激光對中儀的工作原理概述

設備對中的必要性，設備的對中是指用儀器或其它檢測工具對兩個(gè) 相連設備安裝時(shí)的相對位置精度進(jìn)行檢測和調整， 以保證其轉軸位于同一條直線(xiàn)上。如果設備對中不 良，會(huì )造成軸承過(guò)早損壞、聯(lián)軸節摩擦增大、轉軸發(fā) 生往復移動(dòng)等問(wèn)題，從而降低設備的能源使用效率， 提高設備運行成本，大大縮短設備的使用壽命。此 外，對中不良會(huì )對轉軸密封性產(chǎn)生嚴重影響，而更換 密封件的費用有時(shí)可達到購買(mǎi)設備價(jià)格的 20%。

激光對中儀的工作原理 激光對中儀是國外開(kāi)發(fā)的一種先進(jìn)、高效的設 備對中儀器，具有精度高、效率高、易于操作等優(yōu)點(diǎn)。 近年來(lái)國內不少廠(chǎng)家（如煉油廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)等）都已 采用激光對中儀對機械設備進(jìn)行安裝和檢修。 激 光 具 有 ji佳 的 方 向 性 和 單 色 性。 方向性是指激光的光束發(fā)散角極小，基本沿直線(xiàn)傳 27 工 具 技 術(shù)播，到達接收器時(shí)能量損失很??；單色性是指激光波 長(cháng)單一，易被接收器識別，不易受外界光干擾。激光 對中儀正是應用了激光的這兩大特點(diǎn)。激光對中儀 通常采用波長(cháng) 635 ～ 670nm 的半導體紅色激光。 

上圖為 一 對 需 要 對 中 的 設 備 示 意 圖。在 A 軸 和 B 軸上 分 別 安 裝 能 同 時(shí) 發(fā) 送 和 接 收 激 光 束 的 測 量器，并通過(guò)信號線(xiàn)與儀器主機相聯(lián)。 上圖激光束分別從裝在 A、B 軸上的兩只測量器發(fā) 出，并被對方所接收。當光束落在接收器的光電點(diǎn) 陣 CCD 采集 面 上 時(shí)，便 形 成 一 個(gè) 很 小 的 照 射 區 域； 儀器主機經(jīng)過(guò)計算，確定出該照射區域的能量中心 點(diǎn)。隨著(zhù)軸的轉動(dòng)，各自光束的能量中心點(diǎn)也分別 在對方接 收 器 的 CCD 采 集 面 上 移 動(dòng)。儀 器 根 據 位 移量即可計算出被測設備的軸偏差和角偏差。 激光對中儀是通過(guò)分別測量?jì)蓚€(gè)正交平面內實(shí) 際偏差的分量、并分別糾正其分量偏差來(lái)調整對中 設備的?，F將 激 光 對 中 儀 的 工 作 過(guò) 程 簡(jiǎn) 化，

如上圖所示，并研究其中一個(gè)平面內的偏差分量。 A 和 B 分別為兩個(gè)被測軸的軸心線(xiàn)，S 為 測得的兩只測量器間的距離，δ 為 兩 軸 聯(lián) 接 端 面 處 的軸偏差（通常位于兩測量器間的中點(diǎn)），α 為 兩 軸 間的角偏差。兩軸經(jīng)過(guò) 180o的翻轉，軸上的 測 量 器 便從兩軸的上半部分別移至下半部，此時(shí)，激光束分 別在對方接收器的 CCD 采集面上發(fā)生位移，設位移 的徑向分量分別為 ΔA 和 ΔB，可知角偏差與徑向位 移分量的關(guān)系為 tanα=（ΔA +ΔB）/ 2 S 

（1） 假設 B 軸作平移，使兩軸在中點(diǎn)處重合，則 ΔA 和 ΔB 將分別變?yōu)?ΔA - 2δ 和ΔB + 2δcosα。根據對 稱(chēng)原理，可知軸偏差與徑向位移分量的關(guān)系為 ΔA - 2δ=ΔB + 2δcosα 

（2） 從以上分析可知，激光對中儀的測量值僅與對 方接收器 CCD 采 集 面 上 光 束 能 量 中 心 位 移 的 徑 向 分量有關(guān)。由式（1）可知，角偏差的任何微小變化均 可從 ΔA +ΔB 的變化中檢測出來(lái)，而使用千分表是 無(wú)法做到這一點(diǎn)的；式（2）則表明，當角偏差很小時(shí)， cosα= 1，δ=（ΔA -ΔB）/ 4，測量的精確性相當高。 值得一提的是，大多數激光對中儀除了能精確 地測出軸偏差和角偏差外，將設備地腳墊平點(diǎn)與測 量器的距離 輸 入 儀 器（見(jiàn) 圖），還 能 計 算 出 設 備 各 個(gè)地腳的墊平值及平移值，大大方便了設備的調整。 

結語(yǔ) 

根據以上原理分析和實(shí)際應用情況可知，與千 分表對中法相比，使用激光對中儀具有以下優(yōu)點(diǎn)： 

1.激光對中基準為“絕對直線(xiàn)"，消除了千分表 對中時(shí)千分表支架及測頭撓曲變形對測量精度的影 響。 

2.為保證測量數據的連續性，千分表對中時(shí)必 須持續進(jìn)行讀數；而激光對中時(shí)只需測量三個(gè)數據， 大大減輕了對中工作強度。

3.千分表對中時(shí)設備每調整一次，就必須盤(pán)車(chē) 重測一次，需多次反復測量才能完成設備調整；而激 光對中法只需測量一次，設備調整時(shí)可進(jìn)行實(shí)時(shí)數 據顯示，直至將設備調整到理想狀態(tài)。 

4.千分表對中法在很大程度上依賴(lài)機修人員 的操作經(jīng)驗和分析能力；而激光對中儀操作簡(jiǎn)便，自 動(dòng)化程度高，不再需要“專(zhuān)業(yè)級"機修人員。

5.激 光 對 中 儀 的 檢 測 精 度 一 般 可 達 到 0 . 001mm，與千分表對中法相比，精度和可靠性均大幅 度提高。根據大量用戶(hù)的使用經(jīng)驗，激光對中儀的 工作效率可比傳統對中方法提高近十倍。