激光對中儀在機(jī)組對中方面的實際應(yīng)用

激光對中儀主要是用來調(diào)整兩個相聯(lián)設(shè)備的相對位置，進(jìn)而確保兩個相聯(lián)設(shè)備的相對位置符合設(shè)計和使用要求的一種測量儀器。目前，該儀器已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)各個領(lǐng)域的設(shè)備安裝、檢修和維護(hù)過程。

1  設(shè)備不對中所帶來的問題

1.1  對軸承和密封的影響

設(shè)備的相連部分互不對中將會造成軸承、密封等零部件頻繁發(fā)生損壞，進(jìn)而縮短軸承、密封的使用壽命，頻繁的更換軸承和密封增加了機(jī)組的維護(hù)費用，并且一些大機(jī)組的停車還會導(dǎo)致一些裝置無法正常運轉(zhuǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，例如煉油廠的煙機(jī)-主風(fēng)機(jī)組、發(fā)電廠的汽輪發(fā)電機(jī)組等都是工廠的關(guān)鍵機(jī)組，它們的停工檢修必將為工廠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2  對聯(lián)軸器的影響

設(shè)備的相連部分互不對中會造成聯(lián)軸節(jié)的磨擦，損壞聯(lián)軸器，使機(jī)器的故障率升高，增加設(shè)備的運營、維護(hù)成本。

1.3  對設(shè)備使用壽命的影響

設(shè)備不對中最壞的結(jié)果是縮短機(jī)器的使用壽命，同時會產(chǎn)生的額外力，引發(fā)轉(zhuǎn)軸發(fā)生不規(guī)則的振動或移動，將大大縮短機(jī)器的使用壽命。

設(shè)備對中是十分必要的，它直接關(guān)系到設(shè)備的運行狀態(tài)和運營成本。

2  傳統(tǒng)的對中技術(shù)

在激光對中儀是發(fā)明并應(yīng)用之前，主要采用塞尺直接測量法、塞尺和專用工具配合測量法、百分表和專用工具測量法等方法來對中設(shè)備。其中百分表法是最常用并且精確度較高的一種方法，下面就回顧一下百分表法。

2.1  百分表法在設(shè)備對中時的使用過程

首先，將兩個半聯(lián)軸器暫時相互連接，如圖一所示，在聯(lián)軸器端面和外圓上0°的位置上各架一只百分表，再在180°端面位置上架一只百分表，將兩軸一起轉(zhuǎn)動，并克服軸向竄動的影響，每轉(zhuǎn)動90°記錄一次數(shù)據(jù)，記錄5個位置的徑向測量值和位于一直徑兩端的兩個百分表和。當(dāng)測量值時，視為測量正確，測量值有效。

2.2  百分表法在設(shè)備對中時基本計算原理

聯(lián)軸器兩軸心徑向位移應(yīng)按下面公式計算：

式中——徑向測量值（mm）；

——測量處兩軸心在x-x方向徑向位移值（mm）；

——測量處兩軸心在y-y方向徑向位移值（mm）；

——測量處兩軸心的實際位移值（mm）。

聯(lián)軸器兩軸線傾斜應(yīng)按下面公式計算:

式中——軸向測量值（mm）；

——測點處的直徑（mm）；

——兩軸線在x-x方向的傾斜；

——兩軸線在y-y方向的傾斜；

——兩軸線的實際傾斜。

2.3  百分表法在設(shè)備對中時存在的缺陷：

從百分表對中的操作和對中計算中，我們可以發(fā)現(xiàn)，百分表對中較繁瑣，至少需要三個經(jīng)驗豐富的鉗工師傅協(xié)作完成，操作環(huán)節(jié)較多，并且許多數(shù)據(jù)需要現(xiàn)場換算，人為因素較多，易于出錯。除此以外百分表對中還存在其他一些明顯缺點：表架存在撓度，不利于計算數(shù)據(jù)，尤其在帶有較長中間節(jié)的聯(lián)軸器上測量時，需根據(jù)不同的聯(lián)軸器形式制作長度不一的特殊表架，費用較高，并且其長度越長，表架撓度影響越大，計數(shù)也越不準(zhǔn)確；有時表架連接的松動，也會影響最終的測量數(shù)據(jù)；由于百分表畢竟采用機(jī)械構(gòu)件，其內(nèi)部存在摩擦，造成讀數(shù)滯后；百分表的精度較低，只能達(dá)到0.01mm，無法進(jìn)行更高精度的對中工作；百分表的表針在聯(lián)軸器表面摩擦，有可能造成表針磁化；周圍設(shè)備的振動也會影響到百分表的測量數(shù)據(jù)；軸承浮動端的軸向松動也會影響到百分表的測量數(shù)據(jù)等。

3  激光對中儀的實際應(yīng)用

煉油廠催化裝置主風(fēng)機(jī)組的風(fēng)機(jī)和煙機(jī)的軸對中是典型的熱態(tài)運行機(jī)組冷態(tài)對中，并且機(jī)組聯(lián)軸器有較長中間節(jié)的情況，下面簡單介紹一下它的對中過程，YL-10O00H型煙機(jī)和AV56-13型風(fēng)機(jī)對中曲線如圖四所示：

我們進(jìn)行機(jī)組對中的目的是使機(jī)組在運行起來以后，達(dá)到一個良好的對中條件，所以在機(jī)組冷態(tài)時應(yīng)嚴(yán)格按照對中曲線的要求進(jìn)行對中。根據(jù)機(jī)組的工作方向應(yīng)選取風(fēng)機(jī)端作為靜止端，煙機(jī)端作為調(diào)整端，選取圖示的B點即聯(lián)軸器中間節(jié)與風(fēng)機(jī)的聯(lián)軸器連接處為機(jī)組對中情況的精確測量點。根據(jù)對中曲線的要求計算出B點的機(jī)組對中要求，煙機(jī)聯(lián)軸器外圓應(yīng)該高于風(fēng)機(jī)0.015mm，計算過程：（0.46-0.1）×（3870+330）÷3870-（0.72-0.6）×（1080+520+603）÷1080=0.015 mm；根據(jù)相似三角形成比例定理，可以計算出風(fēng)機(jī)的聯(lián)軸器端面為下張口0.009/100mm，計算過程：（0.46-0.1）×100÷3870=0.009，煙機(jī)的聯(lián)軸器端面為下張口0.011/100mm，計算過程：（0.72-0.60）×100÷1080=0.011，所以煙機(jī)相對于風(fēng)機(jī)的絕對下張口為0.020/100mm，還有一點要求是煙機(jī)的前支撐軸承處應(yīng)高于后支撐軸承處0.12mm，左右張口、外圓為0。

計算完對中要求后，首先使用對中儀調(diào)整風(fēng)機(jī)軸軸瓦前后高度，做到前軸瓦比后軸瓦低0.36mm,然后采用時鐘法測量機(jī)組的軸對中情況，如圖五所示輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，A段距離為兩發(fā)射器間距離，D段距離為選取的測量點到移動端發(fā)射器的距離。按照輸入要求，B段距離應(yīng)是移動端發(fā)射器到煙機(jī)的前地腳螺栓的距離，C段距離應(yīng)是前后地腳螺栓間的距離，但是為了能夠?qū)崟r的把測量數(shù)據(jù)與對中曲線的要求進(jìn)行比較，將B段距離設(shè)置為移動端發(fā)射器到煙機(jī)的前支撐軸承的距離，C段距離設(shè)置為前后支撐軸承間的距離，D段距離設(shè)置為精確測量點B點到移動端發(fā)射器的距離。然后對兩端軸同步旋轉(zhuǎn)360°，采集90°、180°和360°三處的數(shù)據(jù)，此時激光對中儀就可以實時的顯示對中結(jié)果，將此結(jié)果與計算好的B點的機(jī)組對中的三點要求進(jìn)行比較從而對其進(jìn)行調(diào)整，最終接近要求數(shù)據(jù)為止，最終繪制出最為接近的對中曲線。

此種方法的采用大大提高了機(jī)組對中的工作效率和質(zhì)量，較復(fù)雜的機(jī)組對中也僅需花費幾小時，而且對中精度達(dá)到0.001/100mm，既能保證施工質(zhì)量和進(jìn)度，又能節(jié)約施工成本。

4  使用激光對中儀的注意事項

在激光對中儀的使用過程中我還摸索到了一些使用注意事項，總結(jié)如下：

測量時必須保證激光束全部打在測量器內(nèi)，保證測量器能讀取到激光束完整的能量中心，確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

測量時應(yīng)避免周圍存在明顯的熱源和冷風(fēng)，因為激光在通過不同密度介質(zhì)時會發(fā)生折射，從而影響測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

對中儀發(fā)射器可以在潮濕的環(huán)境（1—90%）中工作，但不能在雨雪天氣中使用。接收器不能有太陽光直射，必要時在接收器旁放置一塊遮光板。

對中儀在使用過程中應(yīng)避免周圍存在強(qiáng)烈的振動源，振動會使對中儀讀數(shù)不穩(wěn)，測量不準(zhǔn)確。

對中儀各個作業(yè)單元之間是通過數(shù)據(jù)線連接的，在連接時應(yīng)確保接頭擰緊，以免燒毀儀器，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

5  結(jié)語

激光對中技術(shù)突破了傳統(tǒng)對中方法的限制，使得對中精度大大提高，誤差減小，這樣一方面減小了設(shè)備振動，預(yù)防了突發(fā)性故障，另一方面延長了設(shè)備使用壽命，降低了運營成本。同時由于其操作的簡易性，大大降低了工人的勞動強(qiáng)度，因而具有大面積推廣價值。但是作為設(shè)備工程師，我們必須明確一點，雖然激光對中儀為我們提供了一種快速準(zhǔn)確的對中方法，但是它只是一個工具，而不是一個夢幻寶盒。一個優(yōu)秀的工程師必須用他的智慧和創(chuàng)造力來解決各種不同的實際問題，在一些特殊情況下，我們還是需要結(jié)合傳統(tǒng)的對中方法來解決問題的。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.k2057.cn/w/qk/21223.html