無法測到。為解決這個(gè)問題，現(xiàn)將坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)45°，測量處改為左下、左上、右上和右下四個(gè)位置，如圖3所示。為保證位置的準(zhǔn)確，在支架處增加傾角儀。這也是不使用三標(biāo)法的原因，因?yàn)槿矸ú还茏鴺?biāo)軸怎么旋轉(zhuǎn)，總有一個(gè)百分表經(jīng)過最低點(diǎn)。

測得坐標(biāo)軸方向的偏差和傾角后可以進(jìn)一步得到坐標(biāo)軸方向活動(dòng)側(cè)前后地腳處的調(diào)整量。如圖4所示，設(shè)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(lián)軸器直徑，L1為活動(dòng)端前地腳孔到法蘭面的距離，L2為活動(dòng)端后地腳孔到法蘭面的距離。

根據(jù)上述公式可以得到各支撐點(diǎn)在新坐標(biāo)軸方向的移動(dòng)量，但實(shí)際情況是支撐點(diǎn)只能在水平和豎直方向進(jìn)行調(diào)整，所以需要將軸向調(diào)整量再轉(zhuǎn)換成水平和豎直方向的調(diào)整量，如圖5所示，可以得出：

3? 三維模擬

至此，通過公式推導(dǎo)出了百分表測得的數(shù)值和活動(dòng)端地腳的調(diào)整量的關(guān)系，為了證明公式的正確性，這里通過UG制作了聯(lián)軸器和電機(jī)模型進(jìn)行測試。如圖6所示，中間電機(jī)模型是與左側(cè)半聯(lián)軸器有同軸度誤差，右側(cè)電機(jī)模型與左側(cè)半聯(lián)軸器同軸。通過測左側(cè)半聯(lián)軸器和中間電機(jī)模型上半聯(lián)軸器的左下、左上、右上和右下四個(gè)方向法蘭的外圓、端面差值，根據(jù)公式計(jì)算出前后地腳需要的調(diào)整量，與中間兩側(cè)電機(jī)模型前后地腳位置差進(jìn)行比較，來驗(yàn)證公式的準(zhǔn)確性，得到表1。

通過表1發(fā)現(xiàn)，當(dāng)同軸度誤差大的時(shí)候，計(jì)算值和實(shí)測值的誤差會(huì)比較大。這是因?yàn)檎`差大的時(shí)候，角度偏差和徑向偏差相互影響，百分表測得的數(shù)據(jù)與極值點(diǎn)差距比較大。但隨著同軸度誤差減小，計(jì)算值和實(shí)測值的誤差明顯的變小。所以當(dāng)同軸度誤差較大時(shí)，可以先進(jìn)行一次計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整后再計(jì)算一次，繼續(xù)調(diào)整的方法的到較小的同軸度。

4? APP開發(fā)

通過公式可以將使用百分表測得的數(shù)值計(jì)算出活動(dòng)端地腳的調(diào)整量，但是調(diào)試的地方工況一般都比較差，不方便計(jì)算，同時(shí)計(jì)算的公式又比較復(fù)雜，為此通過開發(fā)一款A(yù)PP，可以使調(diào)試的工作變的輕松。這里將選用python語言進(jìn)行APP開發(fā)，開發(fā)界面如圖7所示。

在實(shí)際的調(diào)整中，前后腳的上下方向調(diào)整是通過增減調(diào)整墊實(shí)現(xiàn)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(dòng)的實(shí)際調(diào)整量，通過與理論調(diào)整量進(jìn)行對比，得出理論的徑向和軸向圓跳動(dòng)供使用者參考。

5? 結(jié)語

本文通過對聯(lián)軸器同軸度調(diào)整方法進(jìn)行研究，找出了能夠計(jì)算聯(lián)軸器同軸度的可測量值，通過推導(dǎo)計(jì)算出調(diào)節(jié)量，并根據(jù)推導(dǎo)過程編寫程序制作了APP，該APP可以協(xié)助安裝人員快速準(zhǔn)確對聯(lián)軸器的同軸度進(jìn)行調(diào)整，簡化了安裝過程，提高現(xiàn)場安裝效率。

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