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(dòng)機(jī)、從動(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)中儀的結(jié)構(gòu)、基本原理和使用過程
2.1激光對(duì)中儀的結(jié)構(gòu)
D505型激光對(duì)中儀主要組成：激光發(fā)射器（探測(cè)器）、激光反射器(接收器)、1 個(gè)D 279 顯示單元（包含14 個(gè)測(cè)量程序）、2 套延長(zhǎng)桿、2 個(gè)V 型安裝支架、2 套安裝鏈條、2 個(gè)磁力表座、2個(gè)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(cè)量單元S和固定在可移動(dòng)設(shè)備軸上的測(cè)量單元M。
圖1 激光對(duì)中儀組成部分
2.2激光對(duì)中儀的基本原理及與原始打表找正法的對(duì)比
激光找正儀的測(cè)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(zhǎng)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(duì)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(huì)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(cè)量精度。探測(cè)器測(cè)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(huì)部分損失，因此在測(cè)量時(shí)必須保證激光束全部打在探測(cè)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(dòng)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(duì)中的標(biāo)準(zhǔn)做法，直到今天很多沒有激光對(duì)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(zhǎng)跨距的軸對(duì)中無法作；當(dāng)跨距小于100mm時(shí)，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(cè)量；當(dāng)有軸向竄動(dòng)時(shí)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(cè)量聯(lián)軸器的外圓，兩個(gè)轉(zhuǎn)子的聯(lián)軸器外圓都需要測(cè)量，即將一塊百分表架固定在固定設(shè)備軸上測(cè)量可移動(dòng)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(dòng)設(shè)備軸上測(cè)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(shí)，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(dòng)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(dòng)給出可調(diào)整設(shè)備前、后地腳下相應(yīng)墊片的調(diào)整值。
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(jiǎn)單、方便、快捷，主要找正步驟如下：
（1）安裝固定測(cè)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(dòng)側(cè)激光反射器，最后連接2根數(shù)據(jù)連接線。
（2）啟動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。按下啟動(dòng)按鍵進(jìn)入程序列表，先進(jìn)入軟腳測(cè)量程序（13），將激光對(duì)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(duì)中。首先將軸轉(zhuǎn)到9點(diǎn)鐘的位置（面對(duì)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(cè)激光擊中目標(biāo)的情況，最后調(diào)節(jié)可移動(dòng)機(jī)器，以便激光的光束擊中兩個(gè)目標(biāo)的靶心，測(cè)量前打開目標(biāo)靶。
（4）輸入間距。水平程序要求測(cè)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)。
圖3 離心泵機(jī)組找正示意圖
（5）測(cè)量程序。采用時(shí)鐘水平機(jī)械對(duì)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(dòng)180 °以達(dá)到測(cè)量目的 。
（6）顯示測(cè)量結(jié)果。移動(dòng)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。
圖4 顯示測(cè)量結(jié)果
（7）根據(jù)測(cè)量結(jié)果通過調(diào)整地腳墊片，使最終測(cè)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(cè)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(dòng)力部調(diào)速鍋爐給水泵修理找正為例。該機(jī)組電動(dòng)機(jī)和多級(jí)泵是通過GWT58無極調(diào)速型液力偶合器聯(lián)接傳遞動(dòng)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(zhǎng)，費(fèi)時(shí)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(dòng)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(shí)則采用D505型激光對(duì)中儀進(jìn)行找正。由于激光對(duì)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(dòng)機(jī)間的聯(lián)軸器找正為例，進(jìn)行詳述激光對(duì)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(dòng)機(jī)為可移動(dòng)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。
第一步進(jìn)入軟腳測(cè)量程序（13）。將激光對(duì)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(cè)量4個(gè)點(diǎn)的差值大于0.05mm即存在軟腳）。
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(cè)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(gè)目標(biāo)的靶心。
第三步進(jìn)入時(shí)鐘測(cè)量法程序（11）進(jìn)行測(cè)量。將軸分別轉(zhuǎn)到9、12、3點(diǎn)鐘的位置測(cè)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(shí)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(cè)量顯示結(jié)果如圖7所示。
第四步按圖7中測(cè)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(dòng)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(shí)鐘法測(cè)量，最終測(cè)量結(jié)果如圖4所示，數(shù)據(jù)滿足找正要求。判斷測(cè)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(cè)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(dòng)在0.03mm以下，機(jī)組運(yùn)行正常。
圖7顯示測(cè)量結(jié)果
5激光對(duì)中儀在找正中的不足
激光對(duì)中儀在室外有陽(yáng)光直接照射到探測(cè)器的PSD表面或有強(qiáng)烈的電焊光照射時(shí)以及環(huán)境溫度過高或過低時(shí)等，有可能得不到精確穩(wěn)定的測(cè)量結(jié)果。
6 結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐證明激光找正過程時(shí)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(zhǎng)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。