一、前言

　　軸不對中會造成設(shè)備振動(dòng)加大，能量損耗過高，嚴(yán)重時(shí)會造成設(shè)備基礎(chǔ)松動(dòng)，甚至停機(jī)而影響生產(chǎn)的故障發(fā)生。在激光對中儀大量推廣之前，一般的設(shè)備都是通過塞尺、百分表、千分表等進(jìn)行對中，雖然精度不高，但對于低轉(zhuǎn)速的設(shè)備也能滿足要求。但如果對中精度要求很高，或者是原動(dòng)機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)距離較長的裝置，那么使用百分表對中就只能算是將就了。張家港浦項(xiàng)不銹鋼有限公司(以下簡稱ZPSS)的冷軋一工廠軋機(jī)的左右卷取裝置就是屬于這種，本文通過使用激光對中儀E710對該裝置的快速、正確找正的介紹，更加說明了激光對中儀在長軸對中中的獨(dú)有優(yōu)勢。

二、激光對中儀的基本原理

　　1. 設(shè)備不對中的種類

　　從立體空間來看，兩根軸的垂直和水平方向不對中分為以下三種類型：

　　1)平行不對中，即兩根軸的中心線存在位移偏差。

　　2)角度不對中，即兩根軸的中心線相交，存在角度偏差。

　　3)綜合不對中，平行不對中和角度不對中類型同時(shí)存在。

　　2. 設(shè)備對中的方法

　　設(shè)備對中的方法有：直刀口/試塞尺法、百分表法和激光對中法等，此4種方法的特點(diǎn)分別如下。

　　(1)直刀口/試塞尺法 操作方便，只需要一把塞尺和鋼直尺就能操作，但很明顯，這種對中方法誤差較大，只適合用于對中精度要求不高的設(shè)備。

　　(2)百分表法之外圓—端面法 外圓百分表測量水平偏差，端面百分表測量角度偏差，有時(shí)會設(shè)置兩個(gè)百分表一起測量端面。這種測量方法在工業(yè)中應(yīng)用較普遍。但如果存在軸向竄動(dòng)，則端面尺寸誤差出現(xiàn)。

　　(3)百分表法之逆轉(zhuǎn)(翻轉(zhuǎn))—外圓法 也稱單表法，即兩塊百分表都測量外圓的偏差。角度偏差為兩個(gè)偏差值間的斜度。這種對中方法被認(rèn)為是軸對中的首選方法，因?yàn)樗�能消除軸向竄動(dòng)對對中的影響。

　　(4)激光對中法 利用逆轉(zhuǎn)(翻轉(zhuǎn))—外圓法的原理，但與百分表區(qū)別在于：百分表雖然本身精度能達(dá)到0.01mm，但由于觸點(diǎn)受力變化會引起表盤支架移動(dòng)，從而影響測量精度，并且不穩(wěn)固、觀察困難。而激光由于自身的性質(zhì)，能輕易消除這種缺陷。

　　3. 激光對中儀對中的基本原理

　　眾所周知， 激光與普通光最大的區(qū)別在于其具有方向性和單色性。方向性是指激光從發(fā)生器射出后其光束不易發(fā)散，基本呈直線進(jìn)行傳播，到達(dá)接收器后能量損失較少；單色性是指發(fā)出的光波波長單一，易被接收器辨別，不受外界其他光干擾。

　　Easy Laser E710激光對中儀采用635～670nm波長的半導(dǎo)體紅色激光，其為雙激光系統(tǒng)，即有兩個(gè)既能發(fā)射激光又能接收激光的測量器，分別安裝在聯(lián)軸器的兩個(gè)軸上，要求該兩個(gè)測量器發(fā)出的激光能被另一個(gè)接收。當(dāng)激光束落在接受器的采集面上時(shí)，便形成一個(gè)照射區(qū)域，主機(jī)經(jīng)過計(jì)算，確定這個(gè)照射區(qū)域的能量中心點(diǎn)。當(dāng)軸開始旋轉(zhuǎn)后，各自的能量中心點(diǎn)也分別在對方接受器的采集面上發(fā)生位移。激光對中儀再通過對這種位移量計(jì)算出所測設(shè)備的軸偏差和角偏差。

　　最基本的操作方式是時(shí)鐘法：對中時(shí)分別在9點(diǎn)、12點(diǎn)、3點(diǎn)三個(gè)位置測量取得3組數(shù)據(jù)，并向儀器內(nèi)輸入所對中設(shè)備的相關(guān)軸向數(shù)據(jù)，即可利用單表法原理計(jì)算出偏差及所需的調(diào)整量，而且激光束與軸可不平行。由于激光對中儀采用的是單表法的原理，又有很多輔助計(jì)算功能，故和單表法一樣，適用于任何情況轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的對中，尤其對跨距大、有軸向竄動(dòng)的大型機(jī)組更有優(yōu)勢。

三、激光對中儀在長軸中的應(yīng)用

　　ZPSS冷軋一工廠3#、4#軋機(jī)左右卷取的電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)齒輪箱的連接軸的距離達(dá)到3.2m(見圖1)，在ZPSS推廣使用激光對中儀之前，都是通過打百分表的方式進(jìn)行對中，由于軸距較長，百分表?xiàng)U長度不夠，此時(shí)一般需要制作專用的表?xiàng)U進(jìn)行對中(見圖2)，不僅前期工作繁瑣，而且對中精度較差(反映在b1+b3≠b2+b4，且偏差大于0.03mm；另外，指針無法回零，即a1≠a5和b1' -b1'' =b5' -b5'' ，也是對中精度較差的一個(gè)體現(xiàn))。為了解決這個(gè)長軸無法準(zhǔn)確對中的難題，ZPSS購買了Easy—Lasyer E710激光對中儀，通過廠家的培訓(xùn)及自身的不斷摸索，終于找到了一套針對長軸對中的方法。具體操作步驟及注意事項(xiàng)如下。

　　1. 準(zhǔn)備工作

　　準(zhǔn)備不銹鋼墊片、剪刀、千分尺和液壓千斤頂?shù)日{(diào)整時(shí)常用工具；對地腳螺栓孔螺紋檢查；地腳安裝面及電動(dòng)機(jī)安裝面進(jìn)行清理，確保接觸面無異物。

圖1 傳動(dòng)齒輪箱連接軸

圖2 百分表測量

1、5.軸 2.百分表 3.支架 4.聯(lián)軸器

　　注意點(diǎn)：

　　1)清理安裝面應(yīng)在電動(dòng)機(jī)安裝前完成，切不可把手放在地面與地腳之間。

　　2)準(zhǔn)備的液壓千斤頂能力應(yīng)符合現(xiàn)場條件(主要考慮電動(dòng)機(jī)重量)。

　　2. 固定測量單元

　　1)如圖3所示，S為測量單元，固定在基準(zhǔn)端的設(shè)備上；M為測量單元，固定在調(diào)整端的設(shè)備上。

　　2)S、M測量單元面對面固定。確保S、M單元固定在相同的半徑上等高、初始角度一致。

　　注意點(diǎn)：可用螺栓固定在聯(lián)軸器的螺栓孔內(nèi)，以保證S、M能同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖3 固定測量單元

　　3. 啟動(dòng)測量程序

　　進(jìn)入水平軸對中測量程序。輸入距離參數(shù)并分別按確認(rèn)鍵確認(rèn)。

　　注意點(diǎn)：涉及到激光發(fā)射裝置的尺寸為便于測量，一般以其中線(黑線)為測量基準(zhǔn)。

　　4. 設(shè)備進(jìn)行粗調(diào)整

　　由于電動(dòng)機(jī)與減速箱中間距離接近5m，少量的偏差都會造成激光束的脫靶，因此需要先粗調(diào)，如圖4所示，具體方法如下。

　　1)將S、M測量單元轉(zhuǎn)到9點(diǎn)鐘位置。調(diào)整激光束到目標(biāo)靶的中心。

　　2)轉(zhuǎn)動(dòng)軸到3點(diǎn)鐘位置。確認(rèn)激光束在探測器上的位置。

　　3)使用激光束調(diào)整鈕，調(diào)整激光束到靶心距離的一半。

　　4)移動(dòng)可調(diào)機(jī)器直到激光束到靶心。垂直方向的調(diào)整方法一樣。最終確保盤車一周，激光束都能打到靶上。

　　注意點(diǎn)：在進(jìn)行第二步時(shí)，如果激光束在探測器外部而無法發(fā)現(xiàn)時(shí)，可用一張白紙來找尋激光所在位置，再進(jìn)行第三步操作。

圖4 設(shè)備粗調(diào)

　　5. 進(jìn)行虛腳測量

　　首先進(jìn)入到軟腳測量界面，依次把電動(dòng)機(jī)的四個(gè)地腳螺栓松開再緊固，根據(jù)數(shù)值的變化，確定軟腳是否存在及存在位置。因本應(yīng)用中電動(dòng)機(jī)軟腳測量省略未做。

　　注意點(diǎn)：如果最大的變化和最小的變化相對(對角線)，那么不是虛腳問題，而是基礎(chǔ)問題，需要檢查基礎(chǔ)。另外，對于大功率的電動(dòng)機(jī)，一般可省略此步驟。

　　6. 設(shè)備進(jìn)行精調(diào)測量

　　1)進(jìn)入時(shí)鐘法9-12-3程序，根據(jù)界面提示，依次把對中軸轉(zhuǎn)動(dòng)到9點(diǎn)、12點(diǎn)、3點(diǎn)位置，并記錄下相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。直到最后顯示結(jié)果。

　　2)根據(jù)顯示結(jié)果，對其進(jìn)行調(diào)整。首先進(jìn)行高度方向調(diào)整，將測量單元轉(zhuǎn)到12點(diǎn)鐘方向。在電動(dòng)機(jī)四個(gè)地腳依據(jù)顯示值加減相應(yīng)墊片。再將測量單元轉(zhuǎn)到9點(diǎn)或3點(diǎn)鐘方向，依據(jù)顯示值調(diào)整電動(dòng)機(jī)水平方向值(可通過頂絲調(diào)整)。

　　注意點(diǎn)：加減的墊片一般采用不銹鋼材質(zhì)，且每個(gè)電動(dòng)機(jī)地腳下面所墊的墊片數(shù)量不超過5片(3片最佳)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)高度、水平方向都調(diào)整好后，在緊固螺栓時(shí)應(yīng)對角緊固，分三次擰緊。

　　7. 進(jìn)行二次測量

　　當(dāng)完成第6步后，發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器在水平方向的軸向和角向偏差已經(jīng)滿足要求，但垂直方向還需再次調(diào)整，故再重復(fù)第6步測量工作。經(jīng)再次測量調(diào)整并加減墊片后，第二次聯(lián)軸器偏心量已能完全滿足要求。

　　注意點(diǎn)：進(jìn)行第二次調(diào)整時(shí)可采用任意三點(diǎn)法測量。

　　ZPSS軋機(jī)左卷取電動(dòng)機(jī)對中的測量結(jié)果和調(diào)整后結(jié)果見表1。

表1 電動(dòng)機(jī)對中結(jié)果

　　最終測量結(jié)果按照要求保證位移偏差控制在0.05mm，角度偏移量控制在0.05mm/100mm之內(nèi)，測量結(jié)束。

　　整個(gè)測量調(diào)整過程在3h之內(nèi)，工作效率明顯提高。

四、結(jié)語

　　激光對中儀是先進(jìn)的產(chǎn)品，其實(shí)用性已經(jīng)受到國內(nèi)眾多用戶的一致肯定，且其操作簡便，對操作者的技術(shù)水平要求也不高。另外，實(shí)踐證明激光對中技術(shù)在長軸對中的實(shí)際工作中具有快速、精確、易學(xué)易用的特點(diǎn)更是傳統(tǒng)對中無法比擬的。而對中良好的設(shè)備不管是在自身壽命還是在降低能源損耗方面都比對中不良設(shè)備高很多，在提倡節(jié)能的今天，更有必要推廣激光對中技術(shù)，來替代傳統(tǒng)的百分表對中。