摘 要：本文分析了Easy-Laser D505型激光對中儀的基本原理和使用過程，以及在實際離心泵找正中的應(yīng)用實例，并提出了與原始打表找正法的對比和在找正中的不足之處。
    關(guān)鍵詞：激光對中儀；離心泵；聯(lián)軸器；找正
    1前 言
    離心泵是典型的高速旋轉(zhuǎn)設(shè)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(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。
    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。

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(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)點是位移，角度一次讀出。但缺點是當(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。

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(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點鐘的位置（面對調(diào)整端左手邊為9點），將激光束瞄準(zhǔn)封閉目標(biāo)的中心位置，其次轉(zhuǎn)到3點鐘的位置，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。

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。

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(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(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，費時費力，找正結(jié)果誤差無法保證，導(dǎo)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(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(yīng)用。以液力偶合器為設(shè)備基準(zhǔn)，固定S單元；電動機為可移動設(shè)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。

    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(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）。

    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(zhǔn)封閉目標(biāo)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(biāo)靶的情況，最后調(diào)整電機，以便激光的光束擊中兩個目標(biāo)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(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(biāo)準(zhǔn)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。

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(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)備運行經(jīng)濟效益，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，使其在設(shè)備找正中具有廣泛的使用前景。