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百分表对中方法简述
1 旋转机械对中的意义和测量方法
旋转机械对中就是把要连接的两台或多台设备的主轴位置，调整到能保证设备轴系在正常运行工况下，两轴轴线处于同轴状态的工艺过程。
对中偏差是旋转机械最常见的问题之一。
根据相关工业统计表明，超过50%的设备损坏可以归结到对中偏差和对中错误。因过大对中偏差引起上述的主轴密封、轴承、联轴器以及主轴损坏后的更换费用、额外能耗费用和停产损失对任何单位和企业、甚至公共环境都是不可忽视的。
对中偏差通常分同心度偏差、角向度偏差以及它们的组合偏差。为了便于工程测量和设备调整，对中组合偏差一般分解成垂直和水平两个方向上的同心度偏差和角向度偏差两个分量，即水平同心度偏差、垂直同心度偏差、水平角向度偏差及垂直角向度偏差。
对中方法以及对中质量是和科技发展紧密相关的。先后有直尺塞尺对中法、百分表对中法、激光对中等方法。总体上讲，任何一种对中方法均可达到足够的精度，可以达到0.～0.01mm，主要取决于仪器精密度和对中操作人员的技能水平。
现在，普遍采用的对中方法有百分表对中法和激光对中仪法。
激光对中仪完全是基于百分表对中的理论，结合采用先进精确的光学、电子技术，把百分表对中法中容易出现的各种误差因素降到最低限度，大大消除了百分表对中法的测量器具产生的误差。同时自动完成大量的计算工作，使对中操作简单、既快又准，但该类设备价格昂贵，以及电子仪控元件一些固有的误差，一定程度上限制了它的推广。
百分表通过表杆与测量表面接触，通过传动齿轮放大表杆的相对移动，来测量两轴间的细小空间位置变动,从而测量出其对中状态。
百分表对中法目前常用的有径向轴向法和双径向法两种。
径向轴向法就是分别用一块表测量同心度偏差，而另一块（为了消除轴窜对角向度的影响，常常采用在直径方向上均布两块）百分表则测量角向度偏差，这是最常用的一种方法。
双径向法就是用两块百分表分别测量在对方轴的测量点处同心度偏差，通过两组数据可以计算出轴系的同心度和角向度偏差。
不管是径向轴向法还是双径向法以及它们的演变对中法，如长联轴器的双径向法和双轴向法，它们的几何原理都是相同的，测量结果也应是完全一致的。它们在实际应用中各有优劣，根据实际情况适当选取可以取得很好的测量结果。
2 百分表对中法的主要误差因素及其控制方法
百分表在旋转机械的对中操作中，发挥着重要的作用，但存在较多的误差因素，需要加以分析并控制。
常见的误差因素及解决办法有以下10个方面：
（1）百分表针起始测点设置不当和量程选取不当
百分表针起始测点设置不当和量程选取不当可能导致探针在转动过程中悬空或卡死，即百分表出现冲程上下死点，导致测量结果不真实、不准确。
具体的解决办法是尽量选取较大量程的百分表（特别是在初对中时），一般选取量程为3～10mm,并把起始测点（0点）设置在量程中点位置附近。
采取多次测量，要求数据具有总体上的可重复性，选取最稳定的一组数据。
在百分表对中读数，还有一个重要的测量数据有效性判定法则。即垂直方向（0°和°）的数据之和等于水平方向（90°和°）的数据之和。
在实际施工中，如果两者之间的差值大于0.02mm，即可判断测量表架固定不牢或下列将要分析的其它原因,并采取措施加以消除。
本数据有效性法则均适用于同心度和角向度偏差读数正确性的判定。
（2）百分表卡滞或强磁场影响
百分表表针、表杆卡滞以及强磁场影响将导致读数不准确。主要通过定期标定和检查百分表的表针运转灵活性和远离强磁场来避免此类误差。数据有效性法则适用于检查该类误差。
（3）数据、符号记录错误
由于人为视角、判断能力不同或者错误读数，可能导致读取的数值偏离实际显示数值，这样自然会产生偏差。
由于百分表指针在测量过程中的左右偏转代表了表杆的正负运动方向，向左偏转表示表杆为正位移,反之则代表负位移,所以在整个测量过程中应仔细连续观察百分表指针的转向并正确读取原始数据。一旦方向判断错误，将导致后续的调整值产生大的偏差，无法完成对中。
除了上述正确读数方法外，还可以通过上述的数据有效性法则来判断是否出现记录符号错误。假设用百分表在0°、90°、°、°处测量理论数值为0、17、22、5，而实际测得的记录数据分别为0、11、22、5，可发现11+5=16≠0+22，可以判定其中有读数错误存在，（把17读成了11）；再假设把°的5读取为-5，则17+（-5）≠0+22（正确表达应为17+5=0+22）可以判定数据有误，为无效数据。通过分析可以判定上述第一种情况可能是读数的记录错误，而后?则是正负号判断错误，如果不及时准确发现，将导致调整量的计算错误和反复调整不到位的情况。
若不正确判定数据，通过计算或作图法得出的调整数据也会远远偏离期望结果，无法正确对中。这从另一方面表明了对中数据有效性判定的必要性。
（4）轴承径向跳动以及过大的轴承余隙
本误差在测量数据中表现出不符合数据有效性原则，且不能通过改善表架结构来消除。从消除它们对对中测量影响角度来讲，可以首先通过测量轴承跳动或在每个测点都把主轴朝同一方向径向推动，使其紧靠轴承座来消除影响。
（5）测量表面不规则或偏心
本误差也将导致读数不符合数据有效性判定原则,通常的消除方法是保证两轴同步转动，保证测点位置基本固定，即可消除它们对对中数据的影响。在工程施工中，该项误差得到了充分的认识和重视。但应注意有些特殊设备，在安装期间或设备停机检修期间不能盘轴，这种情况应区别对待，应测量表面的不规则度或偏心度对测量值的影响，并采取适当方法加以修正或消除。
（6）轴窜
轴窜往往是对中测量中的麻烦制造者,它会严重影响轴系角向度偏差的数据测量。通常是采取规避方法来消除偏差。在常用的两种百分表对中方法中，径向轴向法是用两块对称安装的百分表来测角向度偏差，可以抵消轴窜影响；用双径向法则不受轴窜影响。所以这也是通常双径向法比径向轴向法更精确的主要原因。
（7）对中时轴系转动角度不准确
理论上，在任意3个角度上测量，即可计算出轴系的对中偏差，但为了简化计算，在实际的对中测量过程中，一般要求在主轴或轮毂上4个均布的测点0°、90°、°和°共4个位置上测量读数，但往往不能在该4个角度上准确定位，测点可能偏离理论位置，若偏离5°～10°，导致的百分表读数相对误差可达到10%～15%。
避免转动角度不均匀造成测量读数偏差的主要方法有：在4个均布的测点用水平仪测量，或事先测量好并作出标记，并且在转动过程中尽量慢，确保每次能够准确地停在所需的位置。
以上7种情况下的偏差都可以通过数据有效性法则来判断。
（8）百分表测杆与被测表面不垂直
由于表架结构的限制以及操作者的认识问题，在实际测量过程中，因表架结构原因,表杆与被测表面可能经常出现不垂直现象。如果表杆倾斜度在15°以内，读数误差一般在5%以内，可以忽略，而当倾斜度在15°～30°，则会出现5%～15%的误差，将严重影响测量精度。
测杆与被测表面不垂直导致读数均大于实际值，在实际施工中，测杆与被测表面不垂直是很常见的问题。
（9）表架的挠度偏差
因为百分表对中法的表架悬垂结构，支撑百分表的表架及其加长杆和百分表的重力，使表架产生弹性变形，将发生向下弯曲，称为表架挠度。通常在卧式旋转机械的对中测量时，表架在转动过程中，由于表杆滑动方向随转动方向而变化，不完全与重力方向一致。不同位置上的挠度对百分表读数的影响是变化的，所以，在后续的数据处理中，如果不加以消除，将严重影响测量值的准确性。相对于旋转机械的对中公差，有时挠度会是实际对中偏差的几倍到十几倍。
因此，在采用百分表对中的过程中，安装百分表表架和加长杆应注意减少甚至消除表架挠度的影响。由于百分表固定处在水平和垂直方向上都存在挠度，其结果对通常的同心度和角向度偏差测量数值均有影响。
按照待测设备上的相同或相近的参数状态把表架安装固定在一根具有足够刚度且表架固定处和测点处应尽量平滑的水平圆管（圆棒）上，该圆管（圆棒）作为芯轴基准，主要应保证参数（l和a以及百分表的尺寸、质量等）完全相同，并且应牢固固定或保证固定松紧程度一致。分别把表针在径向上与圆管的环面接触来测量径向挠度，把表针在轴向上与圆管的特定设置的与圆管轴线垂直的端面接触来测量轴向挠度。把百分表在顶部0°时调零，然后把整个装置慢慢转动°到底部，读出百分表读数，该数值的一半即为表架垂直挠度。
在实际操作中，如果不考虑这种误差，测量数据与真实值的偏差很大，以此数据来确定的支腿在垂直方向的调整量也是无用的，将远远偏离于真实值。由于同心度的挠度一般在0.10～1.00mm之间，特别在精对中阶段，该误差将占有百分表的主要量程，可能导致测量超程。
另一方面，可以采取下列措施来减小表架挠度误差的数值大小：尽量缩短固定点到测点的距离，从而缩短表架的跨距；优化选用正确的表架截面大小和材料，增强抗弯能力；尽量选用小巧的百分表；正确牢固地固定表架。
(10)百分表测量法的理论误差
由于百分表测量法通常采用如国标GB-的附录15的公式来计算实际偏差，通过分析可以知道,该公式是基于角向度偏差和同心度偏差均很小且单独存在情况下的近似计算，但在实际工程实践中,特别在初对中时,偏差可能比较大,且往往是以综合偏差方式存在,及同时存在角向度偏差和同心度偏差,在这种情况下,角向度偏差的存在会不同程度地影响同心度偏差的测量。当考虑角向度对同心度的影响后，对中偏差的百分表测量理论分?的非常复杂，有很多相关文章均对对中的理论分析进行过详细描述，一般至少需要4～5个参量才能准确表达，并且包括超越方程的求解，这在实际测量过程中是很难处理的。在实际工程中的百分表对中法，不可能做到多未知参量的测量和处理，即使在激光对中仪中有先进的微处理器，在实际的算法也多是以简化的对中算法为理论基础的。
对此处理的总体解决办法有两个方面。
(1)在初对中阶段，即角向偏差和同心度偏差均比较大时（比如角向偏差在1/～1/0之间，同心度偏差在0.2～2mm之间），按照简化的测量方法以及相应的调整值和理论值真实值是有偏差的，并且偏差率还可能比较大，但是该误差的变化趋势是收敛的，也就是说，随着调整次数的增多，误差会越来越小，到角向偏差接近1/0时，基本可以忽略角向偏差对同心度测量的影响，达到很高的精度。一般通过2～4次调整即可达到比较精确的状态。所以在实际施工中，不要希望一次就能精确测量准确和调整到位。
(2)由于角向度直接影响同心度测量精度，所以建议先调整角向度再调整同心度。
3 百分表测量法的表架挠度偏差本身无法完全消除，但可以通过上述加大表架刚度来减少,以及通过计算或实测等方法基本消除挠度对对中测量数据的影响。
虽然百分表的精度为0.01mm，但通常的测量误差可能在0.1～1.0mm之间，是同心度公差0.02～0.10mm的5～10倍，如果不注意消除上述主要的误差因素的影响，实际的测量结果将严重偏离真实值，出现巨大偏差。根据某国际知名的旋转机械技术组织调查结果表明，轴系对中状态真正达到了其公差要求的比例不到7%，这足以说明正确的轴系对中的重要性。
(运转世界大国龙腾龙出东方腾达天下龙腾三类调心滚子轴承刘兴邦CACCEMBMA)
编辑发动机曲轴滚动轴承的故障分析
一些小型轮式拖拉机的发动机曲轴是靠两个滚动轴承支撑。滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈的外面和外圈的里面有滚道以利于滚动体滚动。内圈和轴配合，外圈和轴承座或箱体配合。通常内圈随轴旋转，外圈不转。曲轴前后主轴颈与滚动轴承内圈固定。后滚动轴承的外圈则用后轴承盖把它固定在机体轴承座孔内，防止轴向移动。前轴承的外圈直接安在机体的座孔内，没有轴向固定，以便在曲轴受热膨胀，向前有轴向伸缩余地。
发动机曲轴的滚动轴承一旦发生故障，直接影响发动机的技术状态，因此对滚动轴承的故障应予以重视，现将滚动轴承常见故障分析如下：
一、轴承内外圈走动与配合件磨损出现间隙
1.轴承外圈走动。为了拆装方便，滚动轴承外圈与座孔采用过渡配合。前轴承外圈最大过盈为0.mm，最大间隙为0.mm。后轴承外圈最大过盈为0.mm，最大间隙为0.06mm。在装配时对座孔要进行测量，其过盈或间隙不能超过上述范围，否则对座孔要进行修理。
2.轴承内圈走动。滚动轴承内圈与轴颈采用过盈配合。前轴承内径最大过盈为0.mm，最小过盈为0.mm。后轴承内径最大过盈为0.mm，最小过盈0.mm。从上述配合来看，如果轴承经过几次拆装，轴承内圈与轴颈可能出现间隙，则必须对轴颈进行维修后方可应用。
轴承与轴的配合松动时，有的维修工把配合松动的轴表面用压花或以冲头冲孔的方法使轴的表面起毛，企图以此获得一个紧密的配合表面。这样做不仅破坏了轴表面的几何形状，使轴承在安装中得不到正确的中心位置而发生歪斜，而且起毛部位最终要被压平而成为松动的配合。正确地维修方法是先对轴颈进行磨修，然后对轴颈进行刷镀或喷涂。
二、滚动轴承保持架磨损、变形或断裂
1.在装配滚动轴承内外圈时，由于过盈量大，轴承滚珠被卡在座圈里，运转时易挤坏轴承保持架。所以在装配时应进行测量，以保证标准的过盈量。
2.曲轴轴承的润滑是激溅式的。当轴承中缺少或无润滑油时，特别是作用在轴承上负荷很大时，轴承温度升高。在一般情况下，轴承内圈的温度比外圈高10℃左右。因为内外圈的热膨胀不同，使滚珠和滚道的间隙消失，轴承在运转时容易将保持架挤破。所以在安装轴承时，滚道内要涂抹清洁的润滑油，以防润滑油激溅不到时而造成干摩擦。
三、滚动轴承滚道和滚动体表面产生剥落
1.由于冲击载荷和交变应力作用引起的剥落。轴承滚动体和内、外圈滚道面上均承受周期性脉动载荷的作用，从而产生周期变化的接触应力。当应力循环次数达到一定数值后，在滚动体或内、外圈滚道工作面上就产生疲劳剥落。如果轴承的负荷过大，会使这种疲劳加剧。另外，轴承安装不正、轴弯曲，也会产生滚道剥落现象。发动机飞轮和皮带轮上设置平衡重，产生的旋转惯性力矩与发动机旋转部分产生的旋转惯性力矩平衡。如果产生的惯性力矩没有被平衡，发动机着火后振动大，增加了交变应力和应力循环次数，引起滚道和滚动体表面过早地剥落。
为了避免滚道和滚动体表面产生剥落，在使用中应避免额外负荷和不应有的振动，在操作过程中要合理的使用油门和速度，防止拖拉机颠簸，要经常检查固定机体螺栓，防止松动。
2.由于外界硬质微粒落人外壳配合表面或轴与套圈配合表面间，引起滚道形状的歪曲。滚动体给这里的压力最大，结果使套圈滚道发生快速磨损和金属剥落。滚动轴承是一种十分精密的部件，对异物十分敏感。在维修过程中要使用清洁的不易起毛的揩布，揩布绝对不能用旧棉丝替代，因为旧棉丝中的纱头容易混人润滑油中而进人轴承，这是十分有害的。在装配前，对轴颈、座孔、轴承内外圈表面要彻底清洗，严防脏物进人配合表面。
3.安装时滚道受到损伤引起的破坏。如果安装时，所加压力是经外圈和钢球来传递，就不可避免地会在套圈滚道接触钢球的部位造成凹坑，这些凹坑是破坏的根源，递增极猛，只需很短时间就使轴承剥落报废。所以在拆卸时应用专用工具，受力部位要正确且均匀。
四、轴承径向和轴向间隙增大
轴承径向和轴向间隙增大，除启动时干摩擦和过度摩擦磨损外。主要是因为零件表面的金属微粒和润滑油中的砂子、灰尘、脏物，在滚动体和滚道上的摩擦所引起。
轴承由于磨料磨损使套圈和滚动体之间的游隙显著增大，滚道上已形成无光泽的表面，并出现不均匀的划伤痕迹。防止方法是要按时更换润滑油，加油孔要密闭，严防脏物进入。
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