動設備聯(lián)軸器對中原理及調(diào)節(jié)方法摘要：在大型旋轉(zhuǎn)機械中，齒式聯(lián)軸器的不對中故障是普遍存在的。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，不對中故障占轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障的60%以上。不對中故障的存在會使系統(tǒng)發(fā)生異常振動，進而導致聯(lián)軸器碰摩和油膜振蕩等故障的出現(xiàn)，這將嚴重影響旋轉(zhuǎn)機械的安全運行。關(guān)鍵詞：動設備聯(lián)軸器;對中原理;調(diào)節(jié)方法引言設備的故障頻率是單一的，但是故障卻存在多樣性。應結(jié)合現(xiàn)場實際情況，多方面參考，綜合考慮，把理論知識與實際操作相結(jié)合，才能找出故障的根本原因。避免因設備突發(fā)事故造成的停機停產(chǎn)，確保人身安全和設備安全，使設備長期處在可控范圍內(nèi)，安全可靠的運轉(zhuǎn)。1聯(lián)軸器的概念聯(lián)軸器是機械系統(tǒng)中的一類通用部件，可用于把來自不同機構(gòu)的軸聯(lián)接起來并傳遞扭矩令其共同旋轉(zhuǎn)。聯(lián)軸器的兩端一般有安裝邊或者相應的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。常用于聯(lián)接主動軸與從動軸或者主動軸和回轉(zhuǎn)件，傳遞扭矩、功率及轉(zhuǎn)速。聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類。剛性聯(lián)軸器不具有緩沖性和補償兩軸線相對位移的能力，要求兩軸嚴格對中，但此類聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，裝拆、維護方便，能保證兩軸有較高的對中性，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，應用廣泛。常用的有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器等。2聯(lián)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(diào)節(jié)完以后，再進行聯(lián)軸器的對中。通過測量聯(lián)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(lián)軸器不對中的原因，然后調(diào)整電機中心位置，達到主動軸與從動軸既同心又平行。聯(lián)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(zhuǎn)速低，對中要求不高的動設備聯(lián)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(tǒng)一規(guī)格，中心卡結(jié)構(gòu)形式又有多種，需根據(jù)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)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(lián)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(lián)軸器上（通常是裝在主機轉(zhuǎn)軸上），用百分表測量聯(lián)軸器的徑向間隙和軸向間隙的偏差值。此方法使聯(lián)軸器對中的測量精度大大提高，提高了動設備聯(lián)軸器對中效率。(4)激光對中儀對中,軸對中偏差是指兩軸的軸心空間錯位量，可將兩個軸的軸心想象成兩條直線，利用距離和夾角描述兩者之間的空間位置關(guān)系。距離和夾角在水平和垂直面上可分解為以下4個參數(shù):兩軸中心線在垂直面內(nèi)的兩投影之間的距離為垂直平行偏差，兩投影之間的夾角為垂直角度偏差，兩軸中心線在水平面內(nèi)的兩投影之間的距離為水平平行偏差，兩投影之間的夾角為水平角度偏差。3動設備聯(lián)軸器對中原理及調(diào)節(jié)方法3.1工序?qū)β?lián)軸器對中的影響影響聯(lián)軸器對中的只能是后期連接加壓泵進出口和管道時二者間的相互作用力。由于管道的影響，加壓泵偏離了原本的位置，從而改變了泵端聯(lián)軸器的位置，并通過穿墻軸將這種變化傳遞給電機端聯(lián)軸器，因而電機端聯(lián)軸器對中也超出規(guī)定要求。（1）合理規(guī)劃施工步驟，泵安裝時先粗調(diào)對中，在完成管道連接后再進行精確對中，避免管道安裝對聯(lián)軸器對中結(jié)果產(chǎn)生不利影響；（2）若因其他問題而導致管道連接滯后，可以在連接管道與泵進出口的過程中，全程監(jiān)測水泵聯(lián)軸器的軸向和徑向位移，確保其符合對中的規(guī)定要求；（3）為確保電機端聯(lián)軸器對中合格，應先將電機軸與穿墻軸的聯(lián)軸器連接脫開，并確保在最后一步調(diào)整電機。3.2聯(lián)軸器綜合不對中在工程實踐應用時，情況往往很復雜，一般情況下包括轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器的平行和角度不對中，如果二者條件都具備時稱之為轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器的綜合不對中，同時二者的振動機理都會體現(xiàn)，齒套軸線至少與一個半聯(lián)軸器軸線在連接區(qū)域內(nèi)相交叉，它們之間的夾角的大小由齒套所受的徑向力所決定，根據(jù)力和力偶的平衡原理可以去確定。如果夾角大小保持穩(wěn)定不變，即兩半聯(lián)軸器軸線與齒套軸線的空間位置保持穩(wěn)定。轉(zhuǎn)子角頻率和軸向振動頻率相同是因為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時存在的附加軸向力加上發(fā)生的角度位移的作用，從動轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)軸軸向上往復轉(zhuǎn)動一次時相當于在一個周期里轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)了一周。3.3聯(lián)軸器不對中的影響隨著聯(lián)軸器不對中程度的增加，系統(tǒng)將受到更大的外激勵。此時，線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的振幅均有所增加。值得關(guān)注的是，當轉(zhuǎn)子發(fā)生更為嚴重的振動時，轉(zhuǎn)軸的幾何非線性特性會愈發(fā)明顯。受其影響，線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的共振頻率存在較大的偏差。上述現(xiàn)象意味著，當轉(zhuǎn)子系統(tǒng)因不對中故障而發(fā)生大幅振動時，轉(zhuǎn)軸的幾何非線性將會直接影響系統(tǒng)的固有特性。此時，若仍僅根據(jù)線性系統(tǒng)的剛度和質(zhì)量予以判斷，將會在一定程度上造成預估誤差，需引起一定的重視。結(jié)合不對中故障引起的1/2臨界轉(zhuǎn)速處共振現(xiàn)象，進一步討論了共振轉(zhuǎn)速和振幅隨聯(lián)軸器不對中程度的變化規(guī)律。當不考慮轉(zhuǎn)軸的幾何非線性時，系統(tǒng)的共振轉(zhuǎn)速主要由轉(zhuǎn)盤質(zhì)量和轉(zhuǎn)軸剛度決定。因此，聯(lián)軸器的不對中程度未對線性系統(tǒng)的共振轉(zhuǎn)速產(chǎn)生任何影響。然而，當考慮轉(zhuǎn)軸的幾何非線性時，聯(lián)軸器不對中程度的增加會放大該非線性剛度的影響，此時系統(tǒng)剛度主要由等效線性剛度和等效非線性剛度共同決定。因此，系統(tǒng)的共振轉(zhuǎn)速會隨之逐漸提高。3.4不對中－不平衡故障影響下的幾何非線性轉(zhuǎn)子振動行為研究針對齒式聯(lián)軸器不對中故障和轉(zhuǎn)盤不平衡故障引起的旋轉(zhuǎn)機械大幅渦動問題，著重討論了轉(zhuǎn)軸變形過程中位移和應變之間的幾何非線性關(guān)系，并依據(jù)Hamilton原理建立了等效動力學模型。在此基礎上，通過數(shù)值計算的方式，研究了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學特性隨轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)軸半徑以及轉(zhuǎn)軸長度等關(guān)鍵參數(shù)的變化規(guī)律。主要的研究結(jié)論可概述如下:1)綜合利用等效線性剛度和等效非線性剛度描述柔性轉(zhuǎn)軸變形過程中應變和位移間的物理關(guān)系，并通過有限元仿真予以驗證。(2)轉(zhuǎn)軸的幾何非線性會在一定程度上提高轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速，使其幅頻響應中出現(xiàn)典型的滯后跳躍現(xiàn)象。(3)齒式聯(lián)軸器不對中程度的增加會加劇轉(zhuǎn)軸幾何非線性特性的影響，進而使得線性轉(zhuǎn)子和非線性轉(zhuǎn)子的響應差異愈發(fā)明顯。(4)轉(zhuǎn)軸長度和轉(zhuǎn)軸半徑不僅會改變?nèi)嵝赞D(zhuǎn)軸的等效線性剛度，還會影響其等效非線性剛度。因此，在設計旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)軸時，應兼顧質(zhì)量輕、剛度低和運動穩(wěn)定性等多方面因素。3.5氣隙轉(zhuǎn)矩諧波分析氣隙轉(zhuǎn)矩諧波分析，有助于全面了解氣隙內(nèi)部磁場分布，對量化軸向永磁聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩性能，提高優(yōu)化設計效率都有積極作用。利用二維解析模型可以快速預測軸向永磁聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩，但預測值與仿真值存在較大誤差。這種誤差來源于二維模型忽略了軸向永磁聯(lián)軸器的端部效應，端部效應在氣隙諧波分析中不容忽視。采用基于粒子群算法的約束優(yōu)化法，可以有效降低不利于轉(zhuǎn)矩傳遞的諧波分量，且在轉(zhuǎn)矩不變的約束下，有效永磁體體積下降了6.45%，提升了永磁體利用率。轉(zhuǎn)矩諧波分析驗證了約束優(yōu)化方法能有效壓制不利于轉(zhuǎn)矩傳遞的諧波分量，提升轉(zhuǎn)矩性能，且平均半徑處轉(zhuǎn)矩諧波分析能快速有效地預測轉(zhuǎn)矩變化情況。結(jié)束語通過分析從動設備聯(lián)軸器和電機聯(lián)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(lián)軸器和電機聯(lián)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(lián)軸器不對中的調(diào)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(diào)整量，為動設備聯(lián)軸器對中提供了理論指導，提高了軸對中效率。參考文獻[1]鐘天煒,吳畏.高速旋轉(zhuǎn)設備聯(lián)軸器對中計算及操作要點[J].冶金動力,2020(08):31-33.[2]帕哈提·賽買提,希林古麗·阿爾肯,肉鮮古麗·阿不都吉力.激光對中技術(shù)在設備軸對中的應用[J].設備管理與維修,2019(19):116-117.[3]蔣能強,任海峰,李亮,張