同轴度的测量与校准.docVIP

同轴度的测量与校准 摘 要：通过对同轴度测量中的误差分析，介绍了运用轴-径向双表组合测量法与双径向表组合测量法进行同轴度的测量与校准方法，提高了同轴度测量与校准的精度，除此。还对影响同轴度校准的因素进行简要的分析。 关键词：同轴度 测量 校准 在机械工程中，常常涉及到联轴器的安装，由此，联轴器所连接的两根轴的同轴度校准就显得特别重要。据美国一项研究表明：大约50%的机械设备损坏是由于轴的同轴度校准不当所至。当同轴度误差超差后，轴的位置不正将造成轴承上受有附加力，从而严重地降低轴承的使用寿命，并加快轴承密封件的磨损，导致设备的泄漏现象出现。除此，同轴度超差还会造成机器振动，机器噪音增加，能量消耗增加，零件疲劳破坏等一系列不良影响。 1、同轴度测量误差分析 （1）同轴度的测量受轴的跳动量的影响 同轴度误差主要有两轴的角度位移误差和径向位移误差，实际中常常是两种误差的组合，且其方向可能是任意的。由于实际装置常设计成水平与垂直方向可调，故机械工程上采用的同轴度校准方法是分别在水平与垂直方向的四个测量点进行测量与校准，初校时常采用刀口尺和塞尺进行同轴度的校准，同轴度要求较高的则需继续采用百分表进行精确测量与调整。但由于工程技术人员在测量时，往往用塞尺和刀口尺在两个固定不动的轴的上下和前后共四个位置进行测量。即使用百分表测量，也是将百分表固定在一个基准轴上，百分表测量杆指在调整轴的表面上，然后仅旋转基准轴而不旋转调整轴，由此根据表上读数进行调整。其实，这种测量已经包含了轴的跳动量，即端面跳动影响了轴在垂直与水平方向的角度位移误差，径向跳动影响了轴在垂直与水平方向的径向位移误差。解决的方法是在测量时同步旋转两轴，始终在调整轴的同一点处测量。为了保证测量点在四个不同的测量位置进行测量，我们有必要对轴的四个测量位置进行标识。将固定轴的端面看成一个时钟，即确定时钟位置时，始终自调整机器朝着固定不动的机器观察，从而将12点与6点定义为垂直方向的两个测量位置点，3点和9点定义为水平方向的两个测量位置点，如图1所示。这样，我们就可以测得一个测量点在四个不同位置的误差值，并正确评价调整轴的同轴度误差大小，从而消除了轴的跳动量的影响。 （2）百分表测量装置有误差，影响了同轴度的测量值 如图2所示，M1为基准轴，M2为调整轴，两轴间有一垂直方向的径向偏移量度e（同轴度误差常是任意方向的，本例是同轴度误差的一种特殊情况），当两轴同步旋转时，百分表上即可得到读数。为了比较调整轴相对于基准轴的高低，将测量杆压入时的示值规定为负，反之为正。从几何图形上可知，虚线圆为百分表示值为0的测量杆端的运动轨迹（在12点处首先要将百分表设置为0），这样，百分表在6点处测量值应为2e ，也就是说，百分表示值的一半为实际的径向位移误差。同时，从该图中我们还得出一个结论：水平方向（3点和9点）的示值之和等于垂直方向（12点和6点）的示值之和，这是同轴度测量时的一个重要的有效原则，如图3所示。如果两方向的测量值不等，则表示测量装置有误差，如百分表的夹持杆可能弯曲，或者两轴的旋转不同步。因此，在测量同轴度前，须运用有效性原则来核查，以保证测量的准确性。 对于测量杆弯曲程度的检查可以用这样的办法：将一百分表装在一根直线度很高的轴上，然后在其上的12点和6点分别进行测量，百分表示值的半值即为百分表夹持杆的弯曲变形量。 2、轴-径向双表组合测量与校准方法 轴-径向双表组合测量法的原理是基于两轴间的角度位移误差与径向偏移误差的测量。测量时，用百分表架将两个百分表安装在基准轴（S）上，以用于测量调整轴（M）的同轴度误差（如图4所示），其中，径向百分表的测量杆指向半联轴器（或轴）的外圆表面并垂直于轴线，用于测量调整轴的径向位移误差值；轴向百分表的测量杆垂直于半联轴器（或轴）的端面（平行于轴线），用于测量调整轴的角度位移误差值。测量时，分别在四个测量位置进行测量（百分表在12点处均设置为0），并首先根据12点和6点的测量值运用图解法解出调整轴（本例为电机）的前后安装底脚所需垫的垫片。下面用例1讲解图解法步骤。 例1 已知：一水泵与电机用联轴器进行联接。用轴-径向双表组合测量法进行同轴度校准，所测数据为：径向百分表从12点位置至6点位置的测量值为 -0.36mm。轴向百分表从12点位置至6点位置的测量值为-0.12mm。联轴器直径a=100mm，百分表测量点至电动机上的前底脚的距离b=40mm，前后底脚的距离c=110mm。 （1）画出一条代表基准轴（S）轴线的水平直线，并确定画图所用的比例； （2）按比例画出百分表测量点、电机前后底脚在基准轴线上的投影位置P点、Q点和R点，使PQ=b=40mm，QR=c=110mm； （3）根据径向百分表示值的半值（=-0.18mm），在过P点的垂直线