基于激光经纬仪法建立和确定轴系中心线工艺的研究
- 格式:pdf
- 大小:1.11 MB
- 文档页数:3
机床坐标轴的确定方法对比法是确定机床坐标轴的常用方法之一、它是通过对比机床上的标定工具和被测坐标轴之间的相对位置来确定坐标轴的位置。
对比法需要使用专门的对比仪器,如坐标跟踪仪、平行仪等。
在进行对比测量时,首先需要将对比仪器固定在机床上,并根据其示波图形确定标定工具和被测坐标轴之间的相对位置。
对比法的优点是精度较高,适用于较精密的测量,但需要专门的仪器和操作技术。
光电法是一种基于光电传感器原理的确定机床坐标轴的方法。
它通过光电传感器感应机床上的光电信号来确定坐标轴的位置。
光电法需要将光电传感器固定在机床上,并根据传感器输出的信号确定坐标轴的位置。
光电法的优点是测量速度快、精度高,但对于灰尘、油脂等干扰物的敏感性较大,需要保持测量环境的清洁和稳定。
光学法是一种使用光学系统来确定机床坐标轴的方法。
它通过光学系统中的投影、反射或透射等原理来测量机床上的坐标轴位置。
光学法需要使用特殊的光学测量仪器,如投影仪、激光干涉仪等。
在进行光学测量时,首先需要将光学测量仪器固定在机床上,并根据其测量原理确定坐标轴的位置。
光学法的优点是精度高,适用于各种工件和机床,但需要专门的仪器和操作技术。
激光法是一种使用激光来确定机床坐标轴的方法。
它通过将激光束投影到机床上的被测坐标轴上,并测量激光束的位置来确定坐标轴的位置。
激光法需要使用激光测量仪器和专门的软件来进行测量和数据处理。
在进行激光测量时,首先需要将激光测量仪器固定在机床上,并根据测量原理确定坐标轴的位置。
激光法的优点是测量速度快、精度高,适用于各种复杂形状的工件和机床,但需要专门的仪器和操作技术。
综上所述,机床坐标轴的确定方法有直接法、对比法、光电法、光学法和激光法等。
不同的方法适用于不同的测量要求和精度要求。
在确定机床坐标轴时,需要综合考虑测量精度、测量速度、操作难度、设备要求等因素,并选择合适的方法进行测量。
同时,还需要注意保持测量环境的清洁和稳定,以确保测量结果的准确性和可靠性。
高速动车组车轴的轴心测量技术研究车轴是高速动车组的重要组成部分,其轴心位置的准确测量对于保障列车的正常运行以及乘客的安全至关重要。
本文将对高速动车组车轴的轴心测量技术进行研究,探讨其相关原理和应用。
首先,我们需要了解轴心测量的背景和意义。
车轴的轴心测量是指测量车轴在空间中的几何形状和轴心位置的技术。
应用于高速动车组车轴的测量主要有两个目的:一是确保车轮与铁轨之间的良好接触,保证列车行驶的平稳性和安全性;二是保证车轮与轴承之间的正常工作,延长车轮和轴承的使用寿命。
在高速动车组的运行过程中,车轮与铁轨之间的良好接触是确保列车行车平稳的关键。
如果轮对的轴心测量不准确,可能导致车轮与铁轨的不良接触,进而引发列车的晃动和噪声增加,影响到乘客的舒适度和运行的稳定性。
而且,车轮与轴承之间的间隙过大或者不均匀,也会导致铁轨的磨损加剧,进一步影响车辆的使用寿命和运行安全。
现代高速动车组常采用激光扫描仪进行车轴的轴心测量。
激光扫描仪是一种非接触式测量设备,通过发射激光束并接收返回的反射光信号,能够实现对目标物体的三维形状和轴心位置的测量。
相比传统的机械测量方法,激光扫描仪具有测量速度快、精度高、操作方便等优点。
激光扫描仪的测量原理是基于三角测量原理和光学测量原理。
在测量过程中,激光扫描仪首先发射一束激光光束,经过目标物体后,被物体表面的点反射回来。
激光扫描仪通过接收返回的反射光信号,计算出激光束的发射角度和返回角度,再结合仪器本身的测量参数,最终可以确定目标物体的三维位置和轴心位置。
激光扫描仪的测量精度可达到亚毫米级别,能够满足高速动车组车轴轴心测量的要求。
在进行车轴轴心测量之前,需要对激光扫描仪进行校准,以保证测量结果的准确性。
校准方法可以采用标定板法或者零点法。
标定板法是在已知尺寸精度的标定板上测量一系列点,并与参考值进行对比,以确定激光扫描仪的测量误差和补偿参数。
零点法则是在已知几何形状的标准工件上,测量其轴心位置,并将测量结果与标准值进行对比,来确定激光扫描仪的零点误差和补偿参数。
四.艉轴艉管校中及其固定 ALIGNMENT AND FIXING OF STERN TUBE4.1 艉管就位POSITIONING OF STERN TUBE4.1-1: 艉管就位条件 PREPARATION OF STERN TUBE POSITIONINGA.艉管中心线的找正 DECIDING OF STERN TUBE CENTERLINEA.1 将艉管布臵于车间平台上保持水平;PLACE STERN TUBE HORIZONTAL ON PLATFORM IN WORKSHOPA.2 根据艉管前后φ655孔中心线在艉管前后端面上在水平方向及垂直方向上划出水平线和垂直线并打好洋冲眼, 那么前后艉管端面的十字线的交点的连线即为艉管外圆的理论中心线. 完工成后需交船东船检认可.DRAW A HORIZONTAL LINE AND A VERTICAL LINE ACCORDING TO THECENTERLINE OF φ655 HOLE AT STERN TUBE FORE AND AFT. END, ANDMAKE A MARK, SO THE LINE BETWEEN THE TWO INTERSECTION POINTSSTATED ABOVE IS THE THEORY CENTERLINE OF S/T OUTER CIRCLE, ANDSHOULD BE APPROVED BY SHIPOWNER AND SURVEYER.B.在本工艺进行的过程中,船上应停止冲击和有振动的工作.WHEN THIS STEP IS BEING DONE, ANY IMPACTING WORK OR VIBRATION JOB SHOULD BE STOPPED.4.2 艉管就位 POSITIONING OF STERN TUBEA.按“浇注环氧总装图”将八只艉管调整螺栓(图6)预先布臵到相应位臵处, 螺栓头部应不伸入支撑套内部以免影响艉管放入;PREPLACE 8 PCS JACKING SCREWS (DRAWING 6) AT THE CORRESPONDINGPOSITION ACCORDING TO “POURING EPOXY ASSEMBLY” DRAWING.B.按“环氧浇注总装图”焊好前后艉管支撑套上的四个透气管及二个注入管.注入管及透气管均采用φ27X2.5无缝钢管.钢管上应无任何油漆,油污等;WELD THE 4 PCS AIR VENT PIPES AND 2 PCS FILLING PIPES ON THE FWD AND AFT STERN OUTER BOSSES ACCORDING TO THE “POURING EPOXY ASSEMBLY”.THE FILL AND VENT PIPES IS SEAMLESS STEEL PIPE OF φ27X2.5, WITHOUTANY PAINT AND OIL ETC.C.为防止艉管塞入支撑套后发生轴向位移,需按附图9制作一根法兰面压板, 并根据图9中所示位臵焊好固定螺栓M24;MAKE 1 PC STOPPING PLATE BY CHANNEL STEEL FOR PREVENTING THEMOVEMENT ALONG THE SHAFT LINE AFTER PUSHING THE STERN TUBE INTO THE STERN FRAME BOSS, SEE DRAWING 9, AND WELD THE FIXING SCREW M24 AS DRAWING 9.D.根据“浇注环氧总装图”安装密封板(图5);INSTALL SEALING PLATE (DRAWING 5) ACCORDING TO THE “POURING EPOXY ASSEMBLY” .E.准备至少六只工作载荷为4.5吨的手拉葫芦.PREPARE AT LEAST 6 PCS CHAIN BLOCKS WHOSE WORK LOAD IS 4.5 TON.F.将艉管放至图7中所示位臵, 艉管上下方向需按轴系布臵图摆正,调节小车上下水平位臵使得艉管中心线与轴理论中心线平行.PUT STERN TUBE TO THE PLACE SHOWN ON DRAWING 7, ADJUST IT ALONG VERTICAL DIRECTION AS SHAFTING ARRANGEMENT DRAWING, AND ADJUST THE TROLLEY UNTIL STERN TUBE CENTERLINE PARALLEL WITH SHAFTTHEORY CENTERLINE.G.将提升杆装至艉管的艏端,提升杆和艉管接触部份均需用铜皮衬垫以防划伤艉管内表面并用铜螺栓紧固好(图8). 检查艉管清洁度. 艉管前后支撑套内表面及艉管外表面等与环氧树脂接触处(含浇注孔,透气孔内表面)均需清除铁锈,油污,毛刺,焊渣,油漆和灰尘等.提交维信服务工程师检查清洁并满足要求;INSTALL LIFTING ROD TO THE FWD STERN TUBE, ADD BRASS PAD ATCONTACT PART BETWEEN LIFTING ROD AND STERN TUBE PREVENTING FROM SCUFFING THE INNER SURFACE OF STERN TUBE AND FIX WITH BRASS SCREW (DRAWING 8).8CHECK CLEANNESS OF STERN TUBE. CLEAN THE STERN OUTER BOSS ANDSTERN TUBE SURFACES WHERE IT WOULD BE IN CONTACT WITH EPOCAST 36, REMOVE ALL GREASE, OIL, MILL SCALE, RUST AND PAINT. DELIVER TOWILLTRUST SERVICE ENGINEER.H.将小车向艏移动,当到达图8中所示位臵时,利用手拉葫芦将艉管拉起,将小车降低, 仔细清洗艉管与垫木接触处, 且重新检查艉管外表面和支撑套内表面清洁度且用丙酮清洗.并提交维信服务工程师检查清洁并满足要求MOVE TROLLEY TOWARD FWD SIDE TO THE PLACE SHOWN ON DRAWING 8, DRAW BACK THE STERN TUBE BY CHAIN BLOCK, DROP THE TROLLEY,CAREFULLY CLEAN CONTACT PART BETWEEN S/T AND WOOD, AND RECHECK CLEANNESS OF STERN-TUBE OUTER SURFACE AND STERN OUTER BOSS INNER SURFACE AND CLEAN BY ACETONE. DELIVER TO WILLTRUST SERVICEENGINEER.I.利用艏艉手拉葫芦的配合将艉管移到“轴系布臵图”中所示的位臵.REMOVE STERN TUBE TO THE PLACE SHOWN ON “SHAFT ARRANGEMENT” BY FWD AND AFT CHAIN BLOCKS.J.拧入艏艉处的调节螺栓将艉管支起, 撤去起吊艉管所有辅助工具.HOLD UP STERN TUBE BY FWD AND AFT ADJUSTING BOLTS, AND REMOVE ALL AUXILIARY TOOLS OF LIFTING STERN-TUBE.4.3 艉管校中 STERN-TUBE ALIGNMENTA.在艉管艏艉φ655圆孔处各装一只光靶,调节光靶使得其中心与艉管φ655圆心重合,那么此时艏艉塞芯中心的连线即代表艉管的中心线.INSTALL SEPARATELY ONE TARGET AT FWD AND AFT φ655 HOLE, ADJUST OPTICAL TARGET TO MAKE THE CENTER COINCIDE WITHφ655 CENTER, THEN THE LINE BETWEEN FWD AND AFT PLUG CENTER IS STERN TUBE CENTERLINE.B.调节艉管调整螺栓,使得艏艉光靶中心与经纬仪光点重合,则表明艉管中心线即为艉轴的轴中心线.完工后需提船东船检认可.ADJUST ADJUSTING BOLTS TO MAKE THE FWD AND AFT OPTICAL TARGET CENTER COINCIDE WITH THE BEAM PROJECTED BY THEODOLITE. DELIVER TO SHIPOWNER AND SURVEYER AFTER FINISH.C.同时需检查艉管内壁与外支撑套内壁之间的间距,平均值应在20MM-25MM之间,最小不得小于3MM,低于3MM需请示维信公司以索取其它方案.AT THE SAME TIME CHECK THE GAP BETWEEN THE STEAN-TUBE OUTER WALL AND THE STERN OUTER BOSS, THE AVERAGE GAP SHOULD BE 20-25MM AND THE MINIMUN GAP IS AT LEAST 3 mm (BELOW 3mm PLEASE REFER TOWILLTRUST FOR FURTHER ADVISE).五. 艉管环氧树脂的浇注 EPOCAST 36 POURING5.1 准备工作 PREPARATION5.1-1 380/50HZ三相电源,用于驱动浇注泵;380V / 50HZ / 3 PHASE ELECTRICAL POWER SUPPLY FOR EPOCAST 36FILLING PUMP.5.1-2 220/50HZ一相电源,用于驱动搅拌电钻;220V / 50HZ / 1 PHASE ELECTRICAL POWER SUPPLY FOR THE ELECTRICMIXING DRILL.5.1-3 宽60MM, 壁厚为1.5-1.75MM的白铁皮约10米;WHITE IRON: 60(W)X1.5-1.75(THICKNESS)mm, TOTAL LENGTH: ABOUT 10m.5.1-4 足够的36伏安全照明灯,并预先拉到位;SUFFICIENT 36V WORK-LIGHTS IN FORWARD AND AFT STERN-TUBEAREAS.5.1-5 10-20升丙酮,用于艉管滑油及清洗浇注泵;10-20 LITRE ACETONE FOR S/T L.O. AND CLEANNESS OF FILLING PUMP. 5.1-6 6-10名(含电焊工一名)工人进行配合;6-10 MEN (INCLUDING 1 WELDER) FOR THE STERN TUBE CHOCKINGWORK.5.1-7 按图8中显示制作30只木塞;30 PCS WOODEN BOLT PLUGS AS SHOWN ON DRAWING 8.5.1-8 气压表一只, 点温计二只,温度计(0-100℃)二只;1 PC BAROMETER,2 PCS DIGITAL TEMPERATURE MEASURING GAUGE, 2PCS TEMPERATURE GAUGE(0-100℃).5.1-9 按图9所示装上端部压板以防止艉管发生轴向位移.INSTALL STOPPING PLATE ACCORDING DRAWING 9 PREVENTING THESTERN TUBE FROM MOVING ALONG THE SHAFT LINE.5.2 当在冬天和环境温度低于13度时还需准备如下设备:IN WINTER OF AT BELOW AN AMBIENT AND / OR STEEL TEMPERATURE OF 13℃,THE ADDITIONAL PREPARATION WORK MUST BE CARRIED OUT INADVANCE AS FOLLOWS:5.2-1 电烘箱,用于加热环氧树脂;SUFFICIENT ELECTRIC HEATER FOR PREHEATING THE EPOCAST 36。
一、船舶轴系的概述船舶轴系的作用是将主机发出的功率传递给螺旋桨;螺旋桨旋转后产生的轴向推力通过轴系传给推力轴承,再有推力轴承传给船体,使船舶前进或后退。
因此,船舶轴系是船舶动力装置中的重要组成部分之一。
轴系安装工作的好坏会直接影响船舶的正常航行,并对主机的运转有着直接关系。
所以,对轴系的安装有较高的技术要求,都要符合技术标准的有关规定。
船舶轴系通常是指从主机曲轴末端法兰开始,到艉轴为止的传动装置。
其主要部件有:推力轴及其轴承,中间轴及其轴承,艉轴及艉轴承,人字架轴承,艉轴管及密封装置。
二、船舶轴系的几种典型结构及安装要求1.轴系的结构种类很多,有常用型旋转桨推进装置轴系;可调螺距螺旋桨推进装置轴系;正反转螺旋桨推进装置轴系;可回转式螺旋桨推进装置轴系等2.船舶轴系按照船上所安装的主机台数,可分为单轴系装置及多轴系装置。
按主机在船上安装的位置——中部机舱或艉部机舱,可分为长轴系及短轴系。
2.1长轴系装置长轴系的特点是轴系长度与直径之比较大,柔性较好,。
比较容易调整,但安装工作量大,在找正时,应先控制艏艉轴端的偏移和曲轴值,一般艉轴和主机输出端轴应安得偏高些,当动车运行一段时间后,能自动平轴。
轴的中间部分偏移和曲折可放宽些。
2.2短轴系装置机舱布置在船艉部,发动机轴与艉轴之间只用一根中间轴连接,故为短轴系。
其特点是轴系长度与直径之比较小,柔性较差,因而当轴线有不大的弯曲和曲折时,两端轴承的附加符合就急剧增大,安装这类轴系时,在工艺上必须注意这一特点,要严格控制轴两端支撑轴的同轴度要求。
2.3双轴系装置双轴系的艉轴、各中间轴及推力轴用法兰连轴节连成一体并与主机曲轴相连接。
每根中间轴用一个滑动式中间轴承支持。
由于双轴系船舶的艉轴需伸出船艉较长一段才能安装螺旋桨,故用于支撑艉轴的艉轴管比较长。
艉轴管的尾端用与船体焊成一体的人字架支撑,其前端固定在船体的艉轴壳孔之中,这段轴称为螺旋桨轴。
双轴系具有高速,机动性好和生命力强的特点。
0 引言轨道是起重机安全运行的重要部件,为避免发生因啃轨、轨道沉降变形等问题造成的起重机脱轨事故,需定期对轨道进行检测,GB/T 10183—2016《桥式和门式起重机制造及轨道安装公差》[1]中规定起重机轨道检测参数主要为单轨直线度、双轨同截面内跨距和高度差。
传统的起重机轨道测量存在精度低、劳动强度高及安全性较差等缺点,20世纪90年代后,随着计算机技术快速发展及全站仪等高精度测量仪器设备的应用,国内外有很多研究者及检验机构对轨道自动检测进行了研究,开发出相应测量方案和仪器装置,有力推动了轨道测量技术发展[2-7]。
目前,起重机轨道测量方法主要有激光准直测量法和全站仪测量法2种[8]。
对于激光准值测量法,测量小车光屏的激光光斑中心提取效果直接影响轨道测量精度,传统的激光光斑中心提取包括预处理、图像分割(二值化)、边缘检测及光斑中心计算等步骤。
预处理主要是图像的去噪;阈值分割二值化是关键环节,阈值的选取直接关系到光斑中心计算的准确性;边缘检测难点在于如何去除原始图像中的干扰因素,准确检测起重机轨道测量激光光斑中心识别与定位算法*许海翔 任立新 吴峰崎 刘 华上海市特种设备监督检验技术研究院 上海 200062摘 要:在轨道测量装置中,激光光斑中心检测算法的精度和速度直接影响轨道测量效果,传统的中心算法如灰度质心法、Hough变换等在检测精度或速度上存在不足。
文中提出了一种基于高斯积分曲线拟合的光斑中心定位算法,在光斑降噪、特征增强的图像预处理基础上,插值拟合光斑灰度曲面,进行边缘计算、追踪及细化,得到光斑的像素级边缘点,计算其法向等距线及高斯积分拟合点,并通过贝塞尔曲面拟合其对应灰度值,再采用高斯积分曲线拟合得到亚像素级边缘点,对亚像素边缘点进行圆拟合方法最终确定光斑中心点。
与灰度质心法、Hough变换椭圆中心法相比,此算法的拟合精度较高,抗干扰性好,达到了实验室环境下轨道测量的精度要求。
关键词:起重机;轨道测量;图像边缘追踪;光斑中心识别与定位;算法中图分类号:TH215 文献标识码:B 文章编号:1001-0785(2023)24-0013-08Abstract: In the track measuring device, the accuracy and speed of laser spot center detection algorithm will directly affect the track measurement value. Traditional center algorithms such as gray centroid method and Hough transform have shortcomings in detection accuracy or speed. In this paper, an algorithm of spot center location based on Gaussian integral curve fitting is proposed. On the basis of image preprocessing of spot noise reduction and feature enhancement, the pixel-level edge points of the spot were obtained by interpolation fitting, edge calculation, tracking and thinning, and their normal equidistant lines and Gaussian integral fitting points were calculated, and their corresponding gray values were fitted by Bessel surface, and then sub-pixel edge points were obtained by Gaussian integral curve fitting, and the circular fitting method was adopted for these sub-pixel edge points final determination of the spot center. Compared with gray centroid method and Hough transform ellipse center method, this algorithm has higher fitting accuracy and better anti-interference, which can meet the accuracy requirements of track measurement in laboratory environment.Keywords:crane; track measurement; image edge tracking; spot center identification and location; algorithm*基金项目:上海市市场监督管理局计划科研项目“起重机轨道偏差检测关键技术研究”(2022-35)、“基于视觉与位姿融合的动态测量系统关键技术研究”(2022-31)、“岸边集装箱起重机载荷谱的统计分布特性研究”(2022-34)资助目标边缘,为光斑中心计算提供准确边缘数据支持。
轴系拉线照光工艺轴系拉线照光工艺1.主要参考图纸和技术文件资料1) 轴系布置图2) 主机安装图3) 艉管装置总图2.拉线照光准备2.1 拉线钢丝线2 .1.1 质量和选择a) 拉线钢丝线的质量,应无任何锈蚀斑点和曲折伤痕。
b) 拉线钢丝线应持有产品合格证。
否则,易会出现的断裂现象和事故的发生。
c) 根据舵轴线的长度,可采用Ф0.8mm琴钢丝。
2 .1.2 钢丝挠度修正计算公式如下(暂不考虑船台斜度):式中:Y—挠度值:mmWhere: Y - flexility: mmq—每米钢丝重量:g/mx—为拉线固定点到挠度点处距离: mL—钢丝线基准点之间的距离: mG—钢线吊重: 30~50kg2.2 拉线常用工具手锤、洋冲、卷尺、粉线、30m卷尺、500~1000克铅锤和内卡,以及内径分厘卡等常用工具。
2.3 照光工具常用仪器:测微准直望远镜和激光衍射准直仪。
专用工具:靶筒支架、靶筒、固定光靶、活动光靶和专用仪器安装架。
2.4工艺基准螺钉2.4.1 结构它由焊接式支架、可调式工艺基准螺钉和锁紧螺母等零件组成,见图1。
2.4.2 布置和焊装要求a)将2×4只工艺基准螺钉支架分别均布在前艉管座的前端面和后艉柱的后端面十字中心线的外侧上,并将它焊妥。
b)此端面的工艺基准螺钉,将是艉管组件安装时的“校中”基准。
2.4.3调节方法和要求待照光结束后,在靶筒里塞一根芯轴,用内径分厘卡测量每一个可调式工艺基准螺钉的顶端到靶筒芯轴之间的距离,而他们之间的距离几乎相等,误差值应控制在0.02mm之内。
然后,用点焊方法将这些锁紧螺母逐一点焊固定。
冷却后,继续测量修正和核对,最后,仍然保持上述要求。
2.5清除端面(艉管)异物,修磨平整,并涂上锌氧粉,为划线作业创造条件。
2.6在主机凹坑处用20#槽钢将主机基座平面临时连接成丰字型结构,为拉线测量、主机定位坐标的设计和基座顶钻孔作业创造条件。
2.7按图2所示位置和要求,焊装中间轴承底座。
2020年第6期总第358期造船技术MARINE TECHNOLOGYNo.6Dec.,2020文章编号:1000-3878(2020)06-0059-04轴舵系照光找中工艺流程优化徐镇镇,刘皓(江南造船(集团)有限责任公司,上海201913)摘要:在轴舵系照光找中方面,虽然传统拉线法设备简单、操作简便,但由于钢丝本身存在挠度,导致测量精度无法保证。
随着超长轴系船舶不断增多和船舶建造精度的不断提高,拉线法已不能满足当前船舶建造精度的需要。
优化后的轴舵系照光找中工艺采用光学仪器与激光设备代替拉线,所测量的数据更精准、更直观。
经多型船实践证明,新的轴舵系照光找中工艺,通过改变过去照光的生产技术,不仅提高船舶建造效率和质量,而且为船厂进一步节约建造成本。
关键词:船舶建造;轴舵系;照光;找中;望光;拉线中图分类号:U671.91+1文献标志码ASighting Alignment Technological Process Optimizationof Shaft and Rudder SystemXU Zhenzhen,LIU Hao(Jiangnan Shipyard(Group)Co.,Ltd.,Shanghai201913,China)Abstract:In the sighting alignment of shaft and rudder system,although the traditional wire pulling method is simple in the equipment and easy in the operation,the measurement accuracy cannot be guaranteed due to the deflection of steel wire itself.With the increasing of ships with the over-long shaft system and the improving of ship construction accuracy,the wire pulling method cannot meet the requirements of current ship construction accuracy.The optical instruments and laser equipments are used to replace the wire pulling in the optimized sighting alignment technology of shaft and rudder system,so that the measured data is more accurate and intuitive.It is proved by the practice of multi type of ships that the new sighting alignment technology of the shaft and rudder system can not only improve the efficiency and quality of ship construction,but also further save the construction cost for the shipyard by changing the old sighting production technology.Key words:ship construction;shaft and rudder system;sighting;alignment;light measure with eye;wire pulling0引言在船舶建造过程中,轴舵系、主动力系统的安装和调试工作一直属于船厂的核心工作。
第16卷第1期广东交通职业技术学院学报Vol.16No.1
2017年03月JOURNALOFGUANGDONGCOMMUNICATIONPOLYTECHNICMarch2017
收稿日期:2016-09-27
作者简介:于世永(1980-),男,讲师
研究方向:轮机工程专业领域的教学与研究
船舶建造是一个庞大和复杂的工程。轴系的定位与安装作为船舶建造的一部分,其安装位置的准度和精度,关系到船舶动力装置的推进效率和使用寿命。船舶轴系理论中心线的建立和确定,是轴系安装的第一步,对船舶的航行性能起到决定性的作用,具有十分重要的意义。1轴系理论中心线建立和确定的现状1.1拉线法在船舶轴系的首、尾基准点附近安装拉线架以固定钢丝线的两端。根据两个基准点的三维位置调节钢丝线的具体位置,使钢丝线通过基准点。拉线前,应先在机舱后隔壁舱、尾隔舱壁的相应位置开孔,以便钢丝线穿过。固定后的钢丝线即代表轴系理论中心线。拉线法适用于短轴系,对轴系对中要求不高的小型船舶。1.2光学仪器法当轴系较长时,采用光学仪器法确定轴系理论中心线的位置。先在轴系首、尾基准点处设基
准光靶,调节光靶使其十字线中心点位于基准点
上。然后调节光学仪器使其光轴线通过基准靶上
的十字线中心,则光学仪器的光轴线即是轴系理
论中心线。当然,首先应在光轴线通过的隔舱壁
上应预先开孔,利用光轴线在各壁面和端面上划
出加工圆线和检查圆线并打上冲孔。
生产中,使用的光学仪器确定轴系理论中心
线有多种不同的方法。例如,望光法可采用准直
望远镜或经纬仪望远镜;投射法采用激光导向准
直仪或激光衍射准直仪。本文只介绍投射法,以
激光投射准直仪-激光电子经纬仪为例,来确定
轴系理论中心线的工艺流程。
2建立轴系中心线的准备条件
2.1基准点位置的确定
轴系理论中心线是根据其基准点位置来定位
的。一般基准点有两个,首基准点和尾基准点,
文章编号:1671-8496-(2017)-01-0054-03
基于激光经纬仪法建立和确定轴系中心线工艺的研究
于世永
(南通航运职业技术学院,江苏南通226010)
摘要:文章详细介绍了如何利用激光经纬仪建立和确定船舶轴系理论中心线的方法与工艺流程。
关键词:激光经纬仪;轴系;尾轴管;光靶;游标卡尺
中图分类号:U664.21文献标识码:A
StudyontheTechnologyofDeterminingtheCenterLineofShafting
Based-onLaserTheodolite
YUShi-yong
(NantongShippingCollege,Nantong226010,China)
Abstract:Thispaperelaboratesthemethodsandtechnologicalprocessofusinglasertheodolitetoestablishandde-
terminetheshipshaftingcenterline.
Keywords:lasertheodolite;shafting,sterntube;lighttarget;verniercaliper
第1期
于世永:基于激光经纬仪法建立和确定轴系中心线工艺的研究
即确定两个基准点的三维空间位置。但本文的基准点相当于只有一个。下面就以某船的实际轴系理论中心线的建立和确定过程为例,来介绍利用激光经纬仪法确定理论中心线的具体方法及工艺流程。2.2已知条件(1)尾基准点高度:由机舱设计图纸确定。在本例中,尾基准点距离机舱内底板高度为1500mm。(2)轴系中心线左右位置:单轴系理论中心线的投影线,在船体建造时确定的船舯纵剖面线上。双轴系则以船舯纵剖面线为基准,按照设计图纸在舯纵剖面线左、右规定的尺寸确定两条轴系的中心线。在本例中船舶为单轴系,如图1所示,机舱内底板上表面已经给出舯纵剖面线的两个点A和B。(3)在尾基准点的舯纵剖面线附近位置上安装可调节的光靶及支架,并且在船舯纵剖面线附近,架设高度约1500mm且位置可调的艉轴管。用黑板笔连接点A和点B画一条线段,并适当延长。2.3工具的选用与要求(1)LT/LP400型电子激光经纬仪1台:精度为1″。(2)光靶2只:要求光靶中心点清晰,且中心点的左右和上下位置均可调。(3)游标卡尺2只:精度为0.1mm,数字显示读数。
(4)高度尺1把:精度为1mm,长度1800
mm左右,要求有一定的刚度。
(5)水平尺1把:要求有水平泡和垂直泡两
个气泡。
(6)调节扳手2把。
(7)黑板笔1只。
2.4激光经纬仪的工作原理简介
经纬仪是根据测角原理设计的测量水平角和
竖直角的仪器。目前最常用的是激光电子经纬
仪。其基本原理是先发射一条激光束对准地上的
已知点,然后再发射一条激光线投射到目标上,
而这一激光束所指的水平方向及高度角可通过经
纬仪的显示器读出。可以反过来利用这个原理:
先发射一条激光束线对准地上的已知点,然后再
发射一条与之夹角为90°的激光线投射到艉靶中心
点上,则这条激光线就是轴系的理论中心线。
3轴系理论中心线的建立
3.1根据轴系布置图,确定尾基准点高度位置
如图1,使用高度尺和扳手在尾光靶支架上
调节艉基准靶,使其中心点的高度为1500mm,
要求误差<1mm。在使用高度尺测量时,务必
始终使其与地面保持垂直;读数时尽可能使高度
尺的表面紧贴艉靶表面,以减少误差。
图1建立轴系理论中心线布置
3.2架设三脚架,安装并调平经纬仪
(1)在船舶舯纵剖面线上架设激光经纬仪。使用高度尺,通过调节经纬仪三脚架,使经纬仪的激光发射器高度为1500mm左右。如果地面较滑,可以铺设防滑垫。(2)通过经纬仪基座下的3个调平旋钮,调平经纬仪。打开激光对点器,向下投射激光线,尽
可能落在过A、B两点的延长线上。
(3)打开经纬仪的激光发射器向前发射激光
线,通过水平移动经纬仪的底座和反复调节底座
55
广东交通职业技术学院学报第16卷
下的3个调平旋钮,使激光线能够同时扫描经过A、B两个点上,并且此时经纬仪显示器应显示水平。即经纬仪角度显示为水平00°00'00''。角度误差<2"。(4)将激光线投射到艉靶上,调节艉靶的左右位置,使艉基准点的十字线左右位置落在激光线上。要求误差<1mm。(5)然后再调节激光经纬仪的三个调节旋钮高度位置,使及激光点完全和艉基准点重合。同时保证水平激光线和垂直激光线的夹角尾90°00'00",角度误差<2″;此时激光线的高度为1500mm,激光点和艉基准点的高度位置误差<1mm。注意:在每次调节经纬仪高度时,激光线一定要能够同时扫过A、B两个基准点,否则经纬仪要重新调整。可以先调节高度重合,再调节左右位置重合。总之,在激光线放样好以后,经纬仪的位置不能再动。上下摆动激光线,一定要能扫描到A、B和艉基准点,并且两条激光线的夹角一定是垂直90°00'00'',误差<2″;同时经纬仪水平度为00°00'00'',误差<2″。3.3轴系中心线的确定3.3.1使光靶中心和艉轴管中心重合(1)在艉轴管前后两个端面上安装光靶。使用水平尺,调节光靶上的调位螺钉,将两个光靶安装在艉轴管的两个端面上。注意:务必使光靶的端面和艉轴管端面重合或者平行,以减少测量误差。(2)使用水平尺检验光靶的端面和艉轴管端面重合度,并用黑板笔在通过艉轴管中心的端面上,划出水平和垂直两条直线,以方便后面的测量。(3)使用数显游标卡尺和调节扳手,通过精准的反复调节和测量,调节光靶中心螺钉,使光靶中心和艉轴管中心重合。误差要求<0.1mm。(4)使用同样的方法,使艉轴管的另外一个端面的光靶中心也和艉轴管中心重合。3.3.2使光靶中心点和激光点重合(1)然后通过反复调节艉轴管调节螺钉,使前后两个光靶中心都和激光线重合。(2)在轴系理论中心线确定之前,再次检验两个光靶中心点和激光线重合度,要求误差<0.1mm。至此,船舶轴系理论中心线就建立好了。在
光轴线通过的隔舱壁上应预先开孔,利用激光轴
线在前后壁面上划出加工圆线和检查圆线并打上
冲孔,过这两个点的直线就是船舶轴系中心线。
4注意事项
(1)所有用到的工具及量具和测量调整的部
位都必须清洁,以减少误差。
(2)经纬仪一旦有了调整,水平和角度都需
要重新调整,而且需要重新扫描船中纵剖面线上
给定的两个点A和B。
(3)在聚焦激光点的时候,一点要尽可能
小,要求精光直径不超过2mm。
(4)每处的测量和调节产生的误差,尽可能
做到最小,以免由于误差传递产生更大的误差,
甚至错误。
(5)激光经纬仪的调平和扫描两个已知点A、
B以及调节光靶中点和尾轴管端面中心重合是本
工艺中的三大难点。
(6)整个程序是个需要反复调节和测量调节
的过程,需要很大的耐心和细心,以及熟练的使
用、操作水平。
5结语
船舶轴系中心线建立和确定是一项复杂和精
细的工作,理论中心线在三维空间位置精度直接
接影响船舶轴系的对中。电子激光经纬仪法为人
们进行船舶轴系的建立和确定提供了更加精准和
先进的方法,对于船舶轴系安装与定位工艺具有
积极的意义和影响。
参考文献:
[1]陈爱平.船舶管理[M].大连海事大学出版社,北
京:人民交通出版社,2012.
[2]李品芳.船舶管理[M].大连:大连海事大学出版,
2006.
[3]白韬光.船舶污水处理技术及其发展趋势[J].船舶与
海事工程,2006,(2):44-55.
[4]胡强生.机舱舱底污水处理中存在的问题及改进措施
[J].船海工程,2005,(4):77-78.
56