一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置及确定方法

摘要

本发明属于测量装置及方法，具体涉及一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置及确定方法。该装置包括：底座板、固定块、水平调节螺栓、水平度显像管、Z轴刻度导轨、数显装置、百分表、百分表杆架、X轴滑块刀口尺、X轴滑块导轨刀口尺、Y轴滑块一、Y轴滑块导轨、Y轴滑块二，其中，所述Z轴刻度导轨通过固定块和螺钉固定在底座板上，Y轴滑块导轨通过其自身滑块能在Z轴刻度导轨上滑动,Z轴刻度导轨上刻度能显示Y轴滑块导轨在Z轴刻度导轨上的绝对值移动量；Y轴滑块导轨上的数显装置能显示Y轴滑块导轨在Z轴刻度导轨上移动的相对移动值。本发明的显著效果是：通过新的算法补偿现有算法的偏差，提高泵轴线与电动机轴线的安装精度。

说明书

技术领域

本发明属于测量装置及方法，具体涉及一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置及确定方法。

背景技术

在工业领域，尤其是设备安装施工领域中，输送泵是输送流体介质的常用装置，在化工、采矿、核电等领域属于必不可少的流体输送设备。电动机通过电机轴与泵轴安装的联轴器将回转运动与扭矩输送给泵叶轮，泵叶轮将流体从输入端输送至输出端口。电动机与输送泵通过联轴器连接，安装过程中，电动机轴线与输送泵轴线偏差大于电机轴端联轴器与输送泵轴端联轴器允许轴线偏差值，就会使之产生异常振动，以及对轴承产生附加载荷从而影响设备的使用寿命。

传统的偏差测量方法将百分表架固定于电机轴端联轴器处，利用两个百分表将百分表压头分别接触到联轴器的轴向平面和径向平面，转动联轴器通过两个百分表分别测量电机轴端联轴器与输送泵轴端联轴器的轴向和径向相对差值，再测量电机前后固定螺栓到联轴器端面的轴向垂直距离来进行计算电机轴端联轴器与输送泵轴端联轴器的轴线偏差。该测量方法测量的是电机轴端联轴器与输送泵轴端联轴器外径轴线的偏差而不是电机轴线与输送泵轴线的偏差。

现有的测量技术中，用笛卡尔坐标系表达轴线的相对位置，即(X1， Y1，Z1)，首先调整轴线的垂直高度，再调整水平面内的角度偏差，角度偏差通过慢慢调试从而减少，耗费大量时间。

发明内容

本发明的内容是针对现有技术的缺陷，提供一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置及确定方法。

本发明是这样实现的：一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置，该装置包括：底座板、固定块、水平调节螺栓、水平度显像管、 Z轴刻度导轨、数显装置、百分表、百分表杆架、X轴滑块刀口尺、 X轴滑块导轨刀口尺、Y轴滑块一、Y轴滑块导轨、Y轴滑块二，其中，所述Z轴刻度导轨通过固定块和螺钉固定在底座板上，Y轴滑块导轨通过其自身滑块能在Z轴刻度导轨上滑动,Z轴刻度导轨上刻度能显示Y轴滑块导轨在Z轴刻度导轨上的绝对值移动量；Y轴滑块导轨上的数显装置能显示Y轴滑块导轨在Z轴刻度导轨上移动的相对移动值。

如上所述的一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置，其中，所述的底座板上加工有四个螺纹孔，分别旋入四根水平调节螺栓用于支撑底座板并通过调节四根水平调节螺栓旋入深度调节底座板水平度，水平度值由嵌入在底座板的横纵两个方向的水平度显像管显示水平度值；水平调节螺栓上的螺母用于调节水平度值达到合格后锁紧水平调节螺栓，防止水平调节螺栓在装置使用过程中转动。

如上所述的一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置，其中，所述百分表杆架通过锁紧铰链连接在Y轴滑块一上，百分表杆架通过Y轴滑块一能在Y轴滑块导轨上滑动；百分表杆架上杆件通过锁紧铰链连接，通过锁紧铰链连接使杆件实现转动锁死的功能；杆件上通过加工通孔用于百分表的装夹与固定；杆件上百分表用于测量所安装在轴上连轴器外圆相对于安装轴内孔轴线的同心度偏差。

如上所述的一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置，其中，所述X轴滑块导轨刀口尺通过螺纹连接在Y轴滑块二上，通过Y轴滑块二滑动带动X轴滑块导轨刀口尺实行Y轴滑块导轨上的上下滑动，Y轴滑块二上安装有数显装置用于显示和记录与Y轴滑块二连接的X轴滑块导轨刀口尺在Y轴滑块导轨上的移动量；X轴滑块导轨刀口尺在导轨下方加工成刀口形状，用于测量联轴器或轴的上母线在Y轴上的相对高度。

如上所述的一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置，其中，所述X轴滑块刀口尺在X轴滑块导轨刀口尺的导轨上执行X方向上的滑动，用于测量联轴器或轴的侧母线上的X方向上的相对值。

一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的确定方法，包括下述步骤：

步骤一：将装置安放在输送泵与电机安装机座平台上，调整四个水平调整螺栓，使两水平度显像管水泡居中，保证底座板水平；底座板水平度达到要求后拧紧四个水平调整螺栓上螺母，防止四个水平调整螺栓在装置的使用过程中转动；

步骤二：移动安装在Z轴刻度导轨上的Y轴滑块导轨，使之达到输送泵联轴器外圆所在位置；

步骤三：移动安装在Y轴滑块导轨上的Y轴滑块一，使之达到百分表杆架能调节到联轴器上母线的位置；松开百分表杆架上的锁紧铰链，调节杆件使百分表测量触头压在联轴器上母线最大外圆处，锁紧锁紧铰链防止百分表杆架各关节转动；

步骤四：手动整周转动连轴器，观测百分表示值，找到示值最大处与最小处所在位置，记录数值；

步骤五：拆卸百分表，松开锁紧铰链，收回百分表杆架，使之不干涉Y轴滑块二及安装上Y轴滑块二上的X轴滑块导轨刀口尺和X轴滑块刀口尺滑动；

步骤六：移动X轴滑块导轨刀口尺和X轴滑块刀口尺，使之X 轴滑块导轨刀口尺刀口压在联轴器上母线上并处于步骤四所测量的最大值所在位置；使之X轴滑块刀口尺刀口压在联轴器侧母线上；分别记录所在数显装置上的示值；

步骤七：重复步骤三至步骤六，分别测量输送泵轴端、输送泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端的示值并记录相关数据；记录测量输送泵轴端、输送泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端时 Y轴滑块导轨的移动量；

步骤八：利用外径千分尺分别测量输送泵轴端、输送泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端的外径并记录数据；

步骤九：根据测量数据分别计算泵轴线与电动机轴线的X向角度偏差α1、Y向角度偏差α2、X向位移偏差t1和Y向位移偏差t2；

其中个方向的定义为：定义输送泵轴线与电机轴线方向为Z方向；定义装置的高度方向为Y方向；定义装置的宽度方向为X方向；定义手动整周转动联轴器百分表测量的示值最大值为H1、最小值为H2、联轴器同轴度内孔与外圆的同轴度偏差为K；其中联轴器同轴度内孔与外圆的同轴度偏差计算公式为：H2-H1＝K；其中联轴器同轴度内孔与外圆的同轴度偏差修正值为：K/2；的定义输送泵轴端外径为d1、定义输送泵轴端联轴器外径为d2、定义电机轴端联轴器外径为d3、定义电机轴端外径为d4；定义输送泵轴端所测Y方向上示值为Y1，定义输送泵轴端所测X方向上示值为X1，定义输送泵轴端测量所在Z 方向上的所在位置为Z1；定义输送泵轴端联轴器所测Y方向上示值为Y2，定义输送泵轴端联轴器所测X方向上示值为X2，定义输送泵轴端联轴器测量所在Z方向上的所在位置为Z2；定义电机轴端联轴器所测Y方向上示值为Y3，定义电机轴端联轴器所测X方向上示值为X3，定义电机轴端联轴器测量所在Z方向上的所在位置为Z3；定义电机轴端所测Y方向上示值为Y4，定义电机轴端所测X方向上示值为X4，定义电机轴端测量所在Z方向上的所在位置为Z4。

如上所述的一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的确定方法，其中，所述的步骤九的计算公式如下

其中(Y1至Y4)为X轴滑块导轨刀口尺分别压在泵轴端、泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端上母线且百分表所测量的最大值处的示值，

其中(X1至X4)为X轴滑块尺刀口分别压在泵轴端、泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端侧母线且百分表所测量的最大值处的示值，

其中(Z1至Z4)的取值对所测数据无影响，可分别在泵轴端、泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端上取任意值，

其中(d1至d4)为泵轴端、泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端的外径尺寸。

本发明的显著效果是：本发明通过新的算法补偿现有算法的偏差，提高泵轴线与电动机轴线的安装精度。

附图说明

图1为一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置的结构示意图；

图2为轴向示意图；

图3为俯视图；

图4为主视图。

其中1.底座板、2.固定块、3.水平调节螺栓、4.水平度显像管、 5.Z轴刻度导轨、6.电机轴端联轴器、7.输送泵轴端、8.输送泵轴端联轴器、9.百分表、10.百分表杆架、11.数显装置、12.X轴滑块刀口尺、 13.X轴滑块导轨刀口尺、14.Y轴滑块导轨、15.Y轴滑块二、16.Y轴滑块一、17.电机轴端。

具体实施方式

一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的测量装置及确定方法，包括：底座板、固定块、水平调节螺栓、水平度显像管、Z轴刻度导轨、数显装置、百分表、百分表杆架、X轴滑块刀口尺、X轴滑块导轨刀口尺、Y轴滑块一、Y轴滑块导轨、Y轴滑块二、等，所述Z轴刻度导轨通过固定块和螺钉固定在底座板上，Y轴滑块导轨通过其自身滑块能在Z轴刻度导轨上滑动,Z轴刻度导轨上刻度能显示Y轴滑块导轨在Z轴刻度导轨上的绝对值移动量；Y轴滑块导轨上的数显装置能显示Y轴滑块导轨在Z轴刻度导轨上移动的相对移动值。

所述的底座板上加工有四个螺纹孔，分别旋入四根水平调节螺栓用于支撑底座板并通过调节四根水平调节螺栓旋入深度调节底座板水平度，水平度值由嵌入在底座板的横纵两个方向的水平度显像管显示水平度值；水平调节螺栓上的螺母用于调节水平度值达到合格后锁紧水平调节螺栓，防止水平调节螺栓在装置使用过程中转动。

所述百分表杆架通过锁紧铰链连接在Y轴滑块一上，百分表杆架通过Y轴滑块一能在Y轴滑块导轨上滑动；百分表杆架上杆件通过锁紧铰链连接，通过锁紧铰链连接使杆件实现转动锁死的功能；杆件上通过加工通孔用于百分表的装夹与固定；杆件上百分表用于测量所安装在轴上连轴器外圆相对于安装轴内孔轴线的同心度偏差。

所述X轴滑块导轨刀口尺通过螺纹连接在Y轴滑块二上，通过 Y轴滑块二滑动带动X轴滑块导轨刀口尺实行Y轴滑块导轨上的上下滑动，Y轴滑块二上安装有数显装置用于显示和记录与Y轴滑块二连接的X轴滑块导轨刀口尺在Y轴滑块导轨上的移动量；X轴滑块导轨刀口尺在导轨下方加工成刀口形状，用于测量联轴器或轴的上母线在Y轴上的相对高度。

所述X轴滑块刀口尺在X轴滑块导轨刀口尺的导轨上执行X方向上的滑动，用于测量联轴器或轴的侧母线上的X方向上的相对值。

一种输送泵轴线与电动机轴线偏差的确定方法，包括下述步骤：定义输送泵轴线与电机轴线方向为Z方向；定义装置的高度方向为Y 方向；定义装置的宽度方向为X方向；定义手动整周转动联轴器百分表测量的示值最大值为H1、最小值为H2、联轴器同轴度内孔与外圆的同轴度偏差为K；其中联轴器同轴度内孔与外圆的同轴度偏差计算公式为：H2-H1＝K；其中联轴器同轴度内孔与外圆的同轴度偏差修正值为：K/2；的定义输送泵轴端外径为d1、定义输送泵轴端联轴器外径为d2、定义电机轴端联轴器外径为d3、定义电机轴端外径为d4；定义输送泵轴端所测Y方向上示值为Y1，定义输送泵轴端所测X方向上示值为X1，定义输送泵轴端测量所在Z方向上的所在位置为Z1；定义输送泵轴端联轴器所测Y方向上示值为Y2，定义输送泵轴端联轴器所测X方向上示值为X2，定义输送泵轴端联轴器测量所在Z方向上的所在位置为Z2；定义电机轴端联轴器所测Y方向上示值为Y3，定义电机轴端联轴器所测X方向上示值为X3，定义电机轴端联轴器测量所在Z方向上的所在位置为Z3；定义电机轴端所测Y方向上示值为Y4，定义电机轴端所测X方向上示值为X4，定义电机轴端测量所在Z方向上的所在位置为Z4。

步骤一：将装置安放在输送泵与电机安装机座平台上，调整四个水平调整螺栓，使两水平度显像管水泡居中，保证底座板水平；底座板水平度达到要求后拧紧四个水平调整螺栓上螺母，防止四个水平调整螺栓在装置的使用过程中转动；

步骤二：移动安装在Z轴刻度导轨上的Y轴滑块导轨，使之达到输送泵联轴器外圆所在位置；

步骤三：移动安装在Y轴滑块导轨上的Y轴滑块一，使之达到百分表杆架能调节到联轴器上母线的位置；松开百分表杆架上的锁紧铰链，调节杆件使百分表测量触头压在联轴器上母线最大外圆处，锁紧锁紧铰链防止百分表杆架各关节转动；

步骤四：手动整周转动连轴器，观测百分表示值，找到示值最大处与最小处所在位置，记录数值；

步骤五：拆卸百分表，松开锁紧铰链，收回百分表杆架，使之不干涉Y轴滑块二及安装上Y轴滑块二上的X轴滑块导轨刀口尺和X轴滑块刀口尺滑动；

步骤六：移动X轴滑块导轨刀口尺和X轴滑块刀口尺，使之X 轴滑块导轨刀口尺刀口压在联轴器上母线上并处于步骤四所测量的最大值所在位置；使之X轴滑块刀口尺刀口压在联轴器侧母线上；分别记录所在数显装置上的示值；

步骤七：重复步骤三至步骤六，分别测量输送泵轴端、输送泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端的示值并记录相关数据；记录测量输送泵轴端、输送泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端时 Y轴滑块导轨的移动量；

步骤八：利用外径千分尺分别测量输送泵轴端、输送泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端的外径并记录数据；

步骤九：根据测量数据分别计算泵轴线与电动机轴线的X向角度偏差α1、Y向角度偏差α2、X向位移偏差t1和Y向位移偏差t2。

其中(Y1至Y4)为X轴滑块导轨刀口尺分别压在泵轴端、泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端上母线且百分表所测量的最大值处的示值。

其中(X1至X4)为X轴滑块尺刀口分别压在泵轴端、泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端侧母线且百分表所测量的最大值处的示值。

其中(Z1至Z4)的取值对所测数据无影响，可分别在泵轴端、泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端上取任意值。

其中(d1至d4)为泵轴端、泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端的外径尺寸。

下面给出一个具体的例子，

X轴滑块导轨刀口尺分别压在泵轴端、泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端上母线且百分表所测量的最大值处的示值。实验测得Y1＝245.03、Y2＝260.04、Y3＝259.06、Y4＝244.02。

X轴滑块尺刀口分别压在泵轴端、泵轴端联轴器、电机轴端联轴器、电机轴端侧母线且百分表所测量的最大值处的示值。实验测得 X1＝280.07、X2＝265.04、X3＝279.02、X4＝264.06。

泵轴端与泵轴端联轴器取值间距为56mm、泵轴端联轴器与电机轴端联轴器取值间距为30mm、电机轴端联轴器与电机轴端取值间距为56mm。

泵轴端d1＝130mm、泵轴端联轴器d2＝160mm、电机轴端联轴器 d3＝160mm、电机轴端d4＝130mm。

计算公式为：

代入数据得：