存在轴向窜动的传动轴法兰端面圆跳动检测分析方法的优化及应用

王新华

摘 要： 本文从联轴器的结构分析入手，通过不同的法兰端面圆跳动检测方法对产品质量影响的阐述，对存在轴向窜动的传动轴法兰的端面圆跳动检测提出了一种切实、可行的检测方法。实际检测结果表明：检测方法可靠。检测结果稳定，更符合产品装配和实际使用状况，满足了产品的质量要求。

关键词： 联轴器;法兰;窜动;端面圆跳动;检测

【中图分类号】TP391.7 【文献标识码】A 【文章編号】1674-3733（2020）08-0177-01

引言：在设备安装和维修工作中，检测联轴器法兰端面圆跳动是经常遇到的一项工作。联轴器的功能是传递转速和转矩，联轴器法兰在安装中难免出现两轴间轴向倾斜偏差，若超过允许值，将使两轴间产生附加径向力和轴向力，造成振动、摩擦发热，严重时将导致断轴等。所以，检测联轴器法兰端面圆跳动是直接关系设备能否正常投入运行的关键工序。

1 问题的提出

电机组由电机、联轴器法兰组成。联轴器与电机组输入轴过盈配合，装配完成后，必须保证联轴器法兰的端面圆跳动量。联轴器整个装配过程是热套安装，顾客要求检测法兰安装面的跳动量，理由是加热、装配引起法兰变形，直接影响联轴器找正质量。从图1可知，装配完成后，由于电机输入轴存在轴向窜动，电机转子绕轴线旋转一周时，百分表A不回零。

如果百分表不回零，则百分表A失去了原来的零点，在此旋转过程中百分表所检测出的数值将全部失真，检测结果全部失效。若按如图1所示只使用百分表A常规方法进行测量，是无法完成测量工作的。

2 端面圆跳动的公差带及测量位置

端面圆跳动的公差带是在与基准同轴的任一半径位置的测量圆柱面上距离为公差值的两圆之间的区域。图1中上图表示：被测要素为左端面，基准要素为右端小直径圆柱的轴线，项目符号为端面圆跳动。测量时如图1中下图所示，指示器指针指在任一直径处不动，被测面绕基准线A（基准轴线）旋转一周时，在任一测量圆柱面内轴向的跳动量均不得大于0.05毫米。公差带形状为与基准轴线同轴的任一直径位置的测量圆柱面上，沿母线方向宽度为公差值0.05毫米的圆柱。

以图1辅助发电机组为例：百分表指针指在半径为r处不动，在与基准轴同轴的半径为r的测量圆柱面上，百分表读数之差为当前位置百分表指针所指的检测点与先前位置百分表指针所指的检测点之间轴向的跳动量。

为方便计算，测量前先把百分表读数调零，即先前位置百分表读数为0。如果被测面绕基准轴线旋转一周时，百分表指针不回零，则百分表指针现在所指的检测点与先前百分表调零时指针所指的检测点是不同的点，百分表A失去了原来的零点，在旋转过程中，百分表读数之差并不是在与基准轴同轴的半径为r的测量圆柱面上两测量点之间轴向的跳动量。

所以被测面绕基准轴线旋转一周时，百分表指针不回零，在此旋转过程中百分表所检测出的数值将全部失真，检测结果全部失效。

3 存在轴向窜动的传动轴法兰端面圆跳动检测方法

由于电机转子旋转过程中，输入轴存在轴向窜动，使用传统的单个百分表检测，百分表不回零，无法进行测量。现使用两个百分表进行检测，抵消掉输入轴轴向窜动的对测量结果的影响。如图1所示。

假设：

A： 百分表 A 读数a： 法兰端面A点真实跳动量

B： 百分表 B 读数b： 法兰端面B点真实跳动量

C窜：电机轴向窜动量

由于电机转子转动过程中，电机轴存在轴向窜动量，所以：

A = a +C窜

B = C窜

A - B = a +C窜- C窜= a

所以 a= A - B

电机输入轴法兰端面对电机组轴线的跳动在φd处最大跳动量为：

amax - amin=（A-B）max - （A-B）min

4 存在轴向窜动的传动轴法兰端面圆跳动检测实例

4.1 技术要求。辅助发电机组对变速箱输出轴线端面圆跳动在φ250处公差为0.10。

4.2 固定磁力座，安装百分表。

使用固定底座固定两个磁力座，将两个百分表指针分别安装在输入轴端面中心，联轴器法兰端面φ250处。

4.3百分表调零、校准。

检测前，两个百分表调0，转动法兰，转动法兰360°后，观察百分表A、B值，A、B值是否相同。

如不相同，重新紧固百分表支架，直至法兰转动360°时，两个百分表数值相同后，才能进行后续检测。

A、B值相同后，两个百分表重新调0。

4.4 端面跳动检测。

旋转法兰360°，观察百分表，记录（A-B）max，（A-B）min。

4.5 计算端面跳动。

记录结果：（A-B）max = 0.17，（A-B）min = 0.10。

电机组对变速箱输出轴线端面跳动在φ250最大跳动量：

（A-B）max - （A-B）min= 0.17-0.10 = 0.07

5 注意事项

检测前，两个百分表调0，转动法兰360°，观察百分表A、B值是否相同。如不相同，重新紧固百分表支架，直至法兰转动360°时，两个百分表数值相同后，才能进行后续检测。

6 结语

本文对存在轴向窜动的传动轴法兰的端面圆跳动检测提出了一种切实、可行的双百分表检测方法，成功消除了不可控的轴向窜动量。实际检测结果表明：检测方法可靠。检测结果稳定，更符合产品装配和实际使用状况，得到客户认可，满足了产品的质量要求。

参考文献

[1] 程大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2000.

[2] 程协瑞.通用机械设备安装工程[M].北京：中国计划出版社.1997.