压缩机气缸同轴度测量仪的研制

　　1 引言

　　往复压缩机在原始安装或大、中修过程中涉及到气缸找正问题。气缸找正是指在气缸安装过程中通过调整气缸的轴向或径向位置使其轴心线和中体滑道的几何轴心线的位置偏差符合允许的同轴度偏差[1]。目前很多企业仍采用拉钢丝线找正法进行气缸找正:中体滑道、气缸的同轴度误差的测量与校正是借用一个假想的/轴0)))琴钢丝作为测量基准线,然后利用游标卡尺、内径百分表、内径和外径千分尺、框式或合像水平仪、耳机等工具进行接触式测量[2,3],这种方法测量精度差,测量效率低[4]。采用激光准直仪找正法[5]和测微准直望远镜找正法也需建立测量基准线[1],和拉钢丝线找正法一样其测量效率低、测量前期准备工作量大、测量数据需人工处理、测量精度受人为因素影响较大。国外多种品牌的激光对中仪,如瑞典(Easy-laser D系列)、德国(OPTALIGN PLUS Series)、美国(FIXTURLASER)等产品多用于测量旋转设备的轴对中,一般不能应用于孔-孔对中测量。基于上述原因,我们研制成功了一种基于DSP数字信号处理技术和PSD位置敏感传感检测技术的孔-孔同轴度测量仪应用于往复压缩机气缸找正,其在测量气缸和中体滑道的同轴度时具有操作简单、测量效率高、测量数据精确、轴线对中偏差形象可视、数据处理能够实现自动化的特点。

　　2 系统组成和工作原理

　　孔-孔同轴度测量仪的测量系统主要由接收信号三爪自动定心卡具单元、发射信号三爪自动定心卡具单元、测量信号处理单元3大部分组成,系统组成工作原理如图1所示。

　　2.1 三爪自动定心卡具单元

　　三爪自动定心卡具单元在测量中的作用是定位激光信号发射器和PSD (position sensitive detector)信号接受器,使待测两部位孔的轴心线分别和信号接受器、信号发射器的几何轴心线重合。三爪自动定心卡具单元的自身结构、加工和装配精度对系统的测量精度影响很大,其结构如图2所示。

　　长度为100mm的圆弧形接触杆1和待测孔内壁线性接触,其结构既能保持和待测孔内壁紧密贴合又能使之和待测孔的倾斜方向一致,水平指示器9读数体现待测件的轴向倾斜偏差;标准测量杆2可根据待测工件孔的内径选取,两端分别用卡扣3与接触杆1、三爪自动伸缩器6相连接;调节驱动器4,由接触杆1、标准测量杆2和三爪自动伸缩器6组成的3对沿120°方向均布的测量架同步向外移动使三爪自动定心卡具单元定位在待测孔内,并使主轴孔5的轴心线和被测孔的轴心线重合;激光信号发射器10和PSD信号接收器11安装在主轴孔5,二者几何轴心线分别和主轴孔5的轴心线重合; PSD信号接收器11接收到来自激光信号发射器10的光信号并把它转化为电信号输出。