激光对中仪的原理及应用

　　0　引言

　　激光对中仪是一种用来调整两个相连设备的相对位置,确保该组设备的相对位置符合设计要求的一种测量仪器。简言之,激光对中仪就是安装设备时用来测量相连设备的转轴是否在一条直线上的仪器。例如,电动机水泵机组安装、维修过程中的转轴对中。据有关资料表明,国内不少厂家,如炼油厂、自来水厂等都采用了激光对中仪对有关机械设备进行安装、定期检修。笔者首先对国内对中技术在机械设备中的使用状况进行了回顾,然后重点阐述激光对中仪的基本原理,并把激光对中仪与千分表对中仪进行技术比较,通过实例检验,证明激光对中仪应该在我国推广。

　　1　激光对中仪的基本原理

　　1.1　设备对中的必要性

　　a)如果设备不对中,轴承会过早地发生损坏,缩短轴承的使用寿命;

　　b)设备不对中会增大联轴节的摩擦,使机器的能源使用效率显著下降,运营成本提高。由于设备不对中会对转轴密封产生特别严重的影响,目前市场上更换密封的价格有时是一个泵的价格的20%;

　　c)设备不对中会缩短机器寿命。由于不对中所产生的额外的力,会使转轴发生往复移动,这样也会显著地缩短机器的寿命。因此良好的对中能极大的减少运营成本、大大提高工作效率。

　　1.2　设备对中常用方法及基本原理

　　激光对中仪是一件舶来品,国内很多厂家在采用它之前,主要使用千分表方法来对中设备。下面先简单回顾一下千分表的安装方式及使用原理:千分表的安装方式如图1所示。

　　图中A和B分别是需要对中的传动轴,千分表的支架固定于A轴,并随A轴作一周旋转,其触点在B轴表面形成的轨迹如图1中虚线所示,它是在垂直于旋转A轴轴心线的平面M内的闭合曲线。当B轴是表面光滑的圆柱体时,该闭合曲线是中心在O′的椭圆,图中O和O′分别是A和B轴线与平面M的交点;OO′ 即为A、B两旋转轴的中心线在平面M内的轴偏差值。

　　对于圆柱体轴A、B来说,如果轴偏差和角偏差均为零,这时A和B轴的轴心线重合,千分表在一周的旋转中,数值将始终为常数;该千分表触点形成的应为半径RB的圆(图2)。反之,如果存在轴偏差,那么,千分表在旋转过程中数值就会有变化;如果存在角偏差,千分表触点形成的轨迹将会是一个短轴为 2RB的椭圆(图3);并且旋转过程中千分表读数会不断变化。

　　图2　千分表触点形成的半径RB的圆

　　图3　千分表触点形成的椭圆

　　由此可知,千分表调整设备对中是根据表触点在光滑圆柱轴表面形成的轨迹来确定其轴线位置的。但是遇到非光滑圆柱表面,或存在表面缺陷的轴,这种方式也许就失效了。这种方法最大的缺点是触点受力变化引起支架位移,从而影响精度,并且不稳固、观察困难。