激光對中儀在機組對中方面的實際應用

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

1  設備不對中所帶來的問題

1.1  對軸承和密封的影響

設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組的維護費用，并且一些大機組的停車還會導致一些裝置無法正常運轉(zhuǎn)，造成巨大的經(jīng)濟損失，例如煉油廠的煙機-主風機組、發(fā)電廠的汽輪發(fā)電機組等都是工廠的關鍵機組，它們的停工檢修必將為工廠帶來巨大的經(jīng)濟損失。

1.2  對聯(lián)軸器的影響

設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，使機器的故障率升高，增加設備的運營、維護成本。

1.3  對設備使用壽命的影響

設備不對中最壞的結果是縮短機器的使用壽命，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，將大大縮短機器的使用壽命。

設備對中是十分必要的，它直接關系到設備的運行狀態(tài)和運營成本。

2  傳統(tǒng)的對中技術

在激光對中儀是發(fā)明并應用之前，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。當測量值時，視為測量正確，測量值有效。

2.2  百分表法在設備對中時基本計算原理

聯(lián)軸器兩軸心徑向位移應按下面公式計算：

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械構件，其內(nèi)部存在摩擦，造成讀數(shù)滯后；百分表的精度較低，只能達到0.01mm，無法進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用

煉油廠催化裝置主風機組的風機和煙機的軸對中是典型的熱態(tài)運行機組冷態(tài)對中，并且機組聯(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型煙機和AV56-13型風機對中曲線如圖四所示：

我們進行機組對中的目的是使機組在運行起來以后，達到一個良好的對中條件，所以在機組冷態(tài)時應嚴格按照對中曲線的要求進行對中。根據(jù)機組的工作方向應選取風機端作為靜止端，煙機端作為調(diào)整端，選取圖示的B點即聯(lián)軸器中間節(jié)與風機的聯(lián)軸器連接處為機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點的機組對中要求，煙機聯(lián)軸器外圓應該高于風機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，可以計算出風機的聯(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，所以煙機相對于風機的絕對下張口為0.020/100mm，還有一點要求是煙機的前支撐軸承處應高于后支撐軸承處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)整風機軸軸瓦前后高度，做到前軸瓦比后軸瓦低0.36mm,然后采用時鐘法測量機組的軸對中情況，如圖五所示輸入基礎數(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段距離應是移動端發(fā)射器到煙機的前地腳螺栓的距離，C段距離應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行比較，將B段距離設置為移動端發(fā)射器到煙機的前支撐軸承的距離，C段距離設置為前后支撐軸承間的距離，D段距離設置為精確測量點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果，將此結果與計算好的B點的機組對中的三點要求進行比較從而對其進行調(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組對中的工作效率和質(zhì)量，較復雜的機組對中也僅需花費幾小時，而且對中精度達到0.001/100mm，既能保證施工質(zhì)量和進度，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)的準確性。

測量時應避免周圍存在明顯的熱源和冷風，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避免周圍存在強烈的振動源，振動會使對中儀讀數(shù)不穩(wěn)，測量不準確。

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

5  結語

激光對中技術突破了傳統(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備振動，預防了突發(fā)性故障，另一方面延長了設備使用壽命，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度，因而具有大面積推廣價值。但是作為設備工程師，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.00559.cn/w/qk/21223.html