基于caye法的水平度測(cè)量在機(jī)電設(shè)備安裝中的應(yīng)用

基于caye法的水平度測(cè)量在機(jī)電設(shè)備安裝中的應(yīng)用

1檢測(cè)方法傳統(tǒng)測(cè)量測(cè)量方法在安裝和維護(hù)機(jī)電設(shè)備時(shí)，需要進(jìn)行大量的測(cè)量和調(diào)整。測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到電站設(shè)備的安裝和維護(hù)質(zhì)量。其中經(jīng)常涉及到的就是平面的水平度測(cè)量,如水輪機(jī)的聯(lián)軸法蘭面、主軸法蘭的端面、座環(huán)安裝面現(xiàn)場(chǎng)加工及底環(huán)安裝過(guò)程中的調(diào)整等。傳統(tǒng)的測(cè)量方法是應(yīng)用水準(zhǔn)儀測(cè)量一定數(shù)量測(cè)點(diǎn)的高程,找出局部最高、最低點(diǎn),計(jì)算得出最高與最低點(diǎn)的高差作為底環(huán)的安裝水平度誤差。此種方法操作較簡(jiǎn)單,得到的是局部水平數(shù)據(jù)的比較分析,但因受儀器的限制和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響,不僅測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性很難保證,而且被測(cè)量點(diǎn)不一定能夠真實(shí)全面地反映出底環(huán)平面的整體狀況。另外,由于機(jī)械加工面不可避免地存在誤差,尤其是大尺寸部件上的某些平面,局部的凹凸甚至波浪狀的起伏是完全可能的,因此測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性也常常受到平面加工誤差的影響,用水準(zhǔn)儀測(cè)量已不能滿足要求。2繪制曲線的測(cè)量工具ALSTOM公司建議采用CAYERE法,即利用框式水平儀作為測(cè)量工具,自定義一條圓圈閉合線,對(duì)底環(huán)平面進(jìn)行連續(xù)測(cè)量,所測(cè)數(shù)據(jù)用Excel軟件進(jìn)行計(jì)算,修正閉合誤差并繪制曲線。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用并與常規(guī)水準(zhǔn)儀測(cè)量方法進(jìn)行比較,測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確且重復(fù)性好。2.1水平測(cè)量,確定偏差CAYERE法適用于圓形閉合平面的水平測(cè)量,通過(guò)測(cè)量確定某一點(diǎn)相對(duì)于其他點(diǎn)的水平偏差。2個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離與測(cè)量用的水平儀的長(zhǎng)度相同。2.2測(cè)量步驟2個(gè)相鄰測(cè)點(diǎn)之間為一測(cè)站,測(cè)站數(shù)與圓圈所分的測(cè)點(diǎn)數(shù)相同。例如:測(cè)站1位于測(cè)點(diǎn)1和測(cè)點(diǎn)2之間,測(cè)站n位于測(cè)點(diǎn)n和測(cè)點(diǎn)1之間。2.2.1測(cè)量圓內(nèi)按提供方向的為根據(jù)要測(cè)量部件的直徑,確定測(cè)量圓的分布直徑D′。將測(cè)量圓等分為n份,各測(cè)點(diǎn)在同一分布圓上且閉合,各等份長(zhǎng)度等于所使用框式水平儀的長(zhǎng)度。等份數(shù)n、分布圓直徑D′與框式水平儀的長(zhǎng)度L之間的關(guān)系為:L=D′×sin180°/n(1)按照向左的原則對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)、測(cè)量,即如果測(cè)量者測(cè)量圓外按順時(shí)針?lè)较?則測(cè)量圓內(nèi)按逆時(shí)針?lè)较颉Ｊ紫葯z查測(cè)量用水平儀的靈敏度,200mm長(zhǎng)的框式水平儀的靈敏度μ=0.02mm/m。用黑膠布將水平儀氣泡的一半遮擋住,使讀數(shù)在氣泡的同一側(cè)進(jìn)行。這種單端讀數(shù)的做法,可以避免由水平儀本身而產(chǎn)生的誤差,如圖1所示。將水平儀放在測(cè)點(diǎn)1、2之間,使遮擋部分在測(cè)量者的左側(cè),進(jìn)行讀數(shù)并記錄為A2,如圖2所示,A2=7。將水平儀旋轉(zhuǎn)180°并重新放于測(cè)點(diǎn)1、2之間進(jìn)行測(cè)量、讀數(shù),并記錄為B2,如圖3所示,B2=2。2.2.2各測(cè)點(diǎn)高差的計(jì)算在同一測(cè)站按照上述步驟測(cè)量2次,用以消除水平儀的固有誤差。對(duì)于同一測(cè)點(diǎn)的2個(gè)測(cè)量值A(chǔ)2和B2,計(jì)算過(guò)程如下:測(cè)點(diǎn)2相對(duì)于測(cè)點(diǎn)1的高差:D2=D1+Lμ(A2-B2)/2(2)其中,D1=0mm。如果D2>0,則測(cè)點(diǎn)2高于測(cè)點(diǎn)1;如果D2<0,則測(cè)點(diǎn)2低于測(cè)點(diǎn)1。舉例說(shuō)明:A2=7,B2=2,L=0.2m,則D2=0.01mm。則可知測(cè)點(diǎn)2比測(cè)點(diǎn)1高0.01mm。2.2.3墊塊在測(cè)量者的左、右如果水平儀氣泡沒(méi)有在可讀數(shù)范圍內(nèi),必須用一墊塊(通常為塞尺)調(diào)整水平儀,從而使氣泡在可讀數(shù)范圍內(nèi)。記錄調(diào)整墊片的厚度為C,如果墊塊在測(cè)量者的左側(cè)則記錄C為負(fù)值,在測(cè)量者的右側(cè)則記錄C為正值。此種情況下測(cè)點(diǎn)2相對(duì)于測(cè)點(diǎn)1的高差為:D2=D1+Lμ(A2-B2)/2+C2(3)重復(fù)上述2.2.1中讀數(shù)的步驟,進(jìn)行其他點(diǎn)的測(cè)量,測(cè)量應(yīng)閉合,則測(cè)點(diǎn)3相對(duì)于測(cè)點(diǎn)1的水平高差為:D3=D2+Lμ(A3-B3)/2+C3(4)測(cè)點(diǎn)n相對(duì)于測(cè)點(diǎn)1的水平高差為:Dn=Dn-1+Lμ(An-Bn)/2+Cn(5)2.2.4測(cè)試項(xiàng)目的正弦曲線修正根據(jù)上述測(cè)量結(jié)果繪制正弦曲線,然后將閉合誤差分配到所有測(cè)點(diǎn)上。從理論上講,測(cè)點(diǎn)n+1相對(duì)于測(cè)點(diǎn)1的水平差值應(yīng)為0,如果測(cè)點(diǎn)n+1與測(cè)點(diǎn)1閉合誤差太大時(shí),應(yīng)重新進(jìn)行測(cè)量。分配誤差按均勻累積計(jì)算,并在計(jì)算各點(diǎn)高差時(shí)將誤差從每個(gè)測(cè)量點(diǎn)中扣除。分配完閉合誤差后再重新繪制曲線。正常情況下,最終獲得的一組數(shù)據(jù)應(yīng)是閉合的,而且從理論上來(lái)講,其展開(kāi)曲線應(yīng)為正弦曲線。但由于加工、測(cè)量、溫度等各方面的影響,部分?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)偏離正弦曲線,因此需對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行正弦擬合計(jì)算,從而得到正確的正弦曲線。設(shè)經(jīng)過(guò)修正后所得到的一組數(shù)據(jù)分別為:H1,H2,H3,……,Hn,則正弦曲線為:y=Hsin(θn+?)+c(6)其中,Η=√x2+y2?xH=x2+y2??????√?x、y是某一圈測(cè)量數(shù)據(jù)的水平最大值在x軸、y軸上的分量,即:{x=2nn∑i=1Ηicosθiy=2nn∑i=1Ηisinθii=1?2?3...nc=Η1+Η2+Η3+?+Ηnn??=arctanyx；θ為圓周360°的n等分角。安裝部件計(jì)算水平度應(yīng)為2H,但考慮到工件加工時(shí)存在的平面度誤差和安裝部件的實(shí)際水平度,應(yīng)考慮部件加工不平度與計(jì)算水平度所出現(xiàn)的疊加現(xiàn)象。由于擬合正弦曲線得到的水平度對(duì)測(cè)量面加工波浪度進(jìn)行了濾掉,比分配完閉合誤差后曲線的水平度更能真實(shí)、客觀地反映測(cè)量面的水平度。3測(cè)量面為復(fù)合材料的活性物質(zhì)河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱“張河灣抽水蓄能電站”)單機(jī)容量250MW,底環(huán)直徑為5993mm,安裝水平度誤差要求為0.30mm。測(cè)量分布圓直徑D′=5746mm,測(cè)量點(diǎn)數(shù)n=24。由于張河灣抽水蓄能電站的底環(huán)抗磨環(huán)分布圓上存在導(dǎo)葉下軸孔,且底環(huán)下軸套孔徑大于框式水平儀的長(zhǎng)度,因此,在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)將750mm的標(biāo)準(zhǔn)平尺放置于測(cè)量面上,并在平尺上放水平儀,然后測(cè)量讀數(shù)。此種做法即相當(dāng)于采用L=750mm的框式水平儀進(jìn)行測(cè)量,水平儀靈敏度μ=0.02mm/m。測(cè)量并進(jìn)行記錄,結(jié)果如表1所示。根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)繪制修正前、后曲線,見(jiàn)圖4、圖5。找出修正后測(cè)量面的最高、最低點(diǎn),計(jì)算測(cè)量面的最高與最低點(diǎn)的水平度差值為0.29mm,見(jiàn)圖5系列1。同時(shí)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行正弦擬合計(jì)算分析,擬和曲線的最大與最小差值為0.21mm,見(jiàn)圖5系列2。為驗(yàn)證CAYERE法水平度測(cè)量的準(zhǔn)確性,在張河灣抽水蓄能電站底環(huán)安裝水平度測(cè)量過(guò)程中,曾連續(xù)以不同點(diǎn)作為起點(diǎn)進(jìn)行了數(shù)次測(cè)量,結(jié)果顯示測(cè)量數(shù)值的重復(fù)性非常好。4法蘭面的定位分析CAYERE法測(cè)量圓形閉合面的