船用多支点镗排镗杆水平定位及下沉量检测补偿方法

文档序号:1969538 发布日期:2021-12-17 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 船用多支点镗排镗杆水平定位及下沉量检测补偿方法 (Horizontal positioning and sinking detection compensation method for marine multi-pivot boring bar ) 是由 高振礁 张力 王绍刚 姜涛 唐宁 陈向阳 董斌 王建立 张文斌 于 2021-10-23 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种船用多支点镗排镗杆水平定位及下沉量检测补偿方法,涉及船舶建造技术领域。本方法利用信号仪检测直线度功能来检测镗杆下沉量,通过调节镗排首尾支架,使首尾支架位置的镗杆处于尾轴管横截面中心点。以首尾支架处为基点,利用信号仪检测镗杆上表面各点针对首尾基点的直线度,通过信号数据处理终端生成的直线度曲线,反映镗杆各点的下沉量情况。针对镗杆的下沉量曲线,调节中间支撑的调节螺栓,对镗杆下沉量进行支撑性补偿。并通过多次检测和调整,最终消除多支点镗杆的下沉量,保证镗排进行艉轴管加工的精度。(The invention discloses a horizontal positioning and sinking amount detection and compensation method for a marine multi-fulcrum boring bar, and relates to the technical field of ship construction. The method utilizes the function of detecting the straightness of a signal instrument to detect the sinking amount of the boring bar, and adjusts the head and tail supports of the boring bar to enable the boring bar at the head and tail supports to be positioned at the central point of the cross section of the tail shaft tube. And taking the head and tail supports as base points, detecting the straightness of each point on the upper surface of the boring bar aiming at the head and tail base points by using a signal instrument, and reflecting the sinking amount condition of each point of the boring bar through a straightness curve generated by a signal data processing terminal. And adjusting the adjusting bolt of the middle support according to the sinking curve of the boring bar, and performing support compensation on the sinking of the boring bar. And finally eliminating the sinking amount of the multi-pivot boring bar through multiple detection and adjustment, and ensuring the precision of the stern shaft tube processing of the boring bar.)

船用多支点镗排镗杆水平定位及下沉量检测补偿方法

技术领域

本发明涉及船舶建造技术领域,尤其涉及一种船用多支点镗排镗杆水平定位及下沉量检测补偿方法。

背景技术

在船舶轴舵系、大型桥梁、水电站、石油化工等大型钢结构镗孔加工中,广泛使用大型镗排进行镗孔施工。在船舶轴系镗孔加工前,需要先将镗排首尾两端固定在待镗孔钢结构非加工端面上,然后对镗排镗杆进行校中处理,确保镗杆中心线与待镗孔钢结构处于同心状态,从而使艉轴管轴孔加工后能够满足同心度公差要求。在船舶轴孔加工时,镗排一般是处于水平平直状态,由于受到重力和机械挠度影响,在镗排镗杆上产生一定的形变下沉量。尤其是在大型船舶上轴系更长,采用传统的镗排首尾两点固定形式,镗杆两固定点间距离长,受重力影响,镗杆挠度变大,下沉量超差(偏高或偏低),无法满足施工精度要求。为了消除超差的镗杆下沉量,多采用在镗杆中部增加固定支点的方式来进行镗杆定位以及下沉量补偿,以满足镗孔施工要求。

随着镗杆长度和中间支撑点的增加,采用传统的内径千分尺对镗杆各点下沉量进行检测就非常繁琐,并且准确度大大降低,已经无法满足多支点镗杆下沉量检测及进行补偿调节的要求。

发明内容

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种船用多支点镗排镗杆水平定位及下沉量检测补偿方法,通过激光信号仪来测量镗杆上各点的下沉量,通过调节镗杆首、尾及中部各支撑的位置和高度,对已经检测到的下沉量进行补偿性调节,反复测量和调节最终达到抵消镗杆挠度产省的超差下沉量,保证镗杆的直线度,满足轴系加工精度要求。

为实现此技术目的,本发明采用如下方案:

船用多支点镗排镗杆水平定位及下沉量检测补偿方法,按如下步骤进行:

S1、将镗杆穿进艉轴管内,把镗排首部、尾部固定支架与船体固定为一体,中间支撑支架安装在艉轴管内;

S2、用千分尺测量首尾两端镗杆固定支架位置的镗杆与艉轴管的间距,通过调节艉轴管首部、尾部固定支架上的径向位置调节螺栓,将首尾两端镗杆固定支架处的镗杆调整到艉轴管的首尾两端面的中心点上,并以此首尾固定点作为镗杆下沉量检测和定位、调节基点选取的参考点;

S3、将信号发射器固定在镗杆上方的镗排首部或尾部固定支架上,使激光信号从固定端直射到另一端;

S4、将标尺分别架设在镗杆上信号发射器的近端和远端,分别观测两个位置的信号在标尺上的读数;通过调节信号发射器上的水平调节装置,使两个位置的读数相同,从而使光信号射线与镗排首尾两端面的理论中心线平行;

S5、在接近镗排尾固定点附近选取一点作为采样尾基点,在接近镗排首固定点附近选取一点作为采样首基点,并对镗杆上被支点分割的各区间分别检测下沉量情况;

S6、将带有角度仪的信号采集器调整到零角度状态,分别在镗杆各区间内连续单向水平移动,观测、调节信号采集器的高度,确保信号采集器在各区间内按零角度移动都能接收到信号;

S7、开启信号发射器、信号采集器,将信号采集器分别架设在采样首、尾基点处,在零角度状况下,采集采样首、尾基点的数据作为基线基点数据;

S8、将信号采集器放置在采样首基点和第一个中间支撑支架之间的区间内,使信号采集器保持在零角度,在该区间沿镗杆轴系方向水平单向移动,采集在该区间内的各位置的信号,以便生成该区间内的下沉量曲线情况;并按此方式依次测量其余区间的下沉量数据;

S9、采样完毕后,以采样首尾基点数据为基准,在数据处理终端上分别绘制出基线以及各区间的下沉量曲线,完成对多支点镗杆的自然下沉量数据检测,并基于该曲线制定中间支撑处的超差下沉量补偿调节方案,进行中部支点的轴向调节和径向调整,重复S7至S9,消除超差下沉量,完成多支点镗排水平定位和下沉量调节。

与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

(1)利用激光信号仪检测镗杆下沉量超差情况,在水平镗杆上表面架设信号发射器、信号采集器和标尺等设备,通过数据处理终端上采集的镗杆上表面各点直线度数据,检测出多支点镗杆的下沉量数据,并以此数据为依据,调整各中间支撑的位置和高度小消除镗杆的下沉量超差,该方法将镗杆下沉量以镗杆上表面直线度曲线裱花的形式反映出来,从而得到了准确的镗杆下沉量数据,通过在镗杆中部增设多支撑,既减少了镗杆的自然下沉量,也利用了中间支撑的位置和高度能够调整的优点,对超差的镗杆下沉量进行了补偿,从而达到了满足镗排进行船舶尾轴管水平镗孔施工的精度要求;

(2)通过千分尺把首尾支点处的镗杆调节到与艉轴管同心位置,作为下沉量测量的理论基线的基点,利用标尺校正信号发射器的架设水平度,使信号与理论基线重合或平行,保证数据采集的准确性;

(3)通过在首尾支撑和中间支撑分成的各区间内依次平直移动信号采集器来进行下沉量数据采集,生成下沉量曲线,并通过与基点曲线的对比确定调节中间支撑的轴向位置和径向高度,完成了镗杆下沉量补偿性调节,保证消除镗杆直线度超差,满足施工精度要求。

进一步地,根据测得各段曲线的趋势变化情况,当首、尾两段曲线基本不超差,中部曲线均超差,采用轴向调节方法,在保证中间支撑径向位置不变条件下,通过调节一个或多个中间支撑的轴向位置,逐步消除中部曲线超差,然后重复S7至S9,进行重复测量、调节直至完全消除超差。

进一步地,当多段曲线在中间支点位置超差最大,远离中间支点的位置超差逐渐变小,则保持轴向位置不变,将中间支点中的一个或多个在径向位置高低调节,减小超差,然后重复S7至S9,进行重复测量、调节直至完全消除超差。

附图说明

图1为本发明实施例提供的镗排镗杆下沉量测量示意图;

图2为图1中A-A面的侧视图;

图3为图1中B-B面的侧视图;

图中标记为:1、镗杆;2、艉轴管;3、尾部固定支架;4、首部固定支架;5、中间支撑支架;6、内径千分尺;7、信号发射器;8、信号采集器;9、标尺;10、固定支架径向调节螺栓;11、支撑支架调节螺栓。

具体实施方式

为充分了解本发明之目的、特征及功效,借由下述具体的实施方式,对本发明做详细说明,但本发明并不仅仅限于此。

请参阅图1至图3,本发明提供的一种船用多支点镗排镗杆水平定位及下沉量检测补偿方法,按如下步骤进行:

S1、将镗杆1穿进在艉轴管2内,把镗排首部固定支架4和尾部固定支架3与船体固定为一体,把中间支撑支架5安装在艉轴管2内,用于辅助支撑和固定镗排镗杆1。

S2、用内径千分尺6测量镗杆1首部固定支架4和尾部固定支架3位置的镗杆1与艉轴管2的间距,通过调节艉轴管2首尾两端镗杆固定支架径向调节螺栓10,将首尾两端固定支架处的镗杆1调整到艉轴管2的首尾两端面的中心点上,并以此首尾固定点作为镗杆1下沉量检测和定位、调节基点选取的参考点。

S3、将信号发射器7固定于镗排两端固定支架任意一端的镗杆1正上方的某高度上,使激光信号可以从固定端直射到另外一端,而不受中间支撑支架5及其它物体的遮挡。

S4、将带有刻度的标尺9分别架设在镗杆1上的信号发射器7近端和远端,即镗排首部固定支架4和尾部固定支架3附近,分别观测两个位置的信号在标尺9上的读数。通过调节信号发射器7上的水平调节装置,使两个位置的读数相同,从而使光信号射线与镗排首尾两端面的理论中心线平行。

S5、首部固定支架与尾部固定支架的区间内进行采样点选择,在镗杆1的镗排尾部固定支架3右侧接近尾固定点处选取一点作为采样尾基点,在镗排首部固定支架4左侧接近首固定点处选取一点为采样首基点,并将镗杆1上被各支点分割开的三段依次设为A、B、C三个区间,用于检测各区间的下沉量情况。

S6、将带有角度仪的信号采集器8保持在零角度状态,分别在镗杆1三个区间内连续单向水平移动,并观测和调节信号采集器8的高度,确保信号采集器8在三个区间内按零角度移动都能接收到信号。

S7、开启信号发射器7、信号采集器8。首先,将信号采集器8分别架设在采样首、尾基点处,保持零角度状况下,采集首尾基点的数据作为基线基点数据。

S8、将信号采集器8放置在采样首基点和第一中间支撑之间的C区间内,保持信号采集器8在零角度下,在该区间沿镗杆1轴向方向水平单向移动,采集在该区间内的各位置的信号,以便生成该区间内的下沉量曲线情况。然后按此方式,依次测量其余B、A区间的下沉量数据。

S9、采样完毕后,以采样首、尾基点数据为基准,在数据处理终端上分别绘制出基线以及A、B、C各段区间的下沉量曲线,完成对多支点镗杆1的自然下沉量数据检测。以采样首、尾基点数据曲线为基线,分别对比各段区间内下沉量实测曲线的趋势,制定中间支撑处的超差下沉量补偿调节方案。

根据三段曲线的趋势,进行两中部支点的轴向调节和径向调整。

轴向调节方法如下:根据测得各段曲线的趋势变化情况,若在首、中、尾三段曲线中,首尾两段曲线基本不超差,仅中部曲线均超差(偏高或低),采用轴向调节法,即在保证两中间支撑支架5径向位置不变条件下,则通过调节一个或多个中间支撑支架调节螺栓11来改变轴向位置,逐步消除中部曲线超差,然后重复步骤S7至S9,进行重复测量、调节直至完全消除超差。

径向调节方法如下:若三段曲线在中间支点位置超差最大,而远离中间支点的位置偏差逐渐变小,则保持轴向位置不变,视具体情况选择将中间支点中的一个或两个支撑支架调节螺栓11在径向位置高低调节,减小超差,然后重复步骤S7至S9,进行重复测量、调节直至完全消除超差。

针对实际状态可综合使用轴向调节和径向调节方法,并通过重复步骤S7到S9步骤,消除各种超差下沉量,完成多支点镗排水平定位和下沉量调节。

最后,需要注意的是:以上列举的仅是本发明的优选实施例,当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型,倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,均应认为是本发明的保护范围。

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