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激光對中儀的基本原理

1.1

設備對中的必要性

a)如果設備不對中，軸承會過早地發(fā)生損壞，

縮短軸承的使用壽命;

b)設備不對中會增大聯軸節(jié)的摩擦,使機器

的能源使用效率顯著下降,運營成本提高。由于設

備不對中會對轉軸密封產生特別嚴重的影響,目前

市場上更換密封的價格有時是一個泵的價格的

20%;

c) 設備不對中會縮短機器壽命。由于不對中

所產生的額外的力,會使轉軸發(fā)生往復移動,這樣

也會顯著地縮短機器的壽命。

因此良好的對中能極大的減少運營成本、大大

提高工作效率。

軸,并隨A軸作一周旋轉,其觸點在B軸表面形成

的軌跡如圖1中虛線所示，它是在垂直于旋轉A .

軸軸心線的平面M內的閉合曲線。當B軸是表面

光滑的圓柱體時,該閉合曲線是中心在0'的橢

圓,圖中0和0'分別是A和B軸線與平面M的

交點;00'即為A.B兩旋轉軸的中心線在平面M

內的軸偏差值。

對于圓柱體軸A.B來說,如果軸偏差和角偏

差均為零,這時A和B軸的軸心線重合,千分表在

一周的旋轉中，數值將始終為常數;該千分表觸點

形成的應為半徑RB的圓(圖2)。反之,如果存在

軸偏差,那么，千分表在旋轉過程中數值就會有變

化;如果存在角偏差,千分表觸點形成的軌跡將會

是一個短軸為2RB的橢圓(圖3);并且旋轉過程中.

千分表讀數會不斷變化。

A和B為兩個被測軸的軸心線，測得兩只測量

器間的距離為S; δ為兩軸聯接面處的軸偏差,通

常是兩測量器間的中點;a為兩軸間的角偏差。兩

軸經過180的翻轉,其上的激光測量器便從如圖

的.上半部分分別移至兩軸的下半部分，這時激光束

分別在對方接受器的CCD采集面上發(fā)生位移,設

其徑向分量為△s和AB,不難算出,角偏差與徑向

位移分量存在如下關系:

tana= ( OA OB)/S

( 1)

接下來我們再來尋找軸偏差與徑向位移分量

的關系。假設B軸作平移,使兩軸在中點處重合,

不難分析，M和OB將分別變?yōu)锳A-2δ和△B

2 8cosa;根據對稱原理,應有:

OA- 2δ= 0B 2 Scosa

(2)

從以上分析可以看出，激光對中儀的測量值僅

與對方接受器CCD面上光束能量中心位移的徑向

分量有關。由式(1)可知,角偏差任何微小的變化

都可以從△4 OB 的變化中感覺到,而千分表是無

法做到的;式(2)則說明了當角偏差很小時，cosa

= 1,δ= (OA- Op)/4, 更顯其性。

5.1零位校準

激光對中儀的零位校準是指在激光對中儀在進行測量時的零位自校，即輸入電機參數后，激光對中儀轉過九點鐘、三點鐘，十二點鐘三個方向時激光對中儀的示值。對零位進行校準，就需要兩根完全同軸的芯軸，并能360度進行旋轉，而三米測量機具有良好的同軸度，可自由旋轉，可在導軌上平行移動3m,且經甘肅省計量研究院檢定合格，具有量值溯源性。因此，完全可以實現激光對中儀的零位校準。