筒体同心度检测方法与流程

1.本发明属于检测领域，具体的是圆形筒体、圆柱形筒仓同心度检测方法。


背景技术：

2.受生产及运输条件影响，超长超大的筒体设备一般为剖分式或分段式生产并运输到现场进行组装，组装时，剖分面之间以及分段之间采用法兰连接。随着对设备安装精度要求的增高，为了设备安装精确满足要求，需要对筒体的同心度进行检测。目前，测量筒体同心度通常采用挂钢线法进行检测，即两段筒体之间，其中一端筒体作为基础段，另一端筒体作为被测段，在基础段和被测段的基础上划出中心点，并设置支架，挂设钢线从筒体中心穿过，通过吊线坠确定钢线对准理论中心线，然后利用卷尺测量筒体法兰到挂设钢线的距离并通过比较计算得出同心度误差。其具有以下弊端：筒体长度越长悬挂钢线的跨距越大，受钢线自身重量的影响，钢线产生下坠现象，严重影响了测量精度，甚至造成测量错误。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对目前筒体通信度检测误差大的问题，提供一种筒体同心度检测方法，提高检测的准确度。
4.本发明采用的技术方案是：筒体同心度检测方法，筒体包括基准段和与基准段沿轴向拼接的被测段，
5.步骤一、准备检测支架；
6.所述检测支架包括中部连接块，在连接块上开设有通孔，环绕通孔轴向在连接块外周均布数根支撑杆，所述支撑杆一端与连接块外壁固定连接，另一端沿通孔径向向外延伸并固定连接有支撑板；
7.步骤二、在基准段内沿其轴向间隔安装至少两副所述检测支架，检测支架的支撑板抵靠基准段内壁，并调节检测支架的通孔与基准段同心；在基准段内的检测支架的通孔上安装钢法兰，所述钢法兰的中心开设有透光孔，所述透光孔与通孔同心；
8.在被测段内沿被测段轴向设置相距l的内检测位和外检测位，在内检测位安装所述检测支架，检测支架的支撑板抵靠基准段内壁，并调节检测支架的通孔与被测段同心；在被测段的检测支架的通孔上安装有机玻璃法兰，有机玻璃法兰与通孔同心；
9.步骤三、打开设置于基准段外侧的光源，透过外侧钢法兰的透光孔的平行光线完全透过内侧钢法兰的透光孔，在有机玻璃法兰上形成光斑一，测量光斑一中心相对于有机玻璃法兰中心的位置；
10.步骤四、拆除被测段内检测位的检测支架，重复内检测位操作步骤在外检测位安装所述检测支架，并在有机玻璃法兰上形成光斑二，测量光斑二中心相对于有机玻璃法兰中心的位置；
11.步骤五、根据光斑一和光斑二的位置计算出基准段与被测段的同心度误差。
12.进一步的，以有机玻璃法兰的中心为圆心，通过有机玻璃法兰的中心的水平线为x
轴，通过有机玻璃法兰的中心的竖直线为y轴，建立坐标系；光斑一相对于有机玻璃法兰中心的位置记录为坐标(x1、y1)；光斑二相对于有机玻璃法兰中心的位置记录为坐标(x2、y2)；则：
13.t＝{[(x1 x2)/2]2 [(y1 y2)/2]2}
0.5
；
[0014]
α＝arctan[(x
1-x2)2 (y
1-y2)2]
0.5
；
[0015]
其中，t代表同心度误差，α代表基准段与被测段之间的偏角。
[0016]
进一步的，以有机玻璃法兰的中心为圆心在有机玻璃法兰表面设置刻有同心圆刻度线。
[0017]
进一步的，步骤二与三之间，打开光源，调整光源出口光线位置，直至透过外侧钢法兰的透光孔的光线完全通过内侧钢法兰的透光孔，然后固定光源；所述光源的出光孔的孔径大于钢法兰的透光孔的孔径。
[0018]
进一步的，所述支撑板呈与通孔同心的弧形。
[0019]
进一步的，所述支撑杆为可伸缩杆，包括内侧段、外侧段和中部的调节段，所述内侧段的内端固定于连接块，所述外侧段的外端固定于支撑板，内侧段的外端与外侧段的内端经调节段相连接。
[0020]
进一步的，所述连接块为圆形短管。
[0021]
本发明的有益效果是：本发明公开的筒体同心度检测方法，通过光线直线传播原理测量同心度误差，其通过检测支架和钢法兰的透光孔构成光线传播通道，并通过检测支架和有机玻璃法兰构成光斑接受面，获取光斑偏离距离来计算同心度误差，筒体的摆放位置对测量不产生影响，从而使得检测更方便，且检测支架安装到位后其相对位置固定，对测量精度影响大大降低，提高了检测的准确度。
附图说明
[0022]
图1为本发明轴向拼接筒体同心度检测结构示意图；
[0023]
图2为钢法兰主视图；
[0024]
图3为有机玻璃法兰上形成光斑一主视图；
[0025]
图4为有机玻璃法兰上形成光斑二主视图；
[0026]
图5为检测支架结构示意图。
[0027]
图中，基准段1、被测段2、检测支架3、连接块31、通孔31a、支撑杆32、内侧段32a、外侧段32b、调节段32c、支撑板33、钢法兰4、透光孔41、有机玻璃法兰42、光斑一42b、光斑二42c、同心圆刻度线42a、光源5。
具体实施方式
[0028]
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明如下：
[0029]
筒体同心度检测方法，如图1所示，筒体包括基准段1和与基准段1沿轴向拼接的被测段2，
[0030]
步骤一、准备检测支架3；
[0031]
如图5所示，所述检测支架3包括中部连接块31，在连接块31上开设有通孔31a，环绕通孔31a轴向在连接块31外周均布数根支撑杆32，所述支撑杆32一端与连接块31外壁固
定连接，另一端沿通孔31a径向向外延伸并固定连接有支撑板33；
[0032]
步骤二、在基准段1内沿其轴向间隔安装至少两副所述检测支架3，检测支架3的支撑板33抵靠基准段1内壁，并调节检测支架3的通孔31a与基准段1同心；在基准段1内的检测支架3的通孔31a上安装钢法兰4，如图2所示，所述钢法兰4的中心开设有透光孔41，所述透光孔41与通孔31a同心；
[0033]
在被测段2内沿被测段2轴向设置相距l的内检测位和外检测位，在内检测位安装所述检测支架3，检测支架3的支撑板33抵靠基准段1内壁，并调节检测支架3的通孔31a与被测段2同心；在被测段2的检测支架3的通孔31a上安装有机玻璃法兰42，有机玻璃法兰42与通孔31a同心；
[0034]
步骤三、打开设置于基准段1外侧的光源5，透过外侧钢法兰4的透光孔41的平行光线完全透过内侧钢法兰4的透光孔41，如图3所示，在有机玻璃法兰42上形成光斑一42b，测量光斑一42b中心相对于有机玻璃法兰42中心的位置；
[0035]
步骤四、拆除被测段2内检测位的检测支架3，重复内检测位操作步骤在外检测位安装所述检测支架3，如图4所示，在有机玻璃法兰42上形成光斑二42c，测量光斑二42c中心相对于有机玻璃法兰42中心的位置；
[0036]
步骤五、根据光斑一42b和光斑二42c的位置计算出基准段1与被测段2的同心度。
[0037]
其中，检测支架3以及检测支架3上的通孔31a应当在设备制造车间与筒体的基准段1和基准段1一起加工而成，即其采用相同的设备，确保通孔31a与筒体同心。检测支架3的连接块31抵靠筒体内壁，还可以在运输途中作为防止筒体变形的内部支撑使用。支撑杆32可以有三根、四根或者更多根，其数量根据实际需要设定。为了能够方便调节通孔31a与筒体中心对中，支撑杆32最好采用可伸缩杆件，如此，可以通过调节支撑杆32的长度固定通孔31a与筒体中心的相对位置，降低测量误差。通孔31a用于安装法兰，其直径需要满足法兰安装要求，故，其直径可以为φ100-150等。
[0038]
本发明中，钢法兰4仅仅透光孔41可容光线穿过，其法兰盘遮挡光线。有机玻璃法兰42为平板状，其上未开设容光线通过的孔。
[0039]
基准段1的内端，是基准段1相邻于被测段2的一端，即与被测段2相连接的一端；远离被测段2的一端为基准段1的外端。基准段1内安装的两副检测支架3，相对靠近基准段1内端的为内侧检测支架3，相对靠近基准段1外端的为外侧检测支架3。当透过内外侧检测支架3的钢法兰4的透光孔41的光线到达被测段2的两块有机玻璃法兰42时，会在有机玻璃法兰42上出现光斑，根据光斑的中心与有机玻璃法兰42中心的距离可以计算出基准段1与被测段2的同心度误差。
[0040]
当然，为了提高测量准确度，需要重复步骤二、三、四和五计算出三次测量的同心度，并计算出三次测量的同心度的平均值作为最终测量结果。
[0041]
本发明公开的筒体同心度检测方法，通过光线直线传播原理测量同心度误差，其通过检测支架3和钢法兰4的透光孔41构成光线传播通道，并通过检测支架3和有机玻璃法兰42构成光斑接受面，获取光斑偏离距离来计算同心度误差，筒体的摆放位置对测量不产生影响，从而使得检测更方便，且检测支架3安装到位后其相对位置固定，对测量精度影响大大降低。
[0042]
以有机玻璃法兰42的中心为圆心，通过有机玻璃法兰42的中心的水平线为x轴，通
过有机玻璃法兰42的中心的竖直线为y轴，建立坐标系；光斑一42b相对于有机玻璃法兰42中心的位置记录为坐标(x1、y1)；光斑二42c相对于有机玻璃法兰42中心的位置记录为坐标(x2、y2)；则：
[0043]
t＝{[(x1 x2)/2]2 [(y1 y2)/2]2}
0.5
；
[0044]
α＝arctan[(x
1-x2)2 (y
1-y2)2]
0.5
；
[0045]
其中，t代表同心度误差，α代表基准段1与被测段2之间的偏角，即基准段1轴线与被测段2轴向之间的夹角。
[0046]
为了便于读数，最优的，以有机玻璃法兰42的中心为圆心在有机玻璃法兰42表面设置刻有同心圆刻度线42a。
[0047]
为了确保平行光线与基准段1的轴线重合，最优的，步骤二与三之间，打开光源5，调整光源5出口光线位置，直至透过外侧钢法兰4的透光孔41的光线完全通过内侧钢法兰4的透光孔41，然后固定光源5。由于外侧钢法兰4的透光孔41以及内侧钢法兰4的透光孔41的中心均与基准段1的中心重合，故，当透过外侧钢法兰4的透光孔41的平行光完全可以通过内侧钢法兰4的透光孔41时，根据光的直线传播原理可知此时透过透光孔41的平行光中心线正好与基准段1的轴线重合。
[0048]
当然，由于内外侧钢法兰4的透光孔41孔径相同，若透过外侧钢法兰4的透光孔41的光线没有覆盖整个透光孔41，只占据透光孔41的部分区域，即便平行光线能完全透过内侧钢法兰4的透光孔41，也无法保证平行光中心线与基准段1的轴线重合，为了避免该问题，所述光源5的出光孔的孔径大于钢法兰4的透光孔41的孔径。如此，从光源5射出的光线完全覆盖外侧钢法兰4的透光孔41。
[0049]
所述支撑板33可以为方形等，但是，为了增大与筒体内壁的接触面积，最优的，所述支撑板33呈与通孔31a同心的弧形。
[0050]
所述支撑杆32为可伸缩杆，包括内侧段32a、外侧段32b和中部的调节段32c，所述内侧段32a的内端固定于连接块31，所述外侧段32b的外端固定于支撑板33，内侧段32a的外端与外侧段32b的内端分别与调节段32c螺纹连接。调节段32c可以一端插接于内侧段32a，另一端插接于外侧段32b，内侧段32a的外端设置有内螺纹，外侧段32b的内端设置有内螺纹，调节段32c为双头螺杆，通过旋转调节段32c可调节支撑杆32的长度。
[0051]
连接块31可以为方形，但是，方形的连接块31仅方便在外周布置四根支撑杆32，为了避免该问题，本发明中，所述连接块31为圆形短管。
[0052]
本发明公开的筒体同心度检测方法，尤其适用于测量回转窑、干燥窑、球磨机、水渣转鼓等包含但不限于上述筒体设备组装同心度的测量。