CN108204792A - 一种基于轴系的轴承对中装置 - Google Patents

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    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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Abstract

本发明涉及一种基于轴系的轴承对中装置，其创新点在于：该轴承对中装置包括：半导体激光器、光电半导体位置探测器、V型夹持块、测试电机、标准轴、轴承和导杆；通过采用双光束半导体激光器和光电半导体位置探测器，使得半导体激光器和光电半导体位置探测器在两组基于轴系的轴承对中装置上进行互相激光投射和接收，通过电机带动标准轴在轴承上旋转，通过测试标准轴的同轴度偏差，以及相应的数据采集系统来实现对基于轴系的轴承位置进行调整，实现了对相距较远的组合轴承进行高精度的同轴度调整，提高了基于轴系的轴承组的同轴度精度，降低了使用机器时的损坏。

Description

一种基于轴系的轴承对中装置
技术领域
本发明涉及轴承领域，尤其涉及一种基于轴系的轴承对中装置。
背景技术
在需要主动轴带动从动轴旋转的大型、贵重机械设备中，检测两轴承的中心线即对中度是否重合是动力机械等装配工作中十分重要的一步。如果对中良好，机器损坏将减少，突发故障得到防止及维修时间得到减少。经验证明，对中不准将造成机械损坏，严重的将会危害操作人员生命安全。
上世纪80年代初德国普鲁夫公司设计发明了世界上第一台激光对中仪。激光对中仪的成功发明使得设操作人员可以快速、准确地将需要对中的设备进行对中调试。在全世界有很多国家制造了激光对中仪，而在这当中德国的激光对中仪性能较好、稳定性强。除此以外还有:(1)R0 TALIGN.PRO专业型激光对中仪。(2)Nov Align Shaft激光对中仪。(3)Easy-Laser Alignment Tool (4)D525多功能型激光对中仪。(5)Fixtur Laser Shaft激光对中仪。(6)Master Lign Basic Laser Shaft Alignment等。在这当中，有些仪器的精度达到了1µm，测量距离达到l0m以上，基本能够实现各种工况下的对中需求。
由于对中仪具有很多优点，国内的很多专家都对基于轴系的轴承对中技术做了大量的研究。激光对中仪有很多种类型，按照结构可以分为:单激光束(LD)和单PSD型;单激光束(LD)和双PSD型;双激光束(LD)和双PSD型。
半导体激光器（semiconductor laser）是指一类采用半导体晶体作为工作介质的激光器，这类器件被广泛应用于光电技术研究领域；光电半导体位置探测器(PSD)是利用非均匀半导体的横向光电效应测量入射光和粒子位置的一种光电仪器，在横向光电效应的作用下，光源照射在PSD光敏面将在节平面的平行方向上产生电位差，在扩散层光电流被分流，利用边缘的四个电极吸收光电流。照射光斑的重心位置影响光电流被电极吸收的大小，因此知道电极上光电流大小就可以算出光敏面上入射光斑的坐标位置。
基于轴系轴承对中的目的是使机组各轴承的中心线达到重合，使传动轴在工作时能够保持稳定状态，当经过联轴器连接转动时，消除轴在联轴器处不应有的应力，从而确保整套机组的长期安全运行。因此，安装和检修过程中确保基于轴系轴承的同轴度，是保证正常运行的关键一环，是防止突发故障的必要条件。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于轴系的轴承对中装置，能够解决轴承组在安装时的中心同轴度差的问题，提高了轴承组安装时同轴度的精度，同轴精度能够达到10μm，减少了对机器的损坏。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种基于轴系的轴承对中装置，其创新点在于：该轴承对中装置包括：半导体激光器、光电半导体位置探测器、V型夹持块、测试电机、标准轴、轴承和导杆；
所述半导体激光器和光电半导体位置探测器安装在一个安装盒内，半导体激光器和光电半导体位置探测器在安装盒内呈上下放置，所述安装盒内的半导体激光器在水平方向和竖直方向两侧分别设置有调节螺母，水平方向一侧的调节螺母a与半导体激光器一侧边直接相连，另一侧的调节螺母b与半导体激光器的另一侧之间设置有弹簧a；位于半导体激光器上侧的调节螺母c与半导体激光器的上端面之间设置有弹簧b，半导体激光器的下侧的调节螺母d与半导体激光器直接相连；所述光电半导体激光器位于光电半导体位置探测器的下方，且固定安装在安装盒内，所述安装盒在竖直方向上设置有导杆孔；
所述导杆具有一对，导杆的底端安装在V型夹持块的上端面，该对导杆竖直平行设置，安装盒连接在导杆上，沿着导杆上下滑动并可通过固定螺母在导杆上固定；
所述V型夹持块位于导杆的下方，V型夹持块具有一对，V型加持块包括固定块和V型块，V型块连接在固定块上，V型块在竖直方向上V型口相对设置；所述轴承位于V型夹持块之间，该V型夹持块通过螺栓紧固相连，将轴承夹紧；
所述测试电机位于V型夹持块旁侧，测试电机的输出端口与该对V型夹持块形成的夹持口对齐；所述标准轴安装在相对设置的轴承对中装置上，标准轴的两端与电机连接，标准轴嵌入在轴承内，在电机的带动下围绕轴承旋转。
进一步的，所述半导体激光器在竖直方向和水平方向设置的调节螺母的中心轴线以及半导体激光器的中线轴线，三根轴线在三维空间内相交于一点。
进一步的，所述导杆垂直连接在V型夹持块上的垂直度小于0.05°/100mm。
本发明的优点在于：通过采用双光束半导体激光器和光电半导体位置探测器，使得半导体激光器和光电半导体位置探测器在两组基于轴系的轴承对中装置上进行互相激光投射和接收，通过电机带动标准轴在轴承上旋转，通过测试标准轴的同轴度偏差，以及相应的数据采集系统来实现对基于轴系的轴承位置进行调整，实现了对相距较远的组合轴承进行高精度的同轴度调整，提高了基于轴系的轴承组的同轴度精度，降低了使用机器时的损坏。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为基于轴系的轴承对中装置立体图。
图2为基于轴系的轴承对中装置的侧视图。
图3为基于轴系的轴承对中装置的A-A剖视图。
图4为基于轴系的轴承对中装置的安装盒B-B剖视图。
图5为基于轴系的轴承对中装置的安装盒C-C剖视图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1至图5所示的一种基于轴系的轴承对中装置，该轴承对中装置包括：半导体激光器1、光电半导体位置探测器2、V型夹持块3、测试电机4、标准轴5、轴承6和导杆7。
半导体激光器1和光电半导体位置探测器2安装在一个安装盒8内，半导体激光器1和光电半导体位置探测器2在安装盒8内呈上下放置，所述安装盒8内的半导体激光器1在水平方向和竖直方向两侧分别设置有调节螺母11，水平方向一侧的调节螺母11a与半导体激光器1一侧边直接相连，另一侧的调节螺母11b与半导体激光器1的另一侧之间设置有弹簧12a；位于半导体激光器1上侧的调节螺母11c与半导体激光器1的上端面之间设置有弹簧12b，半导体激光器1的下侧的调节螺母11d与半导体激光器1直接相连；所述光电半导体位置探测器2位于半导体激光器1的下方，且固定安装在安装盒8内，所述安装盒8在竖直方向上设置有导杆孔。
导杆7具有一对，导杆7的底端安装在V型夹持块3的上端面，该对导杆7竖直平行设置，安装盒8连接在导杆7上，沿着导杆7上下滑动并可通过固定螺母在导杆上固定；
V型夹持块3位于导杆7的下方，V型夹持块3具有一对，V型加持块3包括固定块31和V型块32，V型块32连接在固定块31上，V型块32在竖直方向上V型口相对设置；所述轴承位于V型夹持块3之间，该V型夹持块3通过螺栓紧固相连，将轴承6夹紧；
测试电机4位于V型夹持块3旁侧，测试电机3的输出端口与该对V型夹持块3形成的夹持口对齐；所述标准轴5安装在相对设置的轴承对中装置上，标准轴5的两端与电机4连接，标准轴5嵌入在轴承6内，在电机4的带动下围绕轴承6旋转。
半导体激光器1在竖直方向和水平方向设置的调节螺母1的中心轴线以及半导体激光器1的中线轴线，三根轴线在三维空间内相交于一点。
导杆7垂直连接在V型夹持块3上的垂直度小于0.05°/100mm。
该基于轴系的轴承对中装置的工作原理是：通过在两组轴承对中装置上同时发射和接收激光器的测量器，两个半导体激光发射器发出的激光束打在对应的探测器上时，可以形成一小片的照射区域，当主机通过运算后，便能得出该照射区域的能量中心点，当轴转动时，光束的能量中心点也会在相应的探测器面上移动，对中仪可依据各位移量算出被测轴承的同轴度偏差。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于轴系的轴承对中装置，其特征在于：该轴承对中装置包括：半导体激光器、光电半导体位置探测器、V型夹持块、测试电机、标准轴、轴承和导杆；
所述半导体激光器和光电半导体位置探测器安装在一个安装盒内，半导体激光器和光电半导体位置探测器在安装盒内呈上下放置，所述安装盒内的半导体激光器在水平方向和竖直方向两侧分别设置有调节螺母，水平方向一侧的调节螺母a与半导体激光器一侧边直接相连，另一侧的调节螺母b与半导体激光器的另一侧之间设置有弹簧a；位于半导体激光器上侧的调节螺母c与半导体激光器的上端面之间设置有弹簧b，半导体激光器的下侧的调节螺母d与半导体激光器直接相连；所述光电半导体位置探测器位于半导体激光器的下方，且固定安装在安装盒内，所述安装盒在竖直方向上设置有导杆孔；
所述导杆具有一对，导杆的底端安装在V型夹持块的上端面，该对导杆竖直平行设置，安装盒连接在导杆上，沿着导杆上下滑动并可通过固定螺母在导杆上固定；
所述V型夹持块位于导杆的下方，V型夹持块具有一对，V型加持块包括固定块和V型块，V型块连接在固定块上，V型块在竖直方向上V型口相对设置；所述轴承位于V型夹持块之间，该V型夹持块通过螺栓紧固相连，将轴承夹紧；
所述测试电机位于V型夹持块旁侧，测试电机的输出端口与该对V型夹持块形成的夹持口对齐；所述标准轴安装在相对设置的轴承对中装置上，标准轴的两端与电机连接，标准轴嵌入在轴承内，在电机的带动下围绕轴承旋转。
2.根据权利要求1所述的一种基于轴系的轴承对中装置，其特征在于：所述半导体激光器在竖直方向和水平方向设置的调节螺母的中心轴线以及半导体激光器的中线轴线，三根轴线在三维空间内相交于一点。
3.根据权利要求1所述的一种基于轴系的轴承对中装置，其特征在于：所述导杆垂直连接在V型夹持块上的垂直度小于0.05°/100mm。
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