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【兆恒機械】激光對中儀在離心泵找正中的應用

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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)設備機器,通過由膜片聯(lián)軸器將原動機、從動機聯(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)機組其重要工作是設備轉(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,往往要耗費大量的人力和物力。隨著科學技術的發(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、準確、高效等特點。 
    2激光對中儀的結(jié)構、基本原理和使用過程 
    2.1激光對中儀的結(jié)構 
    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備軸上的測量單元S和固定在可移動設備軸上的測量單元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)出相應波長的光波,通過兩端透鏡和反射鏡的反復作用,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的PSD定位技術,在感應面的兩端加適當電壓,激光打到感應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)。最后通過設計好的計算程序?qū)⒂嬎憬Y(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)整設備的前、后地腳下相應墊片的調(diào)整值。
    面背百分表,如圖2(A)所示該方法是軸對中的標準做法,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。該方法的主要缺點是:表架的撓度原因,長跨距的軸對中無法作;當跨距小于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備軸上測量可移動設備軸上的聯(lián)軸器外圓。而另一塊百分表架固定在可移動設備軸上測量固定設備軸上的聯(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)點是位移,角度一次讀出。但缺點是當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數(shù)據(jù),操作完成后顯示單元將自動計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)整設備前、后地腳下相應墊片的調(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)。按下啟動按鍵進入程序列表,先進入軟腳測量程序(13),將激光對中儀轉(zhuǎn)到l2點鐘位置調(diào)整激光束盡量打到靶心,打開目標靶,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點鐘的位置(面對調(diào)整端左手邊為9點),將激光束瞄準封閉目標的中心位置,其次轉(zhuǎn)到3點鐘的位置,檢測激光擊中目標的情況,最后調(diào)節(jié)可移動機器,以便激光的光束擊中兩個目標的靶心,測量前打開目標靶。 
    (4)輸入間距。水平程序要求測量裝置、聯(lián)軸器和機器機腳之間的距離,如圖3所示,使用數(shù)字鍵輸入間距并確認。

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圖3 離心泵機組找正示意圖

    (5)測量程序。采用時鐘水平機械對中程序(11),將軸分別轉(zhuǎn)到9、12、3點鐘的位置并確認,通過將軸轉(zhuǎn)動180 °以達到測量目的 。
    (6)顯示測量結(jié)果。移動機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)果達到設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離心泵找正中的應用實例 
    以我單位動力部調(diào)速鍋爐給水泵修理找正為例。該機組電動機和多級泵是通過GWT58無極調(diào)速型液力偶合器聯(lián)接傳遞動力。機組聯(lián)軸器找正還要求預置熱膨脹值偏差。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,費時費力,找正結(jié)果誤差無法保證,導致機組開車后振動偏大或運行周期達不到修理要求。
    近兩年來,我單位修理該機組時則采用D505型激光對中儀進行找正。由于激光對中技術精確,操作方便,不但大大提高工作效率還能有效地保證設備運行周期。以圖3中的液力偶合器和電動機間的聯(lián)軸器找正為例,進行詳述激光對中儀在找正過程中的應用。以液力偶合器為設備基準,固定S單元;電動機為可移動設備,固定M單元;C點為聯(lián)軸器中心;F1、F2分別為M單元的電機前、后地腳支承點。按照使用過程中步驟分步操作,圖3中各點輸入間距的距離數(shù)據(jù)見表1。

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    第一步進入軟腳測量程序(13)。將激光對中儀轉(zhuǎn)到l2點鐘位置調(diào)整激光束盡量打到靶心,打開目標靶,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,電機存在軟腳,根據(jù)數(shù)據(jù)將0.23點處地腳加0.2mm墊片,將0.12點處地腳加入0.1mm墊片,即消除電機軟腳。(測量4個點的差值大于0.05mm即存在軟腳)。

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    第二步進行粗略調(diào)整。首先將軸轉(zhuǎn)到9點鐘的位置,將激光束瞄準封閉目標的中心位置,其次將軸轉(zhuǎn)到3點鐘的位置,
檢測激光擊中目標靶的情況,最后調(diào)整電機,以便激光的光束擊中兩個目標的靶心。
    第三步進入時鐘測量法程序(11)進行測量。將軸分別轉(zhuǎn)到9、12、3點鐘的位置測量數(shù)據(jù)并確認。然后再按6鍵進行預置熱膨脹值偏差輸入,按要求液力偶合器聯(lián)軸器比電機聯(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)果進行調(diào)整,在垂直方向上電機前地腳增加0.25mm墊片,電機后地腳增加1.40mm墊片。在水平方向上電動機前地腳向右頂0.04mm,電機后地腳向左頂0.71mm。(面向電機區(qū)分左右)。調(diào)整結(jié)束后按9鍵再進行一次時鐘法測量,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準要求,該機組工作轉(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,機組運行正常。

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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 
    實踐證明激光找正過程時間短、快速、方便和準確。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,可降低設備能耗,大大提高設備運行經(jīng)濟效益,延長設備維修周期。由于激光找正技術精度高、快速、方便等優(yōu)點,使其在設備找正中具有廣泛的使用前景。