输油泵轴对中方法对比分析
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2 、 广州 A 泵机组找正 广州 A 泵机组泵型号为 SVN8 4 ×13 ,电机型 号为 KD9315M ,机组运行振值高达 5. 8 mm/ s ,引 起泵出口管道振动达到 7. 8 mm/ s ,润滑油渗漏 ,机 组采用单架双百分表找正 。采用激光对中仪测量 , 机组平行偏差为 0. 04 mm ,角度偏差为 0. 06/ 100 mm ,电机后脚应调高 0. 05 mm , 前脚调 低 0. 05 mm 。现场分析认为 ,造成找正不准确的主要原因 是 ,泵轴采用止推轴承总装体轴向固定 ,泵轴有0. 16
· 4 4 · 油 气 储 运
2009 年
输油泵轴对中方法对比分析
吴 德 起3
王 彪
景 建 国 李 峰
(中国石化管道潍坊输油处) (中国石油管道公司) (中国石化管道潍坊输油处)
吴德起 王 彪等 :输油泵轴对中方法对比分析 ,油气储运 ,2009 ,28 (1) 44～47 。 摘 要 分析了百分表法对中和激光对中仪对中的工作原理 ,对比了两种方法在实际应用中 的效果 。激光对中仪可以避免设备轴向窜动的影响 ,以及表架挠度造成的误差 ,对中精度较高 ,适 用于泵轴的对中 。
立的表架 ,每个表架上安装一块百分表 ,见图 4 。其 中泵轴端表架上的百分表测量联轴器的径向位移 量 ,电机轴端表架上的百分表测量联轴器的角度偏 差 。该方法能够克服单架双表法的不足 ,避免由于 两轴存在轴向位移时造成的测量误差 ,准确度比单 架双表法高 ,但由于其表架比较复杂 ,两个百分表的 位置相对独立 ,操作 、读数和计算比较繁琐 。双架双 表法测量过程示意图见图 5 。
二 、百分表法对中法
1 、 直尺 、塞尺目测法 对于中小型设备 ,采用直尺和目测来确定两个
联轴器的径向偏差 ,用塞尺测量两个联轴器端面间 隙 ,确定两轴的角度偏差 , 见图 1 。该方法量具简 单 ,操作方便 ,但测量误差较大 ,轴对中效果较差 ,造 成设备振动 ,产生噪声 ,影响了设备零件的使用寿 命 ,该对中方法只适用于中小型设备和低转速设备 。
(收稿日期 :2007211213)
四 、百分表法与激光对中仪对 中法的对比应用两例
1 、 东营 206 泵机组找正 东营 206 泵机组泵型号为 HBS20 ×20 ×19 ,电
机型号为 4B639 ,机组运行振动值达到 4. 3 mm/ s , 电机和泵轴瓦经常出现碎裂现象 。用激光对中仪进 行测量 ,两轴平行偏差在范围之内 ,角度偏差超出范 围 ,电机后脚需调高 0. 6 mm ,前脚需调高 0. 2 mm 。 分析认为 ,用单架双表法进行找正 ,由于电机轴向无 固定 ,轴向表测量存在一定误差 ,从而造成电机角度 偏差超标 。参照激光对中仪给定的数值对电机进行 调整后 ,电机和泵振动值下降到 3. 0 mm/ s 以下 ,轴 瓦碎裂现象明显减少 。
五 、பைடு நூலகம் 论
图 8 激光对中仪对中示意图
(2) 调整的同时 ,实时显示偏差的变化量 ,实现 即时调整 。
(3) 一般激光的测量距离为 20 m ,适合于长中 间轴联轴器的对中找正 。
(4) 可以对多个设备进行轴对中测量 ,并实时 显示测量值的变化 。
(5) 精度高 ,无机械表传动 、观测误差 。 (6) 不受轴向小量位移的影响 。 (7) 加减垫片自动计算 ,减少了调整的次数 。
三 、激光对中仪对中法
1 、 激光对中仪测量原理 激光对中仪采用两个激光发射/ 接收器代替百
分表 ,固定在联轴节的两边 ,激光对中仪由激光发 射/ 接收器以及支撑架和显示单元组成 ,见图 8 。激 光由联轴器一端的发射器射向另一端的接收器 ,通 过每旋转一定的角度激光在接收器的位置变化 ,自 动计算出两轴的对中情况 。显示单元将自动计算出 平行偏差和角度偏差 ,同时给出前 、后脚的调整值和 垫平值 ,并且能在调整过程中实时显示调整数值的 变化 。激光轴对中仪的测量原理与逆向百分表测量 原理相同 ,保证了在轴向无固定的两轴对中过程中 测量的准确性 ,采用准直的激光 ,避免了表架挠度对 测量精度的影响 。激光对中仪可应用于水平机械对 中 、软脚测量 、热膨胀值补偿 。
式中 Bs ———表显角度偏差值 ; B1 ———移动轴端表 6 点读数 ; B2 ———移动轴端表 12 点读数 。
在计算角度偏差时要减去径向偏移值 ,即 :
B = Bs - A
式中 B ———角度实际偏差 ; A ———径向实际偏差 。
由角度偏差造成的电机前后脚偏差值为 : B f = B ×( L f / L d )
A = Ax2 + Ay2
式中 A ———位移量或角度偏差量 ; A x ———水平方向偏差值 ; A y ———垂直方向偏差值 。
5 、 表架自身挠度的影响 为了消除表架自身挠度对测量精度的影响 ,要 对表架的自身挠度进行测量 ,无论是单架双表法还
是双架双表法 ,表架本身的变形都对测量的准确性 有一定的影响 ,因此需要对表架进行挠度测量 ,见图 7 。百分表显示的测量结果减去表架的挠度后作为 两轴的实际偏差 。这样可以消除表架挠度误差 ,但 是表架的安装牢固程度 、百分表的灵敏度等还会对 测量结果产生影响 。
第 28 卷第 1 期 吴德起等 :输油泵轴对中方法对比分析
·45 ·
图 3 单架双表法测量过程示意图
角度偏差的计算式为 :
B = (B1 - B2) / 2 式中 B ———角度偏差值 ; B1 ———轴向表 6 点读数 ; B2 ———轴向表 12 点读数 。
采用传统的百分表找正不仅受百分表本身误差 的影响 ,而且受被测量设备结构的影响 (设备轴向窜 动) 。其中逆向百分表法可以从理论上消除这一误 差 ,但百分表表架本身产生的挠度是很难避免的 。 而激光对中仪对中采用了逆向百分表原理 ,在设计 上避免了设备轴向窜动的影响 ,并且采用准直的激 光代替一定长度的表架 ,避免表架挠度造成的误差 。 因此 ,采用激光对中仪找正准确 、方便 ,能够使设备 工作处于最佳状态 。
·46 ·
油 气 储 运 2009 年
式中 B f ———电机前脚调整数值 ; L f ———电机前脚到固定轴端表测点距离 ; L d ———移动轴端百分表测点到固定轴端表
测点距离 。
B b = B ×( L b/ L d )
式中 B b ———电机后脚调整数值 ; L b ———电机后脚到固定轴端表测点距离 ; L d ———移动轴端百分表测点到固定轴端表
设备对中不良造成的危害有 ,轴承和密封失效 、 连轴节磨损 、过热 、效率降低 、能量损失 、振动值变 大 。良好的对中可以减少生产损失 ,延长设备的使 用寿命 ,减缓轴承和密封失效 ,降低设备的振动 ,减 少联轴节的磨损 ,降低维修成本 ,减少耗电 。
装两块百分表 ,一块表测量联轴器的径向偏差 ,另一 块表测量联轴器端面的角度偏差 ,见图 2 。径向表 的读数用来确定两轴的径向偏差值 ,轴向表的读数 用来确定两轴的角度偏差值 ,将径向偏差和角度偏 差两次计算的数值相加的代数和作为电机应调整的 垫片厚度 。单架双表法测量过程示意图见图 3 。
2 、 激光对中仪法的优势 (1) 采用激光对中仪对中法可以避免百分表法 计算和绘图产生的误差 ,提高测量精度 ,最高达到
第 28 卷第 1 期 吴德起等 :输油泵轴对中方法对比分析
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0. 001 mm 。
mm 工作窜量 ,用百分表测量时 ,轴向表受泵轴工作 窜量的影响造成机组对中不良 。使用激光对中仪进 行调整后 ,机组振值下降到 2. 0 mm/ s 以下 ,机组润 滑油渗漏减少 。
主题词 输油管道 泵 电机 同轴度 对中 方法 分析
一 、前 言
输油泵机组多数由大功率高转速电动机驱动 , 电机和泵之间使用联轴器联接传递扭距 ,电机轴与 泵轴对中 (同轴度) 与否将直接影响到泵和电机的运 行状态 ,对中不良会造成设备振动增大 、噪音增加 、 轴瓦和机械密封损坏 、机泵效率下降 、能耗增加等 。 机泵对中方法分为钢制表架配合普通的机械式百分 表对中和激光对中仪对中 。表架本身的挠度和人为 读数 、计算误差以及设备轴向窜量都会影响机泵的 对中效果 ,从而降低设备运行效率 。
由角度偏差造成的地脚垫片调整数值为 : B f = B ×( L f / L d )
式中 B f ———电机前脚调整数值 ; L f ———电机前脚到径向百分表测点的轴向
距离 ; L d ———轴向百分表测点到轴中心线径向的
距离 。 B b = B ×( L b/ L d )
式中 B b ———电机后脚调整数值 ; L b ———电机后脚到径向百分表测点的轴向
2 、 单架双表法 单架双表法又称百分表法 ,是在一个表架上安
径向偏差的计算式为 :
A = ( A2 - A1) / 2 式中 A ———径向偏差值 ; A1 ———径向表 6 点读数 ; A2 ———径向表 12 点读数 。
3 261021 ,山东省潍坊市北宫北街 3 号 5242201 ;电话 : (0536) 8182031 。
距离 ; L d ———轴向百分表测点到轴中心线的径向
距离 。 地脚垫片厚度的确定 ,正值为加垫片 ,负值为减 垫片 ,电机前脚垫片厚度为 ( A + B f ) ;电机后脚垫片 厚度为 ( A + B b) 。 该对中方法要求两轴有相对轴向位置的固定 , 一但两轴相对轴向位置出现偏移就会影响轴向百分 表的读数 ,从而造成角度偏差值计算误差和垫片厚 度误差 。人工定位轴向位置时 ,由于每次的固定位 置不一 ,也会造成轴向表读数误差 。 该对中方法的表架在轴的径向方向上要有一定 的长度 ,可以真实地反应两轴的角度偏差 ,但是 ,表 架也存在一定的轴向长度 ,降低了表架的刚度 ,使表 架产生一定的挠度 ,形成径向表的读数误差 。在实 际使用的对中方法中 ,还有三表法和多表法 ,它们只 是增加了测量轴向位置偏移的百分表 ,原理同单架 双表法 。 3 、 双架双表法 双架双表法又称逆向百分表法 ,是采用两个独
图 4 双架双表法对中示意图
径向偏差的计算式为 : A = ( A1 - A2) / 2;
式中 A ———径向偏差值 ; A1 ———固定轴端表 6 点读数 ; A2 ———固定轴端表 12 点读数 。
图 5 双架双表法测量过程示意图
表显角度偏差的计算式为 : Bs = ( B1 - B2) / 2
测点的距离 。 垫片厚度的确定方式是 ,正值为加垫片 ,负值为 减垫片 ,电机前脚垫片厚度 = A + B f ;电机后脚垫片 厚度 = A + B b 逆向百分表法测量角度偏差时不受微量轴向位 移的影响 ,该方法测量角度偏差是将两轴的角度通 过电机轴端表架转换为测量径向位移量 ,而单架双 表法是通过测量联轴节端面轴向偏移量来计算两轴 的角度偏差量 。因此 ,轴向无固定的两轴存在的轴 向位移反应在双架双表法测量角度百分表上的误差 可以忽略不计 。 百分表的表架在径向不需要很长 ,但在轴向要 有一定的长度 ,因为这种测量方法已经将两轴的角 度偏差转换为测量径向位移量 ,而单表架百分表法 则需要延长表架的径向长度来获得两轴因角度偏差 造成的轴向位移 。 该测量方法因为有两个轴向比较长的表架 ,两 个表架又都存在一定的挠度 ,所以会同时影响径向 和角度测量误差 。这种测量方法计算比较复杂 ,在 计算角度偏差时要减去径向偏差 。 4 、 两轴径向偏差和角度偏差标准的确定 百分表测量过程中确定两轴径向偏差和角度偏 差的应是两轴的全位置偏差最大值 ,见图 6 。在用 百分表测量确定轴对中时 ,一般取水平方向或垂直 方向上的最大偏差值作为两轴对中的偏差值 ,实际 上轴的对中偏差应以其任意角度的最大偏差来确 定 ,两轴的最大偏差是其在水平方向和垂直方向偏 差数值的弦值 :
· 4 4 · 油 气 储 运
2009 年
输油泵轴对中方法对比分析
吴 德 起3
王 彪
景 建 国 李 峰
(中国石化管道潍坊输油处) (中国石油管道公司) (中国石化管道潍坊输油处)
吴德起 王 彪等 :输油泵轴对中方法对比分析 ,油气储运 ,2009 ,28 (1) 44～47 。 摘 要 分析了百分表法对中和激光对中仪对中的工作原理 ,对比了两种方法在实际应用中 的效果 。激光对中仪可以避免设备轴向窜动的影响 ,以及表架挠度造成的误差 ,对中精度较高 ,适 用于泵轴的对中 。
立的表架 ,每个表架上安装一块百分表 ,见图 4 。其 中泵轴端表架上的百分表测量联轴器的径向位移 量 ,电机轴端表架上的百分表测量联轴器的角度偏 差 。该方法能够克服单架双表法的不足 ,避免由于 两轴存在轴向位移时造成的测量误差 ,准确度比单 架双表法高 ,但由于其表架比较复杂 ,两个百分表的 位置相对独立 ,操作 、读数和计算比较繁琐 。双架双 表法测量过程示意图见图 5 。
二 、百分表法对中法
1 、 直尺 、塞尺目测法 对于中小型设备 ,采用直尺和目测来确定两个
联轴器的径向偏差 ,用塞尺测量两个联轴器端面间 隙 ,确定两轴的角度偏差 , 见图 1 。该方法量具简 单 ,操作方便 ,但测量误差较大 ,轴对中效果较差 ,造 成设备振动 ,产生噪声 ,影响了设备零件的使用寿 命 ,该对中方法只适用于中小型设备和低转速设备 。
(收稿日期 :2007211213)
四 、百分表法与激光对中仪对 中法的对比应用两例
1 、 东营 206 泵机组找正 东营 206 泵机组泵型号为 HBS20 ×20 ×19 ,电
机型号为 4B639 ,机组运行振动值达到 4. 3 mm/ s , 电机和泵轴瓦经常出现碎裂现象 。用激光对中仪进 行测量 ,两轴平行偏差在范围之内 ,角度偏差超出范 围 ,电机后脚需调高 0. 6 mm ,前脚需调高 0. 2 mm 。 分析认为 ,用单架双表法进行找正 ,由于电机轴向无 固定 ,轴向表测量存在一定误差 ,从而造成电机角度 偏差超标 。参照激光对中仪给定的数值对电机进行 调整后 ,电机和泵振动值下降到 3. 0 mm/ s 以下 ,轴 瓦碎裂现象明显减少 。
五 、பைடு நூலகம் 论
图 8 激光对中仪对中示意图
(2) 调整的同时 ,实时显示偏差的变化量 ,实现 即时调整 。
(3) 一般激光的测量距离为 20 m ,适合于长中 间轴联轴器的对中找正 。
(4) 可以对多个设备进行轴对中测量 ,并实时 显示测量值的变化 。
(5) 精度高 ,无机械表传动 、观测误差 。 (6) 不受轴向小量位移的影响 。 (7) 加减垫片自动计算 ,减少了调整的次数 。
三 、激光对中仪对中法
1 、 激光对中仪测量原理 激光对中仪采用两个激光发射/ 接收器代替百
分表 ,固定在联轴节的两边 ,激光对中仪由激光发 射/ 接收器以及支撑架和显示单元组成 ,见图 8 。激 光由联轴器一端的发射器射向另一端的接收器 ,通 过每旋转一定的角度激光在接收器的位置变化 ,自 动计算出两轴的对中情况 。显示单元将自动计算出 平行偏差和角度偏差 ,同时给出前 、后脚的调整值和 垫平值 ,并且能在调整过程中实时显示调整数值的 变化 。激光轴对中仪的测量原理与逆向百分表测量 原理相同 ,保证了在轴向无固定的两轴对中过程中 测量的准确性 ,采用准直的激光 ,避免了表架挠度对 测量精度的影响 。激光对中仪可应用于水平机械对 中 、软脚测量 、热膨胀值补偿 。
式中 Bs ———表显角度偏差值 ; B1 ———移动轴端表 6 点读数 ; B2 ———移动轴端表 12 点读数 。
在计算角度偏差时要减去径向偏移值 ,即 :
B = Bs - A
式中 B ———角度实际偏差 ; A ———径向实际偏差 。
由角度偏差造成的电机前后脚偏差值为 : B f = B ×( L f / L d )
A = Ax2 + Ay2
式中 A ———位移量或角度偏差量 ; A x ———水平方向偏差值 ; A y ———垂直方向偏差值 。
5 、 表架自身挠度的影响 为了消除表架自身挠度对测量精度的影响 ,要 对表架的自身挠度进行测量 ,无论是单架双表法还
是双架双表法 ,表架本身的变形都对测量的准确性 有一定的影响 ,因此需要对表架进行挠度测量 ,见图 7 。百分表显示的测量结果减去表架的挠度后作为 两轴的实际偏差 。这样可以消除表架挠度误差 ,但 是表架的安装牢固程度 、百分表的灵敏度等还会对 测量结果产生影响 。
第 28 卷第 1 期 吴德起等 :输油泵轴对中方法对比分析
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图 3 单架双表法测量过程示意图
角度偏差的计算式为 :
B = (B1 - B2) / 2 式中 B ———角度偏差值 ; B1 ———轴向表 6 点读数 ; B2 ———轴向表 12 点读数 。
采用传统的百分表找正不仅受百分表本身误差 的影响 ,而且受被测量设备结构的影响 (设备轴向窜 动) 。其中逆向百分表法可以从理论上消除这一误 差 ,但百分表表架本身产生的挠度是很难避免的 。 而激光对中仪对中采用了逆向百分表原理 ,在设计 上避免了设备轴向窜动的影响 ,并且采用准直的激 光代替一定长度的表架 ,避免表架挠度造成的误差 。 因此 ,采用激光对中仪找正准确 、方便 ,能够使设备 工作处于最佳状态 。
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油 气 储 运 2009 年
式中 B f ———电机前脚调整数值 ; L f ———电机前脚到固定轴端表测点距离 ; L d ———移动轴端百分表测点到固定轴端表
测点距离 。
B b = B ×( L b/ L d )
式中 B b ———电机后脚调整数值 ; L b ———电机后脚到固定轴端表测点距离 ; L d ———移动轴端百分表测点到固定轴端表
设备对中不良造成的危害有 ,轴承和密封失效 、 连轴节磨损 、过热 、效率降低 、能量损失 、振动值变 大 。良好的对中可以减少生产损失 ,延长设备的使 用寿命 ,减缓轴承和密封失效 ,降低设备的振动 ,减 少联轴节的磨损 ,降低维修成本 ,减少耗电 。
装两块百分表 ,一块表测量联轴器的径向偏差 ,另一 块表测量联轴器端面的角度偏差 ,见图 2 。径向表 的读数用来确定两轴的径向偏差值 ,轴向表的读数 用来确定两轴的角度偏差值 ,将径向偏差和角度偏 差两次计算的数值相加的代数和作为电机应调整的 垫片厚度 。单架双表法测量过程示意图见图 3 。
2 、 激光对中仪法的优势 (1) 采用激光对中仪对中法可以避免百分表法 计算和绘图产生的误差 ,提高测量精度 ,最高达到
第 28 卷第 1 期 吴德起等 :输油泵轴对中方法对比分析
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0. 001 mm 。
mm 工作窜量 ,用百分表测量时 ,轴向表受泵轴工作 窜量的影响造成机组对中不良 。使用激光对中仪进 行调整后 ,机组振值下降到 2. 0 mm/ s 以下 ,机组润 滑油渗漏减少 。
主题词 输油管道 泵 电机 同轴度 对中 方法 分析
一 、前 言
输油泵机组多数由大功率高转速电动机驱动 , 电机和泵之间使用联轴器联接传递扭距 ,电机轴与 泵轴对中 (同轴度) 与否将直接影响到泵和电机的运 行状态 ,对中不良会造成设备振动增大 、噪音增加 、 轴瓦和机械密封损坏 、机泵效率下降 、能耗增加等 。 机泵对中方法分为钢制表架配合普通的机械式百分 表对中和激光对中仪对中 。表架本身的挠度和人为 读数 、计算误差以及设备轴向窜量都会影响机泵的 对中效果 ,从而降低设备运行效率 。
由角度偏差造成的地脚垫片调整数值为 : B f = B ×( L f / L d )
式中 B f ———电机前脚调整数值 ; L f ———电机前脚到径向百分表测点的轴向
距离 ; L d ———轴向百分表测点到轴中心线径向的
距离 。 B b = B ×( L b/ L d )
式中 B b ———电机后脚调整数值 ; L b ———电机后脚到径向百分表测点的轴向
2 、 单架双表法 单架双表法又称百分表法 ,是在一个表架上安
径向偏差的计算式为 :
A = ( A2 - A1) / 2 式中 A ———径向偏差值 ; A1 ———径向表 6 点读数 ; A2 ———径向表 12 点读数 。
3 261021 ,山东省潍坊市北宫北街 3 号 5242201 ;电话 : (0536) 8182031 。
距离 ; L d ———轴向百分表测点到轴中心线的径向
距离 。 地脚垫片厚度的确定 ,正值为加垫片 ,负值为减 垫片 ,电机前脚垫片厚度为 ( A + B f ) ;电机后脚垫片 厚度为 ( A + B b) 。 该对中方法要求两轴有相对轴向位置的固定 , 一但两轴相对轴向位置出现偏移就会影响轴向百分 表的读数 ,从而造成角度偏差值计算误差和垫片厚 度误差 。人工定位轴向位置时 ,由于每次的固定位 置不一 ,也会造成轴向表读数误差 。 该对中方法的表架在轴的径向方向上要有一定 的长度 ,可以真实地反应两轴的角度偏差 ,但是 ,表 架也存在一定的轴向长度 ,降低了表架的刚度 ,使表 架产生一定的挠度 ,形成径向表的读数误差 。在实 际使用的对中方法中 ,还有三表法和多表法 ,它们只 是增加了测量轴向位置偏移的百分表 ,原理同单架 双表法 。 3 、 双架双表法 双架双表法又称逆向百分表法 ,是采用两个独
图 4 双架双表法对中示意图
径向偏差的计算式为 : A = ( A1 - A2) / 2;
式中 A ———径向偏差值 ; A1 ———固定轴端表 6 点读数 ; A2 ———固定轴端表 12 点读数 。
图 5 双架双表法测量过程示意图
表显角度偏差的计算式为 : Bs = ( B1 - B2) / 2
测点的距离 。 垫片厚度的确定方式是 ,正值为加垫片 ,负值为 减垫片 ,电机前脚垫片厚度 = A + B f ;电机后脚垫片 厚度 = A + B b 逆向百分表法测量角度偏差时不受微量轴向位 移的影响 ,该方法测量角度偏差是将两轴的角度通 过电机轴端表架转换为测量径向位移量 ,而单架双 表法是通过测量联轴节端面轴向偏移量来计算两轴 的角度偏差量 。因此 ,轴向无固定的两轴存在的轴 向位移反应在双架双表法测量角度百分表上的误差 可以忽略不计 。 百分表的表架在径向不需要很长 ,但在轴向要 有一定的长度 ,因为这种测量方法已经将两轴的角 度偏差转换为测量径向位移量 ,而单表架百分表法 则需要延长表架的径向长度来获得两轴因角度偏差 造成的轴向位移 。 该测量方法因为有两个轴向比较长的表架 ,两 个表架又都存在一定的挠度 ,所以会同时影响径向 和角度测量误差 。这种测量方法计算比较复杂 ,在 计算角度偏差时要减去径向偏差 。 4 、 两轴径向偏差和角度偏差标准的确定 百分表测量过程中确定两轴径向偏差和角度偏 差的应是两轴的全位置偏差最大值 ,见图 6 。在用 百分表测量确定轴对中时 ,一般取水平方向或垂直 方向上的最大偏差值作为两轴对中的偏差值 ,实际 上轴的对中偏差应以其任意角度的最大偏差来确 定 ,两轴的最大偏差是其在水平方向和垂直方向偏 差数值的弦值 :