基于caye法的水平度測量在機電設(shè)備安裝中的應(yīng)用

基于caye法的水平度測量在機電設(shè)備安裝中的應(yīng)用

1檢測方法傳統(tǒng)測量測量方法在安裝和維護機電設(shè)備時，需要進行大量的測量和調(diào)整。測量結(jié)果的準確性直接關(guān)系到電站設(shè)備的安裝和維護質(zhì)量。其中經(jīng)常涉及到的就是平面的水平度測量,如水輪機的聯(lián)軸法蘭面、主軸法蘭的端面、座環(huán)安裝面現(xiàn)場加工及底環(huán)安裝過程中的調(diào)整等。傳統(tǒng)的測量方法是應(yīng)用水準儀測量一定數(shù)量測點的高程,找出局部最高、最低點,計算得出最高與最低點的高差作為底環(huán)的安裝水平度誤差。此種方法操作較簡單,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)場環(huán)境的影響,不僅測量結(jié)果的準確性很難保證,而且被測量點不一定能夠真實全面地反映出底環(huán)平面的整體狀況。另外,由于機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,因此測量結(jié)果的準確性也常常受到平面加工誤差的影響,用水準儀測量已不能滿足要求。2繪制曲線的測量工具ALSTOM公司建議采用CAYERE法,即利用框式水平儀作為測量工具,自定義一條圓圈閉合線,對底環(huán)平面進行連續(xù)測量,所測數(shù)據(jù)用Excel軟件進行計算,修正閉合誤差并繪制曲線。通過現(xiàn)場實際應(yīng)用并與常規(guī)水準儀測量方法進行比較,測量結(jié)果準確且重復(fù)性好。2.1水平測量,確定偏差CAYERE法適用于圓形閉合平面的水平測量,通過測量確定某一點相對于其他點的水平偏差。2個測量點之間的距離與測量用的水平儀的長度相同。2.2測量步驟2個相鄰測點之間為一測站,測站數(shù)與圓圈所分的測點數(shù)相同。例如:測站1位于測點1和測點2之間,測站n位于測點n和測點1之間。2.2.1測量圓內(nèi)按提供方向的為根據(jù)要測量部件的直徑,確定測量圓的分布直徑D′。將測量圓等分為n份,各測點在同一分布圓上且閉合,各等份長度等于所使用框式水平儀的長度。等份數(shù)n、分布圓直徑D′與框式水平儀的長度L之間的關(guān)系為:L=D′×sin180°/n(1)按照向左的原則對測量點進行編號、測量,即如果測量者測量圓外按順時針方向,則測量圓內(nèi)按逆時針方向。首先檢查測量用水平儀的靈敏度,200mm長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。將水平儀放在測點1、2之間,使遮擋部分在測量者的左側(cè),進行讀數(shù)并記錄為A2,如圖2所示,A2=7。將水平儀旋轉(zhuǎn)180°并重新放于測點1、2之間進行測量、讀數(shù),并記錄為B2,如圖3所示,B2=2。2.2.2各測點高差的計算在同一測站按照上述步驟測量2次,用以消除水平儀的固有誤差。對于同一測點的2個測量值A(chǔ)2和B2,計算過程如下:測點2相對于測點1的高差:D2=D1+Lμ(A2-B2)/2(2)其中,D1=0mm。如果D2>0,則測點2高于測點1;如果D2<0,則測點2低于測點1。舉例說明:A2=7,B2=2,L=0.2m,則D2=0.01mm。則可知測點2比測點1高0.01mm。2.2.3墊塊在測量者的左、右如果水平儀氣泡沒有在可讀數(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,如果墊塊在測量者的左側(cè)則記錄C為負值,在測量者的右側(cè)則記錄C為正值。此種情況下測點2相對于測點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,進行其他點的測量,測量應(yīng)閉合,則測點3相對于測點1的水平高差為:D3=D2+Lμ(A3-B3)/2+C3(4)測點n相對于測點1的水平高差為:Dn=Dn-1+Lμ(An-Bn)/2+Cn(5)2.2.4測試項目的正弦曲線修正根據(jù)上述測量結(jié)果繪制正弦曲線,然后將閉合誤差分配到所有測點上。從理論上講,測點n+1相對于測點1的水平差值應(yīng)為0,如果測點n+1與測點1閉合誤差太大時,應(yīng)重新進行測量。分配誤差按均勻累積計算,并在計算各點高差時將誤差從每個測量點中扣除。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,而且從理論上來講,其展開曲線應(yīng)為正弦曲線。但由于加工、測量、溫度等各方面的影響,部分數(shù)據(jù)會偏離正弦曲線,因此需對測量數(shù)據(jù)進行正弦擬合計算,從而得到正確的正弦曲線。設(shè)經(jīng)過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。安裝部件計算水平度應(yīng)為2H,但考慮到工件加工時存在的平面度誤差和安裝部件的實際水平度,應(yīng)考慮部件加工不平度與計算水平度所出現(xiàn)的疊加現(xiàn)象。由于擬合正弦曲線得到的水平度對測量面加工波浪度進行了濾掉,比分配完閉合誤差后曲線的水平度更能真實、客觀地反映測量面的水平度。3測量面為復(fù)合材料的活性物質(zhì)河北張河灣蓄能發(fā)電有限責任公司(簡稱“張河灣抽水蓄能電站”)單機容量250MW,底環(huán)直徑為5993mm,安裝水平度誤差要求為0.30mm。測量分布圓直徑D′=5746mm,測量點數(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度,因此,在測量過程中應(yīng)將750mm的標準平尺放置于測量面上,并在平尺上放水平儀,然后測量讀數(shù)。此種做法即相當于采用L=750mm的框式水平儀進行測量,水平儀靈敏度μ=0.02mm/m。測量并進行記錄,結(jié)果如表1所示。根據(jù)測量的數(shù)據(jù)繪制修正前、后曲線,見圖4、圖5。找出修正后測量面的最高、最低點,計算測量面的最高與最低點的水平度差值為0.29mm,見圖5系列1。同時對測量數(shù)據(jù)進行正弦擬合計算分析,擬和曲線的最大與最小差值為0.21mm,見圖5系列2。為驗證CAYERE法水平度測量的準確性,在張河灣抽水蓄能電站底環(huán)安裝水平度測量過程中,曾連續(xù)以不同點作為起點進行了數(shù)次測量,結(jié)果顯示測量數(shù)值的重復(fù)性非常好。4法蘭面的定位分析CAYERE法測量圓形閉合面的