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【兆恒機(jī)械】激光對中儀在離心泵找正中的應(yīng)用

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  • 添加日期:2020年09月18日


1前 言
    離心泵是典型的高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備機(jī)器,通過由膜片聯(lián)軸器將原動機(jī)、從動機(jī)聯(lián)接起來,有些中間需要液力偶合器等聯(lián)接。因此,對于大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)組其重要工作是設(shè)備轉(zhuǎn)子之間的聯(lián)接找正工作,采用傳統(tǒng)的打表安裝找正方法,往往要耗費(fèi)大量的人力和物力。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,近年來激光對中儀在安裝找正中使用越來來多,具有方便、快速、準(zhǔn)確、高效等特點(diǎn)。 
    2激光對中儀的結(jié)構(gòu)、基本原理和使用過程 
    2.1激光對中儀的結(jié)構(gòu) 
    D505型激光對中儀主要組成:激光發(fā)射器(探測器)、激光反射器(接收器)、1 個D 279 顯示單元(包含14 個測量程序)、2 套延長桿、2 個V 型安裝支架、2 套安裝鏈條、2 個磁力表座、2個偏移塊和2根帶快速接頭電纜(2m)等,如圖1所示。其中激光發(fā)射器、激光反射器分別安裝在固定設(shè)備軸上的測量單元S和固定在可移動設(shè)備軸上的測量單元M。

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圖1 激光對中儀組成部分

    2.2激光對中儀的基本原理及與原始打表找正法的對比
    激光找正儀的測量原理與傳統(tǒng)的單表找正法(翻轉(zhuǎn)法)原理相同,如圖2(B)所示。激光發(fā)射器陰極管內(nèi)充滿氦氣和氖氣,通過高電壓激發(fā)出相應(yīng)波長的光波,通過兩端透鏡和反射鏡的反復(fù)作用,只有平行于中心線的光束被發(fā)射出去,形成激光。Easy-Laser D505型激光對中儀激光接收器采用先進(jìn)的PSD定位技術(shù),在感應(yīng)面的兩端加適當(dāng)電壓,激光打到感應(yīng)面的不同位置則會在兩端產(chǎn)生不同的電流,其分析的是模擬量,理論上講模擬量的精度是無窮高,因此大大提高了測量精度。探測器測量和讀取的是激光的能量中心。如果激光有部分照射到靶區(qū)之外,能量就會部分損失,因此在測量時必須保證激光束全部打在探測器內(nèi)。最后通過設(shè)計(jì)好的計(jì)算程序?qū)⒂?jì)算結(jié)果以數(shù)據(jù)和圖型在顯示單元的屏幕上給出,并自動給出可調(diào)整設(shè)備的前、后地腳下相應(yīng)墊片的調(diào)整值。
    面背百分表,如圖2(A)所示該方法是軸對中的標(biāo)準(zhǔn)做法,直到今天很多沒有激光對中儀的單位仍然使用該方法。該方法用聯(lián)軸器背部讀數(shù)差來確定位移,用端面讀數(shù)差來確定角度。該方法的主要缺點(diǎn)是:表架的撓度原因,長跨距的軸對中無法作;當(dāng)跨距小于100mm時,一般需要塞尺配合才能確定角度偏差;每調(diào)整一次都需要重新測量;當(dāng)有軸向竄動時該方法無法使用。
    單表法找正,如圖2(B)所示該方法是利用百分表測量聯(lián)軸器的外圓,兩個轉(zhuǎn)子的聯(lián)軸器外圓都需要測量,即將一塊百分表架固定在固定設(shè)備軸上測量可移動設(shè)備軸上的聯(lián)軸器外圓。而另一塊百分表架固定在可移動設(shè)備軸上測量固定設(shè)備軸上的聯(lián)軸器外圓,這種方法用上下左右的端面讀數(shù)差來確定上下左右的位移,但一般來說,兩表的讀數(shù)差是不同的,結(jié)合兩表的軸向距離,就可以算出角度偏差來。這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是位移,角度一次讀出。但缺點(diǎn)是當(dāng)兩表的軸向距離小于聯(lián)軸器直徑時,角度的精度就比較低。
    激光找正法中如圖2(C)所示S單元與M單元分別替代百分表并固定在聯(lián)軸器的兩側(cè),根據(jù)相似三角形幾何原理輸入相應(yīng)數(shù)據(jù),操作完成后顯示單元將自動計(jì)算出平行偏差和角度偏差,其水平和垂直位置用圖像、數(shù)字顯示出來。并自動給出可調(diào)整設(shè)備前、后地腳下相應(yīng)墊片的調(diào)整值。

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圖2 打表找正法和激光找正法

    3 激光找正儀在安裝中的使用過程
    激光找正一般是在冷態(tài)中找正,操作過程 簡單、方便、快捷,主要找正步驟如下:
    (1)安裝固定測量裝置。首先安裝帶鏈軸支架,然后安裝固定設(shè)備側(cè)激光發(fā)射器和可移動側(cè)激光反射器,最后連接2根數(shù)據(jù)連接線。
    (2)啟動測量系統(tǒng)。按下啟動按鍵進(jìn)入程序列表,先進(jìn)入軟腳測量程序(13),將激光對中儀轉(zhuǎn)到l2點(diǎn)鐘位置調(diào)整激光束盡量打到靶心,打開目標(biāo)靶,依次松開和擰緊地腳螺栓,最后顯示所有軟腳的結(jié)果,按程序給出的數(shù)據(jù)調(diào)整墊片。
    (3)粗略對中。首先將軸轉(zhuǎn)到9點(diǎn)鐘的位置(面對調(diào)整端左手邊為9點(diǎn)),將激光束瞄準(zhǔn)封閉目標(biāo)的中心位置,其次轉(zhuǎn)到3點(diǎn)鐘的位置,檢測激光擊中目標(biāo)的情況,最后調(diào)節(jié)可移動機(jī)器,以便激光的光束擊中兩個目標(biāo)的靶心,測量前打開目標(biāo)靶。 
    (4)輸入間距。水平程序要求測量裝置、聯(lián)軸器和機(jī)器機(jī)腳之間的距離,如圖3所示,使用數(shù)字鍵輸入間距并確認(rèn)。

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圖3 離心泵機(jī)組找正示意圖

    (5)測量程序。采用時鐘水平機(jī)械對中程序(11),將軸分別轉(zhuǎn)到9、12、3點(diǎn)鐘的位置并確認(rèn),通過將軸轉(zhuǎn)動180 °以達(dá)到測量目的 。
    (6)顯示測量結(jié)果。移動機(jī)器的水平和垂直位置將用圖像、數(shù)字顯示出來,如圖4所示。

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圖4 顯示測量結(jié)果

    (7)根據(jù)測量結(jié)果通過調(diào)整地腳墊片,使最終測量結(jié)果達(dá)到設(shè)備安裝誤差允許范圍之內(nèi),并保存測量數(shù)據(jù)結(jié)果。 
    4離心泵找正中的應(yīng)用實(shí)例 
    以我單位動力部調(diào)速鍋爐給水泵修理找正為例。該機(jī)組電動機(jī)和多級泵是通過GWT58無極調(diào)速型液力偶合器聯(lián)接傳遞動力。機(jī)組聯(lián)軸器找正還要求預(yù)置熱膨脹值偏差。以往采用打表法找正,需要做找正專用支架,由于跨度大表架的撓度原因,往往找正過程漫長,費(fèi)時費(fèi)力,找正結(jié)果誤差無法保證,導(dǎo)致機(jī)組開車后振動偏大或運(yùn)行周期達(dá)不到修理要求。
    近兩年來,我單位修理該機(jī)組時則采用D505型激光對中儀進(jìn)行找正。由于激光對中技術(shù)精確,操作方便,不但大大提高工作效率還能有效地保證設(shè)備運(yùn)行周期。以圖3中的液力偶合器和電動機(jī)間的聯(lián)軸器找正為例,進(jìn)行詳述激光對中儀在找正過程中的應(yīng)用。以液力偶合器為設(shè)備基準(zhǔn),固定S單元;電動機(jī)為可移動設(shè)備,固定M單元;C點(diǎn)為聯(lián)軸器中心;F1、F2分別為M單元的電機(jī)前、后地腳支承點(diǎn)。按照使用過程中步驟分步操作,圖3中各點(diǎn)輸入間距的距離數(shù)據(jù)見表1。

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    第一步進(jìn)入軟腳測量程序(13)。將激光對中儀轉(zhuǎn)到l2點(diǎn)鐘位置調(diào)整激光束盡量打到靶心,打開目標(biāo)靶,依次松開和擰緊地腳螺栓,最后顯示所有軟腳的結(jié)果。如圖5所示,電機(jī)存在軟腳,根據(jù)數(shù)據(jù)將0.23點(diǎn)處地腳加0.2mm墊片,將0.12點(diǎn)處地腳加入0.1mm墊片,即消除電機(jī)軟腳。(測量4個點(diǎn)的差值大于0.05mm即存在軟腳)。

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    第二步進(jìn)行粗略調(diào)整。首先將軸轉(zhuǎn)到9點(diǎn)鐘的位置,將激光束瞄準(zhǔn)封閉目標(biāo)的中心位置,其次將軸轉(zhuǎn)到3點(diǎn)鐘的位置,
檢測激光擊中目標(biāo)靶的情況,最后調(diào)整電機(jī),以便激光的光束擊中兩個目標(biāo)的靶心。
    第三步進(jìn)入時鐘測量法程序(11)進(jìn)行測量。將軸分別轉(zhuǎn)到9、12、3點(diǎn)鐘的位置測量數(shù)據(jù)并確認(rèn)。然后再按6鍵進(jìn)行預(yù)置熱膨脹值偏差輸入,按要求液力偶合器聯(lián)軸器比電機(jī)聯(lián)軸器垂直方向上在室溫30℃左右時低0.25-0.30mm。在熱膨脹值程序內(nèi)選擇如圖6中所示程序,并輸入0.25mm膨脹偏差值,按確認(rèn)鍵操作完成后,最后測量顯示結(jié)果如圖7所示。
    第四步按圖7中測量結(jié)果進(jìn)行調(diào)整,在垂直方向上電機(jī)前地腳增加0.25mm墊片,電機(jī)后地腳增加1.40mm墊片。在水平方向上電動機(jī)前地腳向右頂0.04mm,電機(jī)后地腳向左頂0.71mm。(面向電機(jī)區(qū)分左右)。調(diào)整結(jié)束后按9鍵再進(jìn)行一次時鐘法測量,最終測量結(jié)果如圖4所示,數(shù)據(jù)滿足找正要求。判斷測量結(jié)果是否在允許范圍之內(nèi),可以在程序中查找通用標(biāo)準(zhǔn)要求,該機(jī)組工作轉(zhuǎn)速為2980r/min ,將平行偏移量控制在0.05mm,角度偏移量控制在0.05mm/100 mm之內(nèi)即滿足要求。
    第五步按菜單鍵選擇10進(jìn)行測量數(shù)據(jù)保存,以供以后找正參考。找正過程全部結(jié)束,試車后最大振動在0.03mm以下,機(jī)組運(yùn)行正常。

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圖7顯示測量結(jié)果

    5激光對中儀在找正中的不足 
    激光對中儀在室外有陽光直接照射到探測器的PSD表面或有強(qiáng)烈的電焊光照射時以及環(huán)境溫度過高或過低時等,有可能得不到精確穩(wěn)定的測量結(jié)果。
    6 結(jié)束語 
    實(shí)踐證明激光找正過程時間短、快速、方便和準(zhǔn)確。工作效率明顯提高,減少大量繁瑣工作和打表找正誤差,提高找正精度,可降低設(shè)備能耗,大大提高設(shè)備運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益,延長設(shè)備維修周期。由于激光找正技術(shù)精度高、快速、方便等優(yōu)點(diǎn),使其在設(shè)備找正中具有廣泛的使用前景。