以前,我們在測軸系同心度時,基本上都用拉鋼絲的辦法,但鋼絲有三點造成的誤差卻是無法避免的。
①鋼絲有撓度,具體撓度值因鋼絲材質(zhì),鋼絲直徑,鉛垂力等因素而不同。特別在長軸系測量過程中,撓度的誤差更加明顯.
②螺旋測微器的手感.因不同的操作人員手感差別較大,同一個操作人員,他的左右手感有差別,上下手感也有差別.這點是無法避免的.
③另外, 鋼絲必須拉在柴油機(jī)輸出端和美人架外端的絕對中心,這本身就有誤差,而且也很費時間.
上世紀(jì)末期,我國逐步引進(jìn)了利用激光技術(shù)來完成軸系的同心度測量.這里簡單介紹一下.
產(chǎn)地:瑞典Damalini公司
1、功能:輪船艉軸空同心度,輪船軸承孔同心度,柴油機(jī)曲軸孔同心度測量,直線度測量,實時測量值,環(huán)境溫度測量,同心度數(shù)據(jù)處理,報表打印
2、技術(shù)參數(shù):
測量距離: 40M;
測量最大精度: 0.1絲;
測量最小孔徑: 100mm;
激光調(diào)整最小角度 0.1絲;
探測器尺寸 18*18mm;
激光輸出功率 <1mW;
傾角儀精度 0.1度;
水平儀精度 0.5度;
溫度傳感器 ±1℃;
3、優(yōu)點:
①高精度,在40m測量范圍內(nèi),最高可達(dá)到0.1絲
②操作非常EASY,標(biāo)準(zhǔn)操作流程,輕松得出測量數(shù)據(jù),可以輕松培養(yǎng)一個熟練的操作工。
③激光無須調(diào)到整絕對圓中心,大致在圓中心就可以,我們探測器有18*18mm
④激光本身無撓度問題,所以測量距離遠(yuǎn),可達(dá)40m
⑤激光發(fā)射器D75是世界上唯一位移和角度都能調(diào)整地發(fā)射器,調(diào)整最小可達(dá)0.001mm。
⑥孔調(diào)整時候儀器可實時顯示調(diào)整結(jié)果,指導(dǎo)調(diào)整
⑦測量簡單,每個點最多只需測量兩個數(shù)據(jù)就可得出圓心實際位置
4、原理
激光的產(chǎn)生
激光發(fā)射器采用半導(dǎo)體He-Ne激光器,激光波長為635-670nm,處于可見光的邊緣,顏色為紅色,具體光波位置見圖1:
圖2為激光發(fā)射器示意圖。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 。
5、PSD定位技術(shù)
激光接收器采用先進(jìn)的PSD定位技術(shù),PSD即POSITION SENSITIVE DEVICE的縮寫。CCD技術(shù)就是將激光感應(yīng)平面分為m×n個等份,接收到激光后計算出激光的位置。其分辨率由等分的密度來決定,因此有上限約束。而PSD技術(shù)是在感應(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。儀器最終的精度不受感應(yīng)面的限制,只決定于A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。
關(guān)于激光束的中心位置的確定。激光束并不是絕對圓形的,激光的能量分布也不是均勻的。但是這一點并不影響最終的測量結(jié)果,因為探測器測量和讀取的是激光的能量中心。因此在測量時必須保證激光束全部打在探測器內(nèi)。
測量過程
①激光發(fā)射器的架設(shè)及調(diào)整
將激光發(fā)射器架設(shè)在尾軸孔外端,發(fā)射器有三條腿固定,腿長(半徑)可實現(xiàn)連續(xù)調(diào)整,腿上帶磁吸盤,可直接吸在尾軸孔端部. E、F旋鈕調(diào)整激光束水平和垂直方向的位移,G、H旋鈕調(diào)整激光束發(fā)射角度.通過調(diào)整,將激光大致調(diào)整到尾軸孔和柴油機(jī)輸出法蘭中心.(這一點和鋼絲是有本質(zhì)區(qū)別的,因激光探測器有18*18MM的讀數(shù)區(qū))
②激光探測器的架設(shè)
根據(jù)孔的大小,安裝相應(yīng)的腿,在孔的每一個測量點先讀一次,然后旋轉(zhuǎn)180度再測量一次.兩次數(shù)據(jù)相加除以2,即可得出該圓中心相對于激光的偏差量.每個孔都依次測量,即可得出所有孔中心相對于激光的偏差量和偏差方向.然后將首尾孔置邏輯0,即可得出其他孔的偏差量及方向.
實例:
下面是軸系長15510MM的某艘軍用艦艇在維修時軸系的實測數(shù)據(jù).
Num Ref Ver(高低) Hor(左右) 位置
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1 Ref 0.000 0.000 后美人架后端
2 -3.289 -0.509 后美人架前端
3 -3.855 -0.352 前美人架后端
4 -1.219 2.528 前美人架前端
5 -1.175 3.568 艉軸管
6 -1.422 2.541 后支點軸承
7 1.012 -2.514 前支點軸承
8 0.098 0.231 推力軸承后端
9 0.148 -0.009 推力軸承前端
10 Ref 0.000 0.000 柴油機(jī)輸出端
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Max 1.012 3.568
Min -3.855 -2.514
從上面數(shù)據(jù)可以清晰看出,每個位置的高低方向,左右方向的偏差量和偏差方向.從圖形可以看出變化趨勢,同時我們調(diào)整時候可以實時顯示調(diào)整的結(jié)果。