联轴器激光对中实用技巧

2014-03-21

中国设备工程 2014年4期

关键词：联轴器垫片偏差

（吐哈油田公司技术监测中心，新疆鄯善 838202）

联轴器激光对中实用技巧

刘光勇

（吐哈油田公司技术监测中心，新疆鄯善 838202）

阐述了激光对中仪的工作原理、特性及应用技巧，从而应对不同设备、复杂安装环境以及各种困扰。

激光对中仪；应用

一、概述

激光对中仪具有操作简单，方便快捷，动态数据显示的功能。相对于传统对中方式，其精度更高，作业时间更短，适应性更强。但在某些特定环境下，只按照仪器显示进行调整，有时难以快速调整完成。因此，掌握一些应用技巧十分必要。

二、激光对中仪组成及工作原理

激光对中仪主要由激光发射器、激光接收器、主机以及夹具、数据线等构成，激光发射器和接收器分别置于S、M两个单元中，两个单元均可以发射和接收对方信号。

激光对中仪的测量原理与传统的单表找正法原理相通，其中S、M单元相当于正逆两个百分表固定在联轴器的两侧。如图1所示，激光束分别从S、M单元各自发出，并被对方接收。当激光束落在接收器的光电点阵采集面CCD上时产生信号并经主机处理器计算，确定这个照射区域能量中心点，S、M单元随着轴的转动，各自光束的能量中心点也分别在对方接收器的CCD采集面上产生位移Δ1、Δ2，假定S单元接收到向上位移为正，向下为负，则M单元上位移向上为负，向下为正。利用三角形的相似原理，激光对中仪就能根据测得的这种位移量再计算出水平与垂直方向上平行偏差和角度偏差，并自动计算出设备前、后地脚相应的调整值。

图1

由此可知：

(1)角度偏差越小，平行偏差和地脚调整值越小，当角度偏差为0时，即Δ1=Δ2，平行偏差和地脚调整值达到最小Δ1，因此，减少角度偏差可以降低平行偏差，降低调整量。

(2)SC越大，平行偏差越大，因此，在安装夹具时尽量增大SC间距，以提高测量时平行偏差的精准度。

(3)SF1、SF2的距离越大，地脚调整值越大，反过来讲，SF1、SF2距离S越远，对测试偏差值影响能力越小。因此，在调整期间根据前后地脚距离结合参考值灵活加减垫片和左右移动设备会起到更好的效果。

三、应用举例

1．长轴距、多支点大型机组对中

16SGT-W74压缩机组的驱动机是16缸的燃气发动机，左右两边各9个地脚螺栓，共18个支撑点，前后地脚螺栓距离为3 400mm。如果根据前后地脚调整参考值来计算中间各个支撑点垫片的厚度，一是很难保证同时垫平，二是完成一次垫片增减调整工作量巨大。解决方法是先将中间所有支撑点上的垫片抽出来，只留前后四个角上的地脚垫片进行调整。当调整数据达到要求后，用塞尺测出其余地脚支撑点空隙厚度，松开地脚螺栓，按照各个地脚测量值加入垫片。考虑到螺栓紧固后会有一定的变形量，一般在测量值基础上增加0．05～0．10mm的余量。这种方法可以有效降低重复测试调整次数，缩短调整时间，减轻劳动强度。

2．热膨胀参数的确定

对于制冷压缩机、导热油泵、液化气泵这类设备，其输送介质温度都远远偏离环境温度。由于运行温度或机体材质关系，在热态或冷态下对中数据会发生较大改变。这类设备调整对中时一般都要事先给定一个补偿值以弥补热胀冷缩所产生的对中偏差。有些设备没有提供热膨胀参数，有的虽然提供了热鼓胀参数，也可能因为现场运行环境或生产工艺发生了改变使热膨胀参数失效。针对这样的问题，简单的做法就是设备刚从热态停机，立刻将对中数据测试下来，待设备冷却至常温状态下再测试一次，两次数据差值就是热补偿值。当然所测得的补偿值有一定偏差，这取决于事前准备工作、设备散热快慢和测试重复次数。

3．联轴器减振垫配合间隙过大

有些设备联轴器减振垫配合间隙过大，有时很难保证轴的同步转动，甚至造成数据不准确，重复性差，多次调整不到位。遇到这种情况解决的办法就是在12点位置，将联轴器两端轴向相反方向转动一定角度，使其紧靠其中的一面，不要松开，调整好两个单元光束上下左右位置，然后在联轴器外圆上划一条记号线，如图2。每次转到12点、9点、3点数据采集位置时，用同样方法使记号线重合并保持，然后读取数据。这样就可以消除联轴器间隙过大造成的误差，测试数据就相对比较准确了。

图2

4．地脚调整受限

由于制造或安装等各种原因，经常会遇到地脚移动位置受限的情况，无法完成对中，尤其是螺栓孔水平方向移动间隙过小，更为常见。解决这类问题，可以通过扩大螺栓孔径、车削螺栓、调整主机来实现。当然主机可以调整是最好的选择，但往往主机都与工艺管线相连，调整比较困难；其次，扩大地脚螺栓孔需要有相应条件，不易实现；再者将地脚螺栓光杆部分直径减小会降低螺栓强度，执行中也有很大困难，因此不推荐。

还有些情况，如平行偏差基本可以满足调整要求，只有角度偏差难以调整时，通过调整设备对应角前后距离也能使偏差得到明显改善。下图3是一台螺杆压缩机调整实例，图中测试数据显示该设备水平方向平行偏差为0．19mm，基本可以满足要求（以橙色显示），而角度偏差0．06/100，不在要求范围内（以红色显示），但此时水平方向没有任何调整余量，无法完成对中。通过采取图4方法调整后，状况得到很大改善。如图5所示，角度偏差基本符合要求，平行偏差正常。

图3

图4

图5

5．测试数据分析与垫片增减技巧

在使用激光对中仪过程中，当水平角度偏差比较大时，会发现有时完全按调整参考值增减垂直方向垫片并不能完全达到调整要求。如图6所示，这是一台多级离心泵，测试结果显示电机垂直方向前地脚高0．29mm，后地脚高0．96mm。按照这个数据减去相应厚度垫片并调整好水平方向偏差，再次测试时发现前后地脚分别变低了0．15mm和0．53mm，如图7所示。究其原因就是水平角度偏差过大而产生的误差，同样，垂直方向角度偏差过大也会影响水平方向测试数据，可根据前面给出的计算公式推导得出。

图6

图7

当水平角度偏差较大时，那么增减垂直方向垫片时应将这一因素考虑进去，这样调整准确性才会更高。具体操作方法是：当水平角度偏差为正值时，在给定的调整参考值上要少减去一定厚度的垫片。反之，在调整参考值上应多减去一定厚度的垫片，具体数值取决于水平角度偏差大小。根据三角形相似原理及对中计算公式，如本例中水平角度偏差为0．12/100mm，大概计算出影响垂直方向前后地脚真实偏差应该为0．14mm和0．43mm。

当然，还可以采取将水平偏差调整到位后再重新测试，之后再确定调整垫片厚度就更加准确了，这也是偏差较大时要求进行粗调的原因。

6．紧螺栓技巧

在水平方向和垂直方向调整都完成后，紧固螺栓也有一定诀窍。四个脚基本一致时，一般采用对角交叉顺序紧固；前高后低先紧前地脚；后高前低先紧后地脚。切忌将螺栓一次紧到位，最好分多次紧固，一方面防止该点受力过大造成水平方向对中移位，特别是垫片层数多的情况下更要避免，另外多次紧固还能观察对中数据变化，以便灵活处理。