大型机械转动轴安装的水平度及垂直度的精确控制方法.pdf

本发明属于机械技术领域，具体为一种大型机械转动轴安装的水平度及垂直度的精确控制方法。该方法采用几何和光电等手段将误差放大，从而比较精确控制转动轴安装的水平度及转动轴与机组中心线的垂直度。具体来说，先拉出一个基准钢丝线，再在转动轴上安装一个钢圈和与该钢圈固定连接的摆动杆。在摆动杆的顶端侧面安装一个千分尺，在基准线上测控两个接触临界点处的千分尺读数差异，微调转动轴位置，直至满足精度要求。本发明方法操作简单，可精确控制转动轴安装的水平度和垂直度。

权利要求书
1.  一种大型机械转动轴安装的水平度和垂直度的精确控制方法，其特征在于先拉一根钢丝线作为控制基准线；使用一个内径与转动轴外径相当的钢圈，箍住转动轴，在钢圈外侧焊接一根摆动杆，摆动杆长度大于转动轴与钢丝基准线的距离的2倍，在摆动杆的顶端面安装一个千分尺，其操作步骤如下：
一、在转动轴初步安装调整定位，即转动轴与基准钢丝线基本垂直后，安装上述的摆动杆；然后转动转动轴，使摆动杆靠近基准线一侧位置A处，接着使用安装在摆动杆顶端的千分尺来调节千分尺的移动端往基准线靠近，直至达到接触临界点；
二、在找到位置A处的“接触临界点”后，记录当时的千分尺读数；然后转动转动轴，使摆动杆顶端面至基准线的另一侧位置B处，按步骤一所述操作，找到位置B处的“接触临界点”，同时记录下位置B处的千分尺读数；
三、比较上述位置A、B处的千分尺读数，其差异值⊿与AB点间的距离S的比值就是转动轴轴线与基准线的垂直度角度差异，微调轧辊的位置，直到A、B两个位置处的读数差异缩小到误差允许范围为止；
四、放松转动轴外的钢圈箍，旋转转动轴90度后，重新紧上钢圈；接着重复上述步骤一至步骤三。

说明书大型机械转动轴安装的水平度及垂直度的精确控制方法
技术领域
本发明属于机械技术领域，具体涉及冶金或其他行业的转动机械转动轴的安装精度的控制方法。
背景技术
冶金行业的轧辊(转动轴)安装的精度要求很高，其水平精度要求一般要求达到0.01mm/lm，与机组生产中心线的垂直度也基本要求在0.01mm/m的水平。但是。目前常规的安装方法把水平尺放在轧辊表面来控制轧辊水平度存在两个较大的缺陷，一是轧辊表面加工有误差(本身高低不平或可能存在锥度)，不足以作为基准面，二是安装要求的是找出理论上存在的那根旋转中心轴线，而非轧辊的表面。该方法难以达到上述的精度要求。如何确保这种安装精度，本发明通过放大误差及光电方面的手段确保了安装精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以确保大型机械转动轴水平度和垂直度的安装控制方法。
本发明采用几何手段、放大误差、光电手段等测控方法，确保转动轴(如轧辊)安装的水平度及转动轴与机组中心线的垂直度。
如附图1所示，本发明方法中，先拉出一根钢丝作为基准线，该基准线即为机组的中心线；再使用一个内径与转动轴(如轧辊)外径相当的钢圈，箍住转动轴，并在钢圈外焊接一根摆动杆，摆动杆长度大于转动轴与基准线之间的距离的2倍，长度一般在100cm左右，再在这摆动杆杆件的顶端侧面安装一个千分尺。
具体测控步骤如下：
一、在转动轴初步安装调整定位后，即转动轴与基准钢丝线基本垂直，安装上述的摆动杆。然后转动转动轴，使摆动杆靠近基准钢丝线一侧位置(记为位置A处)，接着使用安装在摆动杆顶端的千分尺来调节千分尺的移动端往基准钢丝线靠，直至达到接触临界点。
这里所谓的“接触临界点”由下述状态定义：按附图2所示电路图，使千分尺与基准钢丝线连成一个回路。当千分尺的移动端侧面接触钢丝线时此电路导通，灯泡发光，而当千分尺的移动端侧面脱离钢丝线时此电路切断，灯泡熄灭。在来回移动千分尺移动端的过程中，一定可以找到一个点，这个点往前移动0.01mm时灯泡发光(电路导通)，而往后移动0.01mm时灯泡熄灭(电路断开)。这个点就是“接触临界点”。
二、在找到位置A处的“接触临界点”后，记录当时的千分尺读数。然后转动转动轴，使摆动杆顶端面至基准钢丝线的另一侧位置(B位置)处，按步骤一所述操作，找到位置B处的“接触临界点”，同时记录下位置B处的千分尺读数。
三、比较上述位置A、B处的千分尺读数，其差异值⊿与AB点间的距离S的比值就是转动轴轴线与基准线的垂直度角度差异，这样可以相应微调转动轴的位置，直到A、B两个位置处的读数差异缩小到误差允许范围为止。
四、为消除转动轴制造时的轴向误差，放松轧转动轴的钢圈箍，旋转转动轴90度后，重新紧上钢圈箍。接着重复上述步骤一至步骤三。
完成上述4个步骤后即可认为转动轴与基准线垂直，即控制了转动轴与机组中心线的垂直度。本方法的原理在于只要摆动杆与千分尺是刚性的(无侧向移动)，在转动轴转动的过程中千分尺接触端点划出的一个圆弧所构成的平面必然垂直于转动轴，只要确保基准钢丝线在这个圆弧平面上，就确保了基准线与转动轴垂直。
如果用钢丝线拉一根竖直线(其底部坠物周围用重油作为阻尼)作为基准线，那么通过上面所述的相同方法，可以使转动轴垂直于这根垂线，这样就精确控制了转动轴的水平度。
本发明操作简单，可精确控制转动轴安装的水平度和垂直度。
本方法克服了传统方法中把水平尺放在转动轴如轧辊表面来控制轧辊水平度的方法的缺陷。本方法也适用于大型电机、水泵等旋转机械的轴线找平。
附图说明
图1为本发明的测控图。
图2为接触临界点控制的电路图。
图中标号：1为转动轴，2为钢圈，3为摆动杆，4为千分尺，5为转动轴轴心线，6为测量控制基准钢丝线，S为两个测量点A、B之间的距离。
具体实施方式
如图1所示，先拉出一根纲丝线作为测量基准线(机组中心线)，转动轴与基准线距离为40cm。再在转动轴上安置一个钢圈，箍住转动轴，钢圈外焊接一根长度为100cm的10号槽钢，作为摆动杆，杆顶端面固定一个千分尺。将千分尺和基准线连成一电路回路，记录千分尺在基准线上一个接触临界点处的读数，转动钢圈，再读取千分尺在基准线上另一个接触临界的读数。微调转动轴的位置，使两处的千分尺读数差异在允许范围内为止。然后放松转动轴外的钢圈，将转动轴转动90度，重新箍紧钢圈，再重复上述操作步骤，从而确保转动轴与基准线(即机组中心线)精确垂直(在允许误差范围内)，如果将上述钢丝放置为竖直线，并在钢丝线的下端部系一重物，用重油作阻尼，再用上述同样的步骤调准转动轴的水平度，直至误差到达允许范围。上述方法操作简单，可以精确控制大型机械转动轴的垂直度和水平度。