一種輥類部件垂直度測量調(diào)整方法

李章

一、前言

輥子類部件是很多連續(xù)生產(chǎn)線的主要功能部件。輥子的輥面與產(chǎn)品直接接觸，借助摩擦力的作用在生產(chǎn)線的功能很多。例如：傳輸產(chǎn)品、導(dǎo)向、提供工藝張力等。因此輥子部件安裝質(zhì)量好壞，是決定生產(chǎn)線運行是否正常的重要條件之一。這里所指的安裝包括設(shè)備建設(shè)期間和日常檢修后的安裝工作。輥子部件的安裝質(zhì)量一般是通過檢查水平度、垂直度（相對于生產(chǎn)線中心線，下同）和標(biāo)高的參數(shù)來判斷。就是我們平時講的“找平、找正、找標(biāo)高”。其中水平度可以通過水平儀或者用搖臂掛垂線來測量。標(biāo)高可以用水準(zhǔn)儀配銦鋼尺、液體連通器來測量。這些參數(shù)現(xiàn)場都比較檢測。但是輥子相對于生產(chǎn)線中心線的垂直度，相對而言測量比較困難。下面將介紹一種便于操作并且測量精度高的垂直度測量方法。

二、目前垂直度測量的常用方法

垂直度實際上是限制要素對基準(zhǔn)線垂直方向上變動量的一項指標(biāo)。對于輥子部件而言垂直度是指輥子的軸線相對于生產(chǎn)線中心線垂直方向的變動量。通過輥子軸線垂直度的測量并結(jié)合水平度的測量，實際上也可以保證眾多輥之間的平行度要求。測量輥子對于中心線垂直度最常用的方法之一就是搖臂旋轉(zhuǎn)檢測法。如圖（一）所示，鋼絲線2是生產(chǎn)線縱向中心線，搖臂1通過扣合工具卡裝在需要測量的輥子上，用內(nèi)徑千分尺的測量頭接觸鋼絲，將搖臂旋轉(zhuǎn)，盡可能的旋轉(zhuǎn)接近180°來量取讀數(shù)。按照讀數(shù)來調(diào)整輥子軸線的位置。

根據(jù)搖臂旋轉(zhuǎn)檢測原理可知，千分尺兩次的讀數(shù)分別為d1和d2。則

其中：? a輥子軸線垂直度偏差角度

L為搖臂測量點到輥子中心線的距離

由此上式可知為了測量的準(zhǔn)確性，測量時搖臂應(yīng)有一定的長度。過短會降低d1、d2讀數(shù)的準(zhǔn)確性。

以上介紹的就是搖臂旋轉(zhuǎn)檢測的操作方法和測量原理。這個方法雖然應(yīng)用很廣泛，但是在現(xiàn)場實際操作時也存在下列問題：

1、需要用鋼絲線標(biāo)定出機組的中心線。有時生產(chǎn)線的長度較長，甚至達百米以上的長度時，掛鋼絲線的操作就比較麻煩了。

2、如果生產(chǎn)線上有擋板、隔墻等設(shè)施，則需要拆掉這些些設(shè)施才能滿足掛鋼絲線的空間條件，工作量會增加。

3、鋼絲線在生產(chǎn)線上的物理存在，經(jīng)常會受到震動、風(fēng)力和人為無意的干擾。經(jīng)常要中斷測量工作檢查鋼絲線。

4、有時候為了操作的方便，也會采用在生產(chǎn)線操作側(cè)布設(shè)一條同中心線平行的鋼絲線。由于操作側(cè)比較空曠，掛鋼絲線相對容易實現(xiàn)。但是出于安全要求，操作側(cè)輥子的軸承都是采用封閉結(jié)構(gòu)，安裝搖臂又變得比較困難，經(jīng)常需要拆開軸承蓋，在輥子端面鉆孔并攻絲來安裝搖臂。

5、搖臂的旋轉(zhuǎn)有時也有困難。生產(chǎn)線的設(shè)備一般比較緊湊，有時候搖臂無法大角度的旋轉(zhuǎn)，直接影響了測量結(jié)果。為了解決這個問題，也需要拆除輥子周邊的一些設(shè)施才行。

6、在掛鋼絲線有困難的情況下，也會采用經(jīng)緯儀和搖臂配合來施工。這樣雖然減少了掛鋼絲線的工作量，但是搖臂旋轉(zhuǎn)和搖臂安裝困難的問題仍存在。

面對上述問題，能否能尋找一種施工簡單同時精度也有所保證的測量方法，就成為一項值得研究的工作。

三、輥類部件垂直度測量調(diào)整的新方法

為了避免上述問題，需要分別解決兩點，一是需要解決掛鋼絲線的問題，采用經(jīng)緯儀可以直接代替鋼絲線，并且經(jīng)緯儀的測量精度比鋼絲線要高出一個數(shù)量級，完全沒有問題的;二是需要設(shè)計一個新的工作來代替搖臂。針對這個問題，筆者設(shè)計出了一個專用測量工具。該工具由兩個水平尺經(jīng)過加工后垂直組合而成。并在其上部安裝千分尺測量頭。工具如圖二所示。

該工具按圖示加工組合好后，需要細心的調(diào)整兩個水平尺的氣泡，使其滿足兩個方向水平測量的要求。使用該工具結(jié)合經(jīng)緯儀可以十分方便的測量輥子垂直度。測量方法如圖三所示。

先在輥子操作側(cè)合適位置設(shè)置并調(diào)平經(jīng)緯儀，再使用經(jīng)緯儀找到中心線的平行線。然后利用經(jīng)緯儀可以進行角度測量的功能，向輥子方向旋轉(zhuǎn)經(jīng)緯儀90°，使經(jīng)緯儀的視線平行于輥面母線。這時把工具放置在輥面的水平母線上，注意水平儀上橫向和縱向的兩個氣泡，通過輕微轉(zhuǎn)動輥子調(diào)整，使兩個氣泡都能居中。這時通過經(jīng)緯儀的視線分別在A測量點和B測量點測量千分尺的讀數(shù)。通過這個方法可以直接讀出輥面的垂直度偏差。如果千分尺兩次讀數(shù)分別為d1和d2。則

其中：? a輥子軸線垂直度方向偏差角度

L為A測量點到B測量點的距離

這個方法使用經(jīng)緯儀代替鋼絲線，并利用經(jīng)緯儀可以旋轉(zhuǎn)90°測量的能力，通過專用測量工具（簡稱雙向水準(zhǔn)儀）代替搖臂。能夠比較方便的進行測量和調(diào)整工作。如果能事先標(biāo)定出中心線的平行線，這可以更便捷的施工。

四、新測量方法的誤差分析

新的測量方法實際上是利用橫向和縱向的水平儀找到輥面的水平母線，通過測量輥面水平母線垂直度來反映輥子軸線在水平面上的偏差角度。下面我們來分析一下這樣測量的誤差有哪些。

1、測量工具、視線等引起的系統(tǒng)誤差。由于經(jīng)緯儀和水平儀是精密量具，正確使用工具的情況下系統(tǒng)誤差很小，可忽略不計。

2、輥子外圓加工的誤差。如上分析由于實際測量的是水平母線，因此輥面外圓的加工誤差將直接反應(yīng)在測量結(jié)果中。加工誤差可以通過測量A點和B點的外圓直接測量出來。

3、測量角度的偏差。測量時如果A測量點和B測量點不在水平母線上，這會出現(xiàn)由于母線不一致引起的角度誤差。如圖四所示，圖四為抽象后的投影圖。

則誤差T可用下式近似的表示：

T=R*（tang a-tang b）

其中：R為輥子的半徑;

a為A點測量平面偏差角度

b為B點測量平面偏差角度

有此可知為了減少誤差，測量時水平儀的調(diào)整非常關(guān)鍵。

五、結(jié)束語

這是筆者根據(jù)實踐探討的一種測量輥子垂直度的方法。已經(jīng)實際應(yīng)用過多次均滿足了安裝精度要求。當(dāng)然這種辦法也可能存在問題，歡迎讀者不吝賜教。