往复压缩机轴对中激光仪的应用

　　【买空压机网】压缩机组是石油化工、天然气增压输送的重要设备，其工艺复杂、安装精度要求高。压缩机组与驱动机间的联轴器对中找正工作，在机器安装调试过程中是一项十分重要的环节，是决定设备运行好坏的关键。通过对联轴器的对中找正，能使机组的各轴线的同轴度到达要求，消除各轴在联轴器处不应有的机械应力，减少机器的振动、降低轴瓦转动部位的磨损、延长机器的使用寿命，从而使机器能够长期、平稳、正常的连续运转。

　　目前激光对中仪已经普及，其应用于测量有孔中心：如压缩机、泵；平面度测量：如法兰面、设备基础、塔筒；直线度测量：如轴、导轨；平行度，垂直度等。对于压缩机联轴器的对中，我们可称之为旋转轴对中。相对于传统的百分表方法，精度高：百分表的精度是0.01mm，激光对中仪可达到0.001mm精度；效率高、长跨距对中方便：对于化工、冶金、船舶、等大型设备的联轴器跨距达2～4米，百分表无法测量，而激光对中仪就可以实现。

　　激光束直线性好，不受重力影响，不会下垂出现挠度；内建数字处理器，可方便地对数据进行处理，直接计算出角度、平行偏差、地脚螺栓处的移动量、垫片调整量等多项结果，尤其对于轴距较长的大型机组更为明显。

　　1.对中前的准备工作及考虑因素

　　如是撬装压缩机，需考虑是否调平、一次灌浆、二次灌浆是否已经完成并凝固期结束、压缩机各个软脚是否已经消除、地脚螺栓是否已经紧固、联轴器螺母扭矩是否到位、驱动机如是电机，考虑主电机的磁力中心线位置和轴热膨胀量。驱动机如是天然气发动机，需考虑发动机的轴热膨胀量；驱动机如是天然气发动机，需考虑曲轴箱是否加润滑油、冷却系统是否已经添加冷却液（水或防冻液）、联轴器的型式是直连还是叠片挠性联轴器。

　　1.1压缩机软脚

　　压缩机软脚存在的类型有平行软脚、倾斜软脚，因腐蚀引起的软脚，因外力引起的软脚。压缩机对中前需确认各个软脚是否已经消除、地脚螺栓是否已经紧固。检查方法，可采用在靠近机身的地脚螺栓和紧固件中心处设置百分表，然后松开地脚螺栓，检查紧固件弹起的变化量，一般标准要求控制在0.05mm范围内。

　　1.2曲轴的热膨胀量

　　机组的对中找正工作一般是在冷态下进行，热态加载运行工况运行几小时后停机复查。机组正常运行时轴瓦、曲轴的温度升高，根据热胀冷缩的原理，轴中心线会有上升。轴的不同材质受温度变化上升量不同。在激光对中仪设置时，可以提前输入膨胀量。

　　在Ariel机组手册中列出了不同机型的轴热膨胀量，在天然气压缩机驱动机经常会选用美国Wukesha瓦克夏天然气发动机或美国CAT天然气气卡发动机作为驱动机。我们对其机型的热膨胀量进行统计，方便在机组对中时直接查表，关于热膨胀量有计算公式。

　　1.3联轴器的型式

　　不同的转速、不同的联轴器，“对中容差”标准不同。

　　天然气机组大多数采用叠片挠性联轴器，其对中误差控制要求轴向角度在0.15mm以内；

　　化工压缩机多数联轴器采用直连方式，对中误差要求在0.05mm以内。

　　2.轴不对中的状态

　　旋转轴不对中的几种状态有垂直方向平行不对中、垂直方向角度不对中、水平方向平行不对中、水平方向角度不对中等。对中超标时会造成机组可能出现的情况有：振动超标、联轴器损坏、轴瓦轴承快速磨损和损坏等情况。

　　3.激光对中仪的组成

　　激光对中仪由激光发射器、激光接收器、控制液晶屏组成，这三者之间需要有连接的数据线、专用的链条卡具或磁力表座卡具（用来把激光发射器和激光接收器固定在轴上）组合安装使用。激光发射器工作中有激光射出，激光对眼睛有重大危害，所以在工作中要时刻注意。另外，强烈的太阳光或其它光会影响激光对中仪正常工作。

　　4.激光对中仪的原理

　　激光对中仪测量原理与传统的单表找正法原理相通。单表法找正是利用一块百分比测量联轴器的外圆，两个转子的联轴器外圆都需要测量，即将一块百分表固定在固定设备轴上测量可移动设备轴上联轴器外圆，而另一块百分表固定在可移动设备轴上测量固定设备轴上联轴器的外圆，只能测量两转子的径向误差，而不能测量联轴器的端面误差。

　　激光找正法中S单元和M单元分别替代百分表固定在联轴器的两侧，将带有M的单元安装在可动设备端，标有S的安装在固定端，用V型夹具固定或强磁吸板加磁力表座固定。这里有发射器和接收器，经常容易混淆。为避免振动干扰，激光发射器发射的是脉冲间隔激光。

　　5.计算逻辑

　　线性化，可理解成把很小的一个区域网格化。黑色的线圈是任意三点可以形成一个椭圆，计算椭圆可根据相似三角形几何原理输入相应数据，操作完成后显示单元将自动计算出水平与垂直方向上平行偏差和角度偏差，并自动给出可调整设备前、后机脚下相应的调整值。

　　6.激光对中安装操作

　　当打开激光发射端电源后，先把反射端的防尘盖安装上，观察激光点是否在中心位置。去掉防尘盖，观察控制屏上激光点是否在中心方格内，如不在微调垂直和水平旋钮，将激光点移动到反射镜的中心位置。

　　安装完调试到工作状态，接收器上有计算公式，直接计算出调整垫片的厚度。左右调整不需要计算，观察显示屏数值，顶左右的顶丝看数值的变化，直到左右数据合格为止。第一步：需要输入相关尺寸，如联轴器直径、发射器和发射器之间的距离，联轴器中心到第一个地脚螺栓的距离，前后两个地脚螺栓的距离，以及转速、容差等；第二步，根据提示旋转曲轴；第三步，出数据及数据的解读。

　　解读数据，箭头的方向代表驱动设备地脚螺栓需要移动的方向；数值代表需要增加垫片或者减少垫片的厚度，水平方向则是需要移动量。当然有的激光对中仪有在线调整跟踪功能，可以在线调整驱动设备状态，对于大型设备特别好用，省时省力。

　　7.激光对中仪的模式设置

　　7.1时钟三点法

　　时钟三点法也称为9-12-3，是所有轴对中的起源，测量值在三个不同的点，对应于9-12-3点在一个时钟或圆的角0-90-180。它是基于几何（三角）数学更特别的圆，数学的假设是，如果我们可以测量半圆，那么我们就可以计算出整个圆的样子。所以相比较百分表对中，激光对中仪不用测量第4个点，下图展示了SKF品牌激光对中仪使用过程中的操作过程。

　　7.2任意3点法

　　任意3点法是由时钟3点法进化而诞生的，自由选择时钟的位置（角度）从而开始收集测量值。在一些数学公式的帮助下，我们也可以将总测量范围限制在40度并完成旋转。从实用的角度来看，这意味着可以使用这种方法在有限空间限制的旋转机器下实现。

　　7.3多点法

　　多点法测量是任意三点法的进一步发展，多点也意味着可以从任何时钟位置（角度）收集测量值，并完成旋转（最小40度）。然而这种方法意味着收集值超过了基础的三次，对于更大的机器测量，由于很难转动轴，这是有利的方法。

　　7.4连续扫描模式

　　连续扫描是自动连续测量多点的集合，在实际测量中，可以不断收集测量设备的测量值。比如开始测量（在任意时钟位置/角度）然后旋转轴在一个方向上旋转，一直旋转下去直到旋转超过要求的最小角度，同时也记录了很多数值来计算，这个方法非常有用。

　　7.5非耦合测量模式

　　非耦合测量就是可以分开测量机器对中，一次旋转一个不连续的轴，并让激光光束通过另一个（静止的测量单元），当一个测量单元通过另一个测量单元时，将自动记录数值，然后将固定单元移动到下一个位置。可以从任意地方开始，并读取无限数量的读数。当手动旋转一个（或者没有）联轴器时，非耦合测量的方法特别有用。

　　激光对中仪缺点有：只能测量两转子的同轴度，而不能测量联轴器的端面误差；滑动轴承在转子转动时容易产生轴向窜动，无法消除。

　　8.激光对中仪品牌展示

　　8.1瑞典SKF

　　斯凯孚优点：价格2～4万人民币，蓝牙连接；缺点：模式单一，只有时钟三点模式，链条安装，对于轴直径大的一般需配置磁片，没有在线追踪、调整功能，测量最远距离为4米。

　　8.2 Pruftechnik,德国普卢福

　　世界上第1台激光对中仪是德国普卢福于1983年开发并申请专利，2015年发布的新品触控屏激光对中仪ROTALIGN TOUCH具有Wi-Fi和蓝牙以及摄像功能。

　　总结

　　由于激光对中仪价格昂贵，根据现场设备类型、联轴器型式及公司预算采购适合的激光对中仪，一般设置专人保管；天然气发动机驱动的天然气压缩机，盘车器只能手动且角度有限，一般需选具有连续扫描模式、自动追踪检测功能的激光对中仪。

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