往復(fù)壓縮機(jī)軸對(duì)中激光儀的應(yīng)用

———往復(fù)壓縮機(jī)軸對(duì)中激光儀的應(yīng)用壓縮機(jī)組是石油化工、自然氣增壓輸送的緊要設(shè)備，其工藝多而雜、安裝精度要求高。壓縮機(jī)組與驅(qū)動(dòng)機(jī)間的聯(lián)軸器對(duì)中找正工作，在機(jī)器安裝調(diào)試過程中是一項(xiàng)十分緊要的環(huán)節(jié)，是決議設(shè)備運(yùn)行好壞的關(guān)鍵。通過對(duì)聯(lián)軸器的對(duì)中找正，能使機(jī)組的各軸線的同軸度到達(dá)要求，除去各軸在聯(lián)軸器處不應(yīng)有的機(jī)械應(yīng)力，減少機(jī)器的振動(dòng)、降低軸瓦轉(zhuǎn)動(dòng)部位的磨損、延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，從而使機(jī)器能夠長(zhǎng)期、平穩(wěn)、正常的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。目前激光對(duì)中儀已經(jīng)普及，其應(yīng)用于測(cè)量有孔中心：如壓縮機(jī)、泵；平面度測(cè)量：如法蘭面、設(shè)備基礎(chǔ)、塔筒；直線度測(cè)量：如軸、導(dǎo)軌；平行度，垂直度等。對(duì)于壓縮機(jī)聯(lián)軸器的對(duì)中，我們可稱之為旋轉(zhuǎn)軸對(duì)中。相對(duì)于傳統(tǒng)的百分表方法，精度高：百分表的精度是0.01mm，激光對(duì)中儀可實(shí)現(xiàn)0.001mm精度；效率高、長(zhǎng)跨距對(duì)中方便：對(duì)于化工、冶金、船舶、等大型設(shè)備的聯(lián)軸器跨距達(dá)2～4米，百分表無法測(cè)量，而激光對(duì)中儀就可以實(shí)現(xiàn)。激光束直線性好，不受重力影響，不會(huì)下垂顯現(xiàn)撓度；內(nèi)建數(shù)字處理器，可方便地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，直接計(jì)算出角度、平行偏差、地腳螺栓處的移動(dòng)量、墊片調(diào)整量等多項(xiàng)結(jié)果，尤其對(duì)于軸距較長(zhǎng)的大型機(jī)組更為明顯。1.對(duì)中前的準(zhǔn)備工作及考慮因素如是撬裝壓縮機(jī)，需考慮是否調(diào)平、一次灌漿、二次灌漿是否已經(jīng)完成并凝固期結(jié)束、壓縮機(jī)各個(gè)軟腳是否已經(jīng)除去、地腳螺栓是否已經(jīng)緊固、聯(lián)軸器螺母扭矩是否到位、驅(qū)動(dòng)機(jī)如是電機(jī)，考慮主電機(jī)的磁力中心線位置和軸熱膨脹量。驅(qū)動(dòng)機(jī)如是自然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，需考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的軸熱膨脹量；驅(qū)動(dòng)機(jī)如是自然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，需考慮曲軸箱是否加潤(rùn)滑油、冷卻系統(tǒng)是否已經(jīng)添加冷卻液（水或防凍液）、聯(lián)軸器的型式是直連還是疊片撓性聯(lián)軸器。1.1壓縮機(jī)軟腳壓縮機(jī)軟腳存在的類型有平行軟腳、傾斜軟腳，因腐蝕引起的軟腳，因外力引起的軟腳。壓縮機(jī)對(duì)中前需確認(rèn)各個(gè)軟腳是否已經(jīng)除去、地腳螺栓是否已經(jīng)緊固。檢查方法，可采用在靠近機(jī)身的地腳螺栓和緊固件中心處設(shè)置百分表，然后松開地腳螺栓，檢查緊固件彈起的變動(dòng)量，一般標(biāo)準(zhǔn)要求掌控在0.05mm范圍內(nèi)。1.2曲軸的熱膨脹量機(jī)組的對(duì)中找正工作一般是在冷態(tài)下進(jìn)行，熱態(tài)加載運(yùn)行工況運(yùn)行幾小時(shí)后停機(jī)復(fù)查。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)軸瓦、曲軸的溫度升高，依據(jù)熱脹冷縮的原理，軸中心線會(huì)有上升。軸的不同材質(zhì)受溫度變動(dòng)上升量不同。在激光對(duì)中儀設(shè)置時(shí)，可以提前輸入膨脹量。在Ariel機(jī)組手冊(cè)中列出了不同機(jī)型的軸熱膨脹量，在自然氣壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)常常會(huì)選用美國(guó)Wukesha瓦克夏自然氣發(fā)動(dòng)機(jī)或美國(guó)CAT自然氣氣卡發(fā)動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)。我們對(duì)其機(jī)型的熱膨脹量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，方便在機(jī)組對(duì)中時(shí)直接查表，關(guān)于熱膨脹量有計(jì)算公式。1.3聯(lián)軸器的型式不同的轉(zhuǎn)速、不同的聯(lián)軸器，“對(duì)中容差”標(biāo)準(zhǔn)不同。自然氣機(jī)組大多數(shù)采用疊片撓性聯(lián)軸器，其對(duì)中誤差掌控要求軸向角度在0.15mm以內(nèi)；化工壓縮機(jī)多數(shù)聯(lián)軸器采用直連方式，對(duì)中誤差要求在0.05mm以內(nèi)。2.軸不對(duì)中的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)軸不對(duì)中的幾種狀態(tài)有垂直方向平行不對(duì)中、垂直方向角度不對(duì)中、水平方向平行不對(duì)中、水平方向角度不對(duì)中等。對(duì)中超標(biāo)時(shí)會(huì)造成機(jī)組可能顯現(xiàn)的情況有：振動(dòng)超標(biāo)、聯(lián)軸器損壞、軸瓦軸承快速磨損和損壞等情況。3.激光對(duì)中儀的構(gòu)成激光對(duì)中儀由激光發(fā)射器、激光接收器、掌控液晶屏構(gòu)成，這三者之間需要有連接的數(shù)據(jù)線、專用的鏈條卡具或磁力表座卡具（用來把激光發(fā)射器和激光接收器固定在軸上）組合安裝使用。激光發(fā)射器工作中有激光射出，激光對(duì)眼睛有重點(diǎn)危害，所以在工作中要時(shí)刻注意。另外，猛烈的太陽光或其它光會(huì)影響激光對(duì)中儀正常工作。4.激光對(duì)中儀的原理激光對(duì)中儀測(cè)量原理與傳統(tǒng)的單表找正法原理相通。單表法找正是利用一塊百分比測(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，即將一塊百分表固定在固定設(shè)備軸上測(cè)量可移動(dòng)設(shè)備軸上聯(lián)軸器外圓，而另一塊百分表固定在可移動(dòng)設(shè)備軸上測(cè)量固定設(shè)備軸上聯(lián)軸器的外圓，只能測(cè)量?jī)赊D(zhuǎn)子的徑向誤差，而不能測(cè)量聯(lián)軸器的端面誤差。激光找正法中S單元和M單元分別替代百分表固定在聯(lián)軸器的兩側(cè)，將帶有M的單元安裝在可動(dòng)設(shè)備端，標(biāo)有S的安裝在固定端，用V型夾具固定或強(qiáng)磁吸板加磁力表座固定。這里有發(fā)射器和接收器，常常容易混淆。為避開振動(dòng)干擾，激光發(fā)射器發(fā)射的是脈沖間隔激光。5.計(jì)算邏輯線性化，可理解成把很小的一個(gè)區(qū)域網(wǎng)格化。黑色的線圈是任意三點(diǎn)可以形成一個(gè)橢圓，計(jì)算橢圓可依據(jù)相像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)算出水平與垂直方向上平行偏差和角度偏差，并自動(dòng)給出可調(diào)整設(shè)備前、后機(jī)腳下相應(yīng)的調(diào)整值。6.激光對(duì)中安裝操作當(dāng)打開激光發(fā)射端電源后，先把反射端的防塵蓋安裝上，察看激光點(diǎn)是否在中心位置。去掉防塵蓋，察看掌控屏上激光點(diǎn)是否在中心方格內(nèi)，如不在微調(diào)垂直和水平旋鈕，將激光點(diǎn)移動(dòng)到反射鏡的中心位置。安裝完調(diào)試到工作狀態(tài)，接收器上有計(jì)算公式，直接計(jì)算出調(diào)整墊片的厚度。左右調(diào)整不需要計(jì)算，察看顯示屏數(shù)值，頂左右的頂絲看數(shù)值的變動(dòng)，直到左右數(shù)據(jù)合格為止。第一步：需要輸入相關(guān)尺寸，如聯(lián)軸器直徑、發(fā)射器和發(fā)射器之間的距離，聯(lián)軸器中心到第一個(gè)地腳螺栓的距離，前后兩個(gè)地腳螺栓的距離，以及轉(zhuǎn)速、容差等；第二步，依據(jù)提示旋轉(zhuǎn)曲軸；第三步，出數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的解讀。解讀數(shù)據(jù)，箭頭的方向代表驅(qū)動(dòng)設(shè)備地腳螺栓需要移動(dòng)的方向；數(shù)值代表需要加添墊片或者減少墊片的厚度，水平方向則是需要移動(dòng)量。當(dāng)然有的激光對(duì)中儀有在線調(diào)整跟蹤功能，可以在線調(diào)整驅(qū)動(dòng)設(shè)備狀態(tài)，對(duì)于大型設(shè)備特別好用，省時(shí)省力。7.激光對(duì)中儀的模式設(shè)置7.1時(shí)鐘三點(diǎn)法時(shí)鐘三點(diǎn)法也稱為9—12—3，是全部軸對(duì)中的起源，測(cè)量值在三個(gè)不同的點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于9—12—3點(diǎn)在一個(gè)時(shí)鐘或圓的角0—90—180、它是基于幾何（三角）數(shù)學(xué)更特別的圓，數(shù)學(xué)的假設(shè)是，假如我們可以測(cè)量半圓，那么我們就可以計(jì)算出整個(gè)圓的樣子。所以相比較百分表對(duì)中，激光對(duì)中儀不用測(cè)量第4個(gè)點(diǎn)，下圖呈現(xiàn)了SKF品牌激光對(duì)中儀使用過程中的操作過程。7.2任意3點(diǎn)法任意3點(diǎn)法是由時(shí)鐘3點(diǎn)法進(jìn)化而誕生的，自由選擇時(shí)鐘的位置（角度）從而開始收集測(cè)量值。在一些數(shù)學(xué)公式的幫忙下，我們也可以將總測(cè)量范圍限制在40度并完成旋轉(zhuǎn)。從應(yīng)用的角度來看，這意味著可以使用這種方法在有限空間限制的旋轉(zhuǎn)機(jī)器下實(shí)現(xiàn)。7.3多點(diǎn)法多點(diǎn)法測(cè)量是任意三點(diǎn)法的進(jìn)一步發(fā)展，多點(diǎn)也意味著可以從任何時(shí)鐘位置（角度）收集測(cè)量值，并完成旋轉(zhuǎn)（最小40度）。然而這種方法意味著收集值超出了基礎(chǔ)的三次，對(duì)于更大的機(jī)器測(cè)量，由于很難轉(zhuǎn)動(dòng)軸，這是有利的方法。7.4連續(xù)掃描模式連續(xù)掃描是自動(dòng)連續(xù)測(cè)量多點(diǎn)的集合，在實(shí)際測(cè)量中，可以不絕收集測(cè)量設(shè)備的測(cè)量值。譬如開始測(cè)量（在任意時(shí)鐘位置/角度）然后旋轉(zhuǎn)軸在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)，始終旋轉(zhuǎn)下去直到旋轉(zhuǎn)超出要求的最小角度，同時(shí)也記錄了很多數(shù)值來計(jì)算，這個(gè)方法特別有用。7.5非耦合測(cè)量模式非耦合測(cè)量就是可以分開測(cè)量機(jī)器對(duì)中，一次旋轉(zhuǎn)一個(gè)不連續(xù)的軸，并讓激光光束通過另一個(gè)（靜止的測(cè)量單元），當(dāng)一個(gè)測(cè)量單元通過另一個(gè)測(cè)量單元時(shí)，將自動(dòng)記錄數(shù)值，然后將固定單元移動(dòng)到下一個(gè)位置。可以從任意地方開始，并讀取無限數(shù)量的讀數(shù)。當(dāng)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)（或者沒有）聯(lián)軸器時(shí)，非耦合測(cè)量的方法特別有用。激光對(duì)中儀缺點(diǎn)有：只能測(cè)量?jī)赊D(zhuǎn)子的同軸度，而不能測(cè)量聯(lián)軸器的端面誤差；滑動(dòng)軸承在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)容易產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，無法除去。8.激光對(duì)中儀品牌呈現(xiàn)8.1瑞典SKF斯凱孚優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格2～4萬人民幣，藍(lán)牙連接；缺點(diǎn)：模式單一，只有時(shí)鐘三點(diǎn)模式，鏈條安裝，對(duì)于軸直徑大的一般需配置磁片，沒有在線追蹤、調(diào)整功能，測(cè)量最遠(yuǎn)距離為4米。8.2Pruftechnik,德國(guó)普盧福世界上第1臺(tái)激光對(duì)中儀是德國(guó)普盧福于1983