悬链线在托圈中心线测量中的应用

　　引 言

　　托圈是转炉炼钢设备中的重要零件,其结构见图1。一般由两个半圈体和两个耳轴组焊而成。两耳轴的同轴度是托圈的重要指标,对托圈正常运转及其轴承寿命有着重要影响,因此托圈的制造、安装、修理中都需进行对耳轴中心线的测量。常见的测量方法有两种:①大型机床上测量,只适用于小型托圈。组焊完毕后进行耳轴精加工时,打百分表给出耳轴同轴度误差。对于大型托圈,是耳轴精加工后才组焊,组焊后不再上机床加工,此时只能用别的方法测量,②拉线测量法。以往采用拉线法测量时是在两耳轴中心孔中水平拉根钢丝(近似看成一条直线),用钢板尺测量。这种测法的缺点是误差大,很难满足精度要求。它的误差主要是钢板尺读数误差和钢丝下垂误差。事实上,所拉钢丝不可能是一条直线,而是一条悬链线。为了较精确地测量大型托圈耳轴中心线,需对拉线法进行改进,将钢丝按悬链线考虑。

　　1 拉线测量法的改进方案

　　1.1 测量基准的选择:

　　托圈的A、B、C、D四个截面处各有水冷装置的定位内圆(见图2),俗称支扣。这四处内圆与耳轴轴承外圆的同轴度公差为0.05mm。因此这四个内圆可作为拉线法的测量基准。

　　1.2 设置同心板

　　在A、D两个内圆处设置两块同心板见图3。制作时,先测量两处的内圆直径分别加工两块圆板,其中心钻0.8mm小孔,然后铣去部分边缘,留下四个支角。最后用手工把四个支角锉削到ΦA、ΦB的尺寸,并保证其与小孔的同轴度误差小于0.05mm。

　　1.3 拉线

　　用0.5mm钢丝穿过同心板小孔,并在耳轴中心孔的外侧悬挂19Kg的配重拉紧钢丝。

　　1.4 测量

　　用内径千分尺分别在B、C处测量R上、R下、R左、R右四个尺寸。(见图4)。

　　1.5 计算B、C两处的中心偏差

　　上下中心偏差=(R上-R下)/2-0.15-f。

　　左右中心偏差=(R左-R右)/2。

　　其中: R上、R下、R左、R右均为实测数据。0.15为钢丝与小孔的中心偏移, f为测量处的钢丝下垂度(计算方法见后)。

　　1.6 绘制中心偏移图

　　至此A、B、C、D四个截面处耳轴中心的空间位置已确定,并可绘制出中心偏移图(见图5)。

　　1.7 基准转换

　　在托圈施工图中,托圈同轴度的基准一般是两耳轴安装轴承位置的外圆。可将中心偏移图中的相应两点连接起来作为基准线,按比例关系可算出各截面处的同轴度误差。采用上述测量方案,可使托圈耳轴中心线测量误差大大降低,测量精度可达±0.1mm。