精密工程測(cè)量 呂嚴(yán)兵

設(shè)備安裝和調(diào)試中常用的精密定線(xiàn)方法

呂嚴(yán)兵

2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程在設(shè)備的安裝和調(diào)試中，直線(xiàn)的準(zhǔn)直是軸線(xiàn)調(diào)整的主要內(nèi)容，也是設(shè)備粗定線(xiàn)、軸線(xiàn)精密調(diào)整的經(jīng)常用到的一項(xiàng)測(cè)量工作。2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程外插定線(xiàn)內(nèi)插定線(xiàn)機(jī)械法準(zhǔn)直定線(xiàn)2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程

1、外插定線(xiàn)如圖1，已知A、B兩點(diǎn)，需要在AB延長(zhǎng)線(xiàn)上定出一系列的待定點(diǎn)，稱(chēng)為外插定線(xiàn)。圖1經(jīng)緯儀外插定線(xiàn)

操作方法是將經(jīng)緯儀架在B點(diǎn)，盤(pán)左照準(zhǔn)A點(diǎn)，固定照準(zhǔn)部，然后把望遠(yuǎn)鏡繞橫軸旋轉(zhuǎn)180°定出待定點(diǎn)1′；盤(pán)右重復(fù)上述步驟，定出點(diǎn)1″；取1′、1″的中點(diǎn)即作為1號(hào)店的最終位置。2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程可以仿此放出2號(hào)點(diǎn)，當(dāng)B、2兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)時(shí)，可將經(jīng)緯儀設(shè)在1號(hào)點(diǎn)上，用A、1兩點(diǎn)放樣出2號(hào)點(diǎn)。如果要放樣一批點(diǎn)，可一站站往前搬，稱(chēng)為逐點(diǎn)向前搬站外插定線(xiàn)。2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程2、內(nèi)插定線(xiàn)設(shè)地面上有A、B兩點(diǎn)，如圖2，現(xiàn)要在AB直線(xiàn)上放樣出P點(diǎn)，稱(chēng)為內(nèi)插定線(xiàn)。如在A點(diǎn)或是B點(diǎn)上設(shè)置經(jīng)緯儀，那么望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)B或A點(diǎn)后固定經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部，即可放樣出P點(diǎn)。如在A、B兩點(diǎn)不便于設(shè)置經(jīng)緯儀（如A、B兩點(diǎn)為設(shè)備上的兩點(diǎn)等），可采用所謂的歸納法內(nèi)插定線(xiàn)的方法。圖2內(nèi)插定線(xiàn)2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程在概略點(diǎn)P′架設(shè)經(jīng)緯儀，P′基本位于AB直線(xiàn)上，采用外插定線(xiàn)的方法在B點(diǎn)附近放出一點(diǎn)為B′，量出BB′的距離為將P′點(diǎn)往P點(diǎn)方向改正距離ε即可得到P點(diǎn)。2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程實(shí)際上在歸化過(guò)程中并不是一次就可以將P點(diǎn)放樣到AB直線(xiàn)上，需要逐次歸化?？梢酝ㄟ^(guò)在P′測(cè)量∠AP′B=γ，然后利用γ角來(lái)計(jì)算歸化值，如圖3所示：圖3歸化定線(xiàn)法2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程歸化值的計(jì)算公式為：式中，Sa、Sb、L采用概略距離即可。由于γ角接近180°，故△γ=180°-γ為小角度，上式可化為2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程利用歸化值將P′點(diǎn)調(diào)到P點(diǎn)，再測(cè)γ角直到△γ滿(mǎn)足設(shè)計(jì)給定的限差為止。可以證明用這種方法確定的歸化值的精度要比將經(jīng)緯儀放在端點(diǎn)測(cè)小角來(lái)計(jì)算歸化值的精度要高。2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程3、機(jī)械法準(zhǔn)直測(cè)量在高精度設(shè)備安裝中，如北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)工程中，加速器直線(xiàn)段的準(zhǔn)直測(cè)量精度要求為±0.2mm，用經(jīng)緯儀測(cè)角的方法很難滿(mǎn)足這一要求的。一般采用精密準(zhǔn)直測(cè)量方法。準(zhǔn)直測(cè)量分為光學(xué)機(jī)械法、激光束準(zhǔn)直法和波帶板激光準(zhǔn)直測(cè)量法等。

機(jī)械法準(zhǔn)直測(cè)量是在兩個(gè)給定的基準(zhǔn)點(diǎn)間吊掛一條引張線(xiàn)，利用垂直投影儀測(cè)量各中間點(diǎn)偏離該引張線(xiàn)的偏離值，所以機(jī)械法準(zhǔn)直也稱(chēng)為引張線(xiàn)法準(zhǔn)直。引張線(xiàn)根據(jù)準(zhǔn)直測(cè)量的情況可采用鋼絲和尼龍繩。這種設(shè)備常用于機(jī)械設(shè)備的安裝中。2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程用鋼絲作為引張線(xiàn)，應(yīng)采用直徑較細(xì)的高強(qiáng)度彈性鋼絲，對(duì)于幾十米以?xún)?nèi)的安裝測(cè)量來(lái)說(shuō)，可采用0.2-0.4mm的鋼絲。鋼絲引張線(xiàn)準(zhǔn)直測(cè)量的精度受鋼絲本身誤差和氣流的影響，鋼絲在受到甚至接近拉斷張力的情況下，也不能看成理想的直線(xiàn)，仍有殘余變形誤差，需要進(jìn)行改正。為了減少氣流的影響，需要在室內(nèi)使空氣形成靜止?fàn)顟B(tài)，或者把引張線(xiàn)布置在防風(fēng)筒內(nèi)。大跨度的引張線(xiàn)將產(chǎn)生較大的垂曲，采用浮托裝置，使引張線(xiàn)基本處于一個(gè)水平面上，以便于對(duì)鋼絲進(jìn)行光學(xué)照準(zhǔn)觀測(cè)，同時(shí)也起到穩(wěn)定鋼絲的作用。2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程采用尼龍繩作為引張線(xiàn)只應(yīng)用于小跨度準(zhǔn)直測(cè)量中，用直徑為0.2-0.5mm的尼龍繩施加1-2Kg的拉力，所產(chǎn)生的垂曲較小。同樣，尼龍繩準(zhǔn)直應(yīng)在空氣靜止的環(huán)境下進(jìn)行，不能受側(cè)面風(fēng)的影響。尼龍繩不產(chǎn)生局部彎曲和扭轉(zhuǎn)，其軸線(xiàn)的直線(xiàn)度要優(yōu)于鋼絲。2024/2/4河海大學(xué)測(cè)繪工程總結(jié)

通過(guò)以上講述，我們可以知道外插定線(xiàn)主要應(yīng)用于在直線(xiàn)端點(diǎn)外找出一系