专利名称：转炉托圈耳轴同轴度测量装置及测量方法
技术领域：
本发明属于采用光学方法检测两个平行轴之间的横向偏移，尤其涉及转炉托圈制造过程中耳轴同轴度在线测量装置与方法。
背景技术：
转炉托圈是转炉的重要承载和传动部件。在工作过程中除承受炉体、钢液及炉体附件的静载荷和传递倾动力矩外，还承受频繁的启、制动产生的动负荷，以及来自炉体、钢水罐、烟罩及喷溅物的热辐射产生的热负荷。因此，托圈制造质量决定了转炉的使用寿命，两耳轴同轴度是托圈重要的技术质量指标。因此同轴度测量是一个关键点，测量方法及结果的正确度和准确度直接影响转炉托圈耳轴同轴度的判定。目前，传统的测量方法有拉钢丝法(《重型机械》1997,No. 4《转炉托圈同心度的简易测量》)、透光板透光法(《焊接》2007，No. I《炼钢托圈的组对及焊接工艺》)、光学四点测量·法(《冶金设备》2007，No. I《转炉托圈耳轴同轴度的测定及其理论分析》)等，其缺陷是拉钢丝法测量通过声电或光电判断，操作难度大需要熟练人员；透光板透光法根据四点同心定性判断不能准确读数和计算分析同轴度大小；光学四点测量法根据坐标值通过复杂计算程序进行转换间接判断同轴度大小，而且设备比较昂贵。这些测量器具、测量方法的使用，有的操作困难、有的程序复杂、有的量化困难，很难直接准确得出同轴度大小数据。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种转炉托圈耳轴同轴度测量装置，还提供应用本装置的测量方法，解决托圈制造过程中耳轴同轴度测量难的问题，测量操作简单，数据准确，提高同轴度精度，改善加工质量，有利于炼钢生产。转炉托圈耳轴同轴度测量装置，包括转炉托圈的传动侧耳轴、出钢侧扇形体、游动侧耳轴和加料侧扇形体，特点是传动侧耳轴外端设发射支架，激光仪固定在发射支架上；传动侧耳轴内端设发射标靶支架，目标靶固定在发射标靶支架上；游动侧耳轴内端设内接收靶支架，目标靶固定在内接收靶支架上，游动侧耳轴外端设外接收靶支架，目标靶固定在外接收靶支架上。本发明进一步改进，所述的发射支架、发射标靶支架、内接收靶支架、外接收靶支架，均为同一的法兰支架结构，法兰外周设螺栓孔，由螺栓固定在两个耳轴内外端；法兰内孔周边设安装孔，所述的目标靶由螺栓固定在法兰上；当耳轴同轴时，上述四法兰的中心在同一直线上，所述的目标靶的十字中心点在同一直线上。使用时，由激光仪发射的激光通过传动侧目标靶、游动侧内接受目标靶直射在外接收目标靶上，以测量耳轴的同轴度。应用本发明装置测量耳轴同轴度方法，按以下步骤进行
1、设置支架整体组装托圈，在两耳轴两端安装四件专用法兰支架，固定于轴端；
2、安装激光仪在传动侧耳轴外端发射支架，支架上安装激光准直仪，固定牢靠；3、调试激光仪开通激光准直仪电源，在驱动端耳轴内端(托圈内侧)设发射标靶支架，支架上设目标靶，根据目标靶读数微调激光准直仪，使激光光点对准标靶十字中心，调试合格后取下目标靶；
4、测量游动侧耳轴在游动侧耳轴两端设内接收靶支架和外接收靶支架，两支架装设目标靶，观测光点位置，转动目标靶准确读出目标值；
5、调整游动耳轴根据目标靶读数，微调游动端耳轴，使光点在游动端耳轴体两端读数控制在O. 1_，调整合格后开始焊接；
6、焊接测量焊接前取下激光准直仪和目标靶，焊接过程中需要定时观测，观测时按照2、3、4步骤操作，判断同轴度情况，每次测量读数控制在I. Omm以内，并根据读数调整焊接顺序和焊接量； 7、焊后测量托圈焊接结束再次按照2、3、4步骤作最后测量，准确读出目标靶光点位
置；
8、数据处理根据目标靶读数，通过游动端耳轴体两法兰支架位置距离尺寸和轴承位尺寸计算托圈两耳轴同轴度。与现有技术相比，优点是构思新颖、结构简单，容易制造，投资少，操作简便，解决了托圈制造过程中耳轴同轴度测量难的问题；测量时，基准固定，目标靶直接读数，易于定量判断，保证测量的正确性、准确性和及时性；提高加工效率，提高耳轴的同轴度的精度，改善加工质量，降低消耗；延长托圈使用寿命，保证炼钢生产顺利进行。
对照附图对本发明进一步说明。图I是转炉托圈耳轴同轴度测量装置结构示意图。图2是转炉托圈耳轴同轴度测量示意图。
具体实施例方式由图I、图2可以看出，转炉托圈耳轴同轴度测量装置由传动侧耳轴3、出钢侧扇形体9、游动侧耳轴8和加料侧扇形体10焊接构成。同轴度测量装置设在托圈上。进一步看出，传动侧耳轴3外端设发射支架2，激光准直仪I固定在发射支架上；传动侧耳轴内端设发射标靶支架4，目标靶5固定在发射标靶支架上。游动侧耳轴8内端设内接收靶支架6，目标靶固定在内接收靶支架上；游动侧耳轴外侧设外接收靶支架8，目标靶固定在外接收靶支架上。由图2还可以看出，发射支架、发射标靶支架、内接收靶支架和外接收靶支架均为法兰结构。法兰外周设螺栓孔，由螺栓固定在传动侧耳和游动侧耳轴的内外侧。法兰内孔周边设安装孔，所述的目标靶、接收靶由螺栓固定在法兰上；传动侧耳轴、游动侧耳同轴时，上述四只法兰的中心孔在同一直线上，所述的目标靶、接收靶的十字中心点在同一直线上。应用本发明装置进行转炉托圈耳轴同轴度测量方法，按以下步骤进行
I、设置支架在经过水平找正的平台上整体组装托圈，在两耳轴3、8两端安装四件专用法兰支架2、4、6、8，固定于轴端。2、安装激光仪在传动侧端耳轴3外端设发射法兰支架2，支架上安装激光准直仪1，固定牢靠。3、调试激光仪开通激光准直仪I电源，在传动侧耳轴3内端设发射标靶法兰支架4，支架上设目标靶，根据目标靶读数微调激光准直仪1，使激光光点对准标靶5十字中心，调试合格后取下目标靶5。4、测量游动侧耳轴游动耳轴两端设内接收靶支架6和外接收靶支架8，支架装设目标靶，观测光点位置，转动目标靶准确读出目标值。5、调整游动侧耳轴根据目标靶读数，微调游动侧耳轴7，使光点在游动端耳轴体两端读数控制在O. 1mm，调整合格后开始焊接。6、焊接观测焊接前取下激光准直仪和目标靶，焊接过程中需要定时观测，观测时按照2、3、4步骤操作，判断同轴度情况，每次测量读数控制在I. Omm以内，并根据读数调整焊接顺序和焊接量。
7、焊后测量托圈焊接结束再次按照2、3、4步骤作最后测量，准确读出目标靶光点位置。8、数据处理根据目标靶读数5，通过游动端耳轴体7两法兰支架6、8位置距离尺寸和轴承位尺寸计算托圈两耳轴同轴度。
权利要求
1.转炉托圈耳轴同轴度测量装置，包括转炉托圈的传动侧耳轴(3)、出钢侧扇形体(9)、游动侧耳轴(7)和加料侧扇形体(10)，其特征在于传动侧耳轴外端设发射支架(2)，激光准直仪(I)固定在发射支架上；传动侧耳轴内端设发射标靶支架(4)，目标靶(5)固定在发射标靶支架上，游动侧耳轴(7)内端设内接收靶支架(6)，目标靶固定在内接收靶支架上；游动侧耳轴外侧设外接收靶支架(8)，目标靶固定在外接收靶支架上。
2.根据权利要求I所述的转炉托圈耳轴同轴度测量装置，其特征在于所述的发射支架、发射标靶支架、内接收靶支架、外接收靶支架，均为同一的法兰支架结构；法兰外周设螺栓孔，由螺栓固定在两个耳轴内外端；法兰内孔周边设安装孔，所述的目标靶由螺栓固定在法兰上；当耳轴同轴时，上述四法兰的中心在同一直线上，所述的目标靶的十字中心点在同一直线上。
3.应用权利要求I的装置进行耳轴同轴度测量方法，按以下步骤进行 1)、设置支架整体组装托圈，在两耳轴(3、7)两端安装四件专用法兰支架(2、4、6、8),固定于轴端； 2)、安装激光仪在传动侧耳轴(3)外端设发射法兰支架(2)，支架上安装激光准直仪(I)，固定牢靠; 3)、调试激光仪开通激光准直仪(I)电源，在传动侧耳轴(3)内端设发射标靶法兰支架(4)，支架上设目标靶，根据目标靶读数微调激光准直仪(I )，使激光光点对准标靶(5)十字中心，调试合格后取下目标靶； 4)、测量游动侧耳轴游动侧耳轴两端设内接收靶支架(6)和外接收靶支架(8)，支架装设目标靶，观测光点位置，转动目标靶准确读出目标值； 5)、调整游动侧耳轴根据目标靶读数(5)，微调游动侧耳轴(7)，使光点在游动侧耳轴体两端读数控制在O. lnrni，调整合格后开始焊接； 6)、焊接观测焊接前取下激光准直仪和目标靶，焊接过程中需要定时观测，观测时按照2、3、4步骤操作，判断同轴度情况，每次测量读数控制在I. Omm以内，并根据读数调整焊接顺序和焊接量； 7)、焊后测量托圈焊接结束再次按照2、3、4步骤作最后测量，准确读出目标靶(5)光点位置； 8)、数据处理根据目标靶(5)读数，通过游动侧耳轴体(7)两法兰支架(6、8)位置距离尺寸和轴承位尺寸计算托圈两耳轴同轴度。
全文摘要
转炉托圈耳轴同轴度测量装置及测量方法，属于采用光学方法检测两个平行轴之间的横向偏移，尤其涉及转炉托圈制造过程耳轴同轴度在线测量、调整装置与方法。该装置包括托圈的两个耳轴、两个扇形体，特点是传动侧耳轴外端设发射支架和激光仪，内端设发射标靶支架和目标靶；游动侧耳轴内、外端设内接收靶支架、外接收靶支架和目标靶，按设置支架-安装激光仪-调试激光仪-测量游动耳轴-调整游动耳轴-焊接观测-焊后测量-数据处理的方法进行测量。优点是构思新颖、结构简单，操作简便，解决制造过程耳轴同轴测量难的问题；测量准确、及时；提高加工效率，提高同轴度精度，改善加工质量，降低消耗；延长托圈使用寿命，保证炼钢顺利进行。
文档编号G01B11/27GK102901469SQ20121040455
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者张烨, 夏会明, 张宏亮, 傅多智, 董光轩, 张凯平, 马骝 申请人:马鞍山马钢设备安装工程有限公司, 马钢(集团)控股有限公司