一、前言

　　軸不對中會造成設備振動加大，能量損耗過高，嚴重時會造成設備基礎松動，甚至停機而影響生產的故障發生。在激光對中儀大量推廣之前，一般的設備都是通過塞尺、百分表、千分表等進行對中，雖然精度不高，但對于低轉速的設備也能滿足要求。但如果對中精度要求很高，或者是原動機與執行機構距離較長的裝置，那么使用百分表對中就只能算是將就了。張家港浦項不銹鋼有限公司(以下簡稱ZPSS)的冷軋一工廠軋機的左右卷取裝置就是屬于這種，本文通過使用激光對中儀E710對該裝置的快速、正確找正的介紹，更加說明了激光對中儀在長軸對中中的獨有優勢。

二、激光對中儀的基本原理

　　1. 設備不對中的種類

　　從立體空間來看，兩根軸的垂直和水平方向不對中分為以下三種類型：

　　1)平行不對中，即兩根軸的中心線存在位移偏差。

　　2)角度不對中，即兩根軸的中心線相交，存在角度偏差。

　　3)綜合不對中，平行不對中和角度不對中類型同時存在。

　　2. 設備對中的方法

　　設備對中的方法有：直刀口/試塞尺法、百分表法和激光對中法等，此4種方法的特點分別如下。

　　(1)直刀口/試塞尺法 操作方便，只需要一把塞尺和鋼直尺就能操作，但很明顯，這種對中方法誤差較大，只適合用于對中精度要求不高的設備。

　　(2)百分表法之外圓—端面法 外圓百分表測量水平偏差，端面百分表測量角度偏差，有時會設置兩個百分表一起測量端面。這種測量方法在工業中應用較普遍。但如果存在軸向竄動，則端面尺寸誤差出現。

　　(3)百分表法之逆轉(翻轉)—外圓法 也稱單表法，即兩塊百分表都測量外圓的偏差。角度偏差為兩個偏差值間的斜度。這種對中方法被認為是軸對中的首選方法，因為它能消除軸向竄動對對中的影響。

　　(4)激光對中法 利用逆轉(翻轉)—外圓法的原理，但與百分表區別在于：百分表雖然本身精度能達到0.01mm，但由于觸點受力變化會引起表盤支架移動，從而影響測量精度，并且不穩固、觀察困難。而激光由于自身的性質，能輕易消除這種缺陷。

　　3. 激光對中儀對中的基本原理

　　眾所周知， 激光與普通光最大的區別在于其具有方向性和單色性。方向性是指激光從發生器射出后其光束不易發散，基本呈直線進行傳播，到達接收器后能量損失較少；單色性是指發出的光波波長單一，易被接收器辨別，不受外界其他光干擾。

　　Easy Laser E710激光對中儀采用635～670nm波長的半導體紅色激光，其為雙激光系統，即有兩個既能發射激光又能接收激光的測量器，分別安裝在聯軸器的兩個軸上，要求該兩個測量器發出的激光能被另一個接收。當激光束落在接受器的采集面上時，便形成一個照射區域，主機經過計算，確定這個照射區域的能量中心點。當軸開始旋轉后，各自的能量中心點也分別在對方接受器的采集面上發生位移。激光對中儀再通過對這種位移量計算出所測設備的軸偏差和角偏差。

　　最基本的操作方式是時鐘法：對中時分別在9點、12點、3點三個位置測量取得3組數據，并向儀器內輸入所對中設備的相關軸向數據，即可利用單表法原理計算出偏差及所需的調整量，而且激光束與軸可不平行。由于激光對中儀采用的是單表法的原理，又有很多輔助計算功能，故和單表法一樣，適用于任何情況轉動設備的對中，尤其對跨距大、有軸向竄動的大型機組更有優勢。

三、激光對中儀在長軸中的應用

　　ZPSS冷軋一工廠3#、4#軋機左右卷取的電動機與傳動齒輪箱的連接軸的距離達到3.2m(見圖1)，在ZPSS推廣使用激光對中儀之前，都是通過打百分表的方式進行對中，由于軸距較長，百分表桿長度不夠，此時一般需要制作專用的表桿進行對中(見圖2)，不僅前期工作繁瑣，而且對中精度較差(反映在b1+b3≠b2+b4，且偏差大于0.03mm；另外，指針無法回零，即a1≠a5和b1' -b1'' =b5' -b5'' ，也是對中精度較差的一個體現)。為了解決這個長軸無法準確對中的難題，ZPSS購買了Easy—Lasyer E710激光對中儀，通過廠家的培訓及自身的不斷摸索，終于找到了一套針對長軸對中的方法。具體操作步驟及注意事項如下。

　　1. 準備工作

　　準備不銹鋼墊片、剪刀、千分尺和液壓千斤頂等調整時常用工具；對地腳螺栓孔螺紋檢查；地腳安裝面及電動機安裝面進行清理，確保接觸面無異物。

圖1 傳動齒輪箱連接軸

圖2 百分表測量

1、5.軸 2.百分表 3.支架 4.聯軸器

　　注意點：

　　1)清理安裝面應在電動機安裝前完成，切不可把手放在地面與地腳之間。

　　2)準備的液壓千斤頂能力應符合現場條件(主要考慮電動機重量)。

　　2. 固定測量單元

　　1)如圖3所示，S為測量單元，固定在基準端的設備上；M為測量單元，固定在調整端的設備上。

　　2)S、M測量單元面對面固定。確保S、M單元固定在相同的半徑上等高、初始角度一致。

　　注意點：可用螺栓固定在聯軸器的螺栓孔內，以保證S、M能同步轉動。

圖3 固定測量單元

　　3. 啟動測量程序

　　進入水平軸對中測量程序。輸入距離參數并分別按確認鍵確認。

　　注意點：涉及到激光發射裝置的尺寸為便于測量，一般以其中線(黑線)為測量基準。

　　4. 設備進行粗調整

　　由于電動機與減速箱中間距離接近5m，少量的偏差都會造成激光束的脫靶，因此需要先粗調，如圖4所示，具體方法如下。

　　1)將S、M測量單元轉到9點鐘位置。調整激光束到目標靶的中心。

　　2)轉動軸到3點鐘位置。確認激光束在探測器上的位置。

　　3)使用激光束調整鈕，調整激光束到靶心距離的一半。

　　4)移動可調機器直到激光束到靶心。垂直方向的調整方法一樣。最終確保盤車一周，激光束都能打到靶上。

　　注意點：在進行第二步時，如果激光束在探測器外部而無法發現時，可用一張白紙來找尋激光所在位置，再進行第三步操作。

圖4 設備粗調

　　5. 進行虛腳測量

　　首先進入到軟腳測量界面，依次把電動機的四個地腳螺栓松開再緊固，根據數值的變化，確定軟腳是否存在及存在位置。因本應用中電動機軟腳測量省略未做。

　　注意點：如果最大的變化和最小的變化相對(對角線)，那么不是虛腳問題，而是基礎問題，需要檢查基礎。另外，對于大功率的電動機，一般可省略此步驟。

　　6. 設備進行精調測量

　　1)進入時鐘法9-12-3程序，根據界面提示，依次把對中軸轉動到9點、12點、3點位置，并記錄下相對應的數據。直到最后顯示結果。

　　2)根據顯示結果，對其進行調整。首先進行高度方向調整，將測量單元轉到12點鐘方向。在電動機四個地腳依據顯示值加減相應墊片。再將測量單元轉到9點或3點鐘方向，依據顯示值調整電動機水平方向值(可通過頂絲調整)。

　　注意點：加減的墊片一般采用不銹鋼材質，且每個電動機地腳下面所墊的墊片數量不超過5片(3片最佳)；當電動機高度、水平方向都調整好后，在緊固螺栓時應對角緊固，分三次擰緊。

　　7. 進行二次測量

　　當完成第6步后，發現聯軸器在水平方向的軸向和角向偏差已經滿足要求，但垂直方向還需再次調整，故再重復第6步測量工作。經再次測量調整并加減墊片后，第二次聯軸器偏心量已能完全滿足要求。

　　注意點：進行第二次調整時可采用任意三點法測量。

　　ZPSS軋機左卷取電動機對中的測量結果和調整后結果見表1。

表1 電動機對中結果

　　最終測量結果按照要求保證位移偏差控制在0.05mm，角度偏移量控制在0.05mm/100mm之內，測量結束。

　　整個測量調整過程在3h之內，工作效率明顯提高。

四、結語

　　激光對中儀是先進的產品，其實用性已經受到國內眾多用戶的一致肯定，且其操作簡便，對操作者的技術水平要求也不高。另外，實踐證明激光對中技術在長軸對中的實際工作中具有快速、精確、易學易用的特點更是傳統對中無法比擬的。而對中良好的設備不管是在自身壽命還是在降低能源損耗方面都比對中不良設備高很多，在提倡節能的今天，更有必要推廣激光對中技術，來替代傳統的百分表對中。