联轴器同轴度调整方法研究

2020-09-10贺玮

内燃机与配件 2020年11期

贺玮

摘要：联轴器作为传递主从轴运动和扭矩的部件，在焦炉机械中发挥着重要的作用。联轴器两侧轴同轴度如果不在允许的范围内，会造成设备的轴承快速磨损、振动严重等现象，严重威胁到设备的稳定可靠运行，降低设备使用寿命。本文提出了一种调节轴向柱销联轴器同轴度的计算方法，通过该方法可以找出能够计算联轴器同轴度的可测量值，并根据推导过程编写程序制作APP，协助安装人员快速准确对联轴器的同轴度进行调整。

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.

关键词：联轴器;同轴度;调整;APP开发;python

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

0 引言

联轴器安装过程中，联轴器两端同轴度调节主要根据百分表的测量值，靠人工进行调节，安装的精度及调试时间与操作工人的安装经验有很大关系。本文通过对联轴器两端同轴度调整方法进行研究，找出能够计算联轴器同轴度的可测量值，通过推导计算出调节量，并根据推导过程编写程序制作APP。

1 联轴器同轴度偏移分析

联轴器在进行安装时，两侧半联轴器可能出现三种不同轴的情况：一种是两侧半联轴器直径方向存在偏差，如图1a所示;一种是两侧半联轴器中心线存在夹角，如图1b所示;而大多数情况是两侧半联轴器既存在直径方向的偏差，又存在中心线的夹角，如图1c所示。

2 联轴器同轴度测量方法

目前计算联轴器同轴度而进行测量的方法分为：单表法、双表法和三表法。单表法需要将百分表分别架设到两侧的半联轴器上[1]，优点是只需要一个百分表，缺点是操作繁琐。双表法，其中一个百分表测量端面变化，另一个百分表测量外圆变化。三表法，一个百分表测量外圆变化，其余两个百分表测量端面变化，并且要求测量端面变化的两个百分表应尽量处于同一直线，且与轴心对称位置上[2]。这里使用双表法进行讨论。具体方法为联轴器按定位字头对准，用定位销定位，如图2所示将两个百分表使用支架安装到固定测，其中一个百分表测调整侧联轴器法兰的外圆变化，一个百分表测调整侧联轴器法兰的端面变化。顺时针盘动固定侧，带动活动侧一起顺时针旋转，在四个原点位置处记录外圆变化a1、a2、a3、a4，记录端面变化b1、b2、b3、b4。

在实际情况中，联轴器离传动底座的距离一般都比较近，百分表无法到达最低点，下方的a3、b3两个值无法测到。为解决这个问题，现将坐标轴旋转45°，测量处改为左下、左上、右上和右下四个位置，如图3所示。为保证位置的准确，在支架处增加倾角仪。这也是不使用三标法的原因，因为三表法不管坐标轴怎么旋转，总有一个百分表经过最低点。

测得坐标轴方向的偏差和倾角后可以进一步得到坐标轴方向活动侧前后地脚处的调整量。如图4所示，设δ1为X轴方向上法兰的外圆变化差，δ2为X轴方向上法兰的端面变化差，D为联轴器直径，L1为活动端前地脚孔到法兰面的距离，L2为活动端后地脚孔到法兰面的距离。

根据上述公式可以得到各支撑点在新坐标轴方向的移动量，但实际情况是支撑点只能在水平和竖直方向进行调整，所以需要将轴向调整量再转换成水平和竖直方向的调整量，如图5所示，可以得出：

3 三维模拟

至此，通过公式推导出了百分表测得的数值和活动端地脚的调整量的关系，为了证明公式的正确性，这里通过UG制作了联轴器和电机模型进行测试。如图6所示，中间电机模型是与左侧半联轴器有同轴度误差，右侧电机模型与左侧半联轴器同轴。通过测左侧半联轴器和中间电机模型上半联轴器的左下、左上、右上和右下四个方向法兰的外圆、端面差值，根据公式计算出前后地脚需要的調整量，与中间两侧电机模型前后地脚位置差进行比较，来验证公式的准确性，得到表1。

通过表1发现，当同轴度误差大的时候，计算值和实测值的误差会比较大。这是因为误差大的时候，角度偏差和径向偏差相互影响，百分表测得的数据与极值点差距比较大。但随着同轴度误差减小，计算值和实测值的误差明显的变小。所以当同轴度误差较大时，可以先进行一次计算，根据计算结果调整后再计算一次，继续调整的方法的到较小的同轴度。

4 APP开发

通过公式可以将使用百分表测得的数值计算出活动端地脚的调整量，但是调试的地方工况一般都比较差，不方便计算，同时计算的公式又比較复杂，为此通过开发一款APP，可以使调试的工作变的轻松。这里将选用python语言进行APP开发，开发界面如图7所示。

在实际的调整中，前后脚的上下方向调整是通过增减调整垫实现的，所以不可能是任意值。在制作的APP中，增加了前后脚上下移动的实际调整量，通过与理论调整量进行对比，得出理论的径向和轴向圆跳动供使用者参考。

5 结语

本文通过对联轴器同轴度调整方法进行研究，找出了能够计算联轴器同轴度的可测量值，通过推导计算出调节量，并根据推导过程编写程序制作了APP，该APP可以协助安装人员快速准确对联轴器的同轴度进行调整，简化了安装过程，提高现场安装效率。

参考文献：

[1]邓悦.联轴器的安装与找正方法[C].煤炭机电与自动化实用技术.煤炭科学技术编辑部，2012：23-28.

[2]姜东，余翔.大型刚性联轴器同轴度的调整研究[J].机械制造与自动化，2016，45（05）：79-82.

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