工業(yè)設(shè)備安裝中高精度測(cè)量方法

張紹中

（重慶工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司 重慶市北部新區(qū) 401120）

工業(yè)設(shè)備安裝中高精度測(cè)量方法

張紹中

（重慶工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司 重慶市北部新區(qū) 401120）

近幾年，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，工業(yè)化程度也越來(lái)越高，工業(yè)設(shè)備安裝也變得越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)其測(cè)量的手段以及精度也提出了更高的要求。本文就設(shè)備安裝中使用到的一些高精度測(cè)量方法進(jìn)行了分析，以期其測(cè)量實(shí)踐提供一定的參考。

工業(yè)設(shè)備；安裝；高精度；測(cè)量方法

引言

科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的同時(shí)對(duì)于工業(yè)設(shè)備的安裝要求也越來(lái)越高，通常這些設(shè)備都是跨度都比較大，距離也較長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)速度較快的一些自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)備安裝。安裝設(shè)備時(shí)精度的確定跟地腳螺栓的預(yù)埋精度有著密切的聯(lián)系，而較大范圍內(nèi)地腳螺栓的預(yù)埋精度則跟測(cè)量放線的精確度有關(guān)，所以，只有對(duì)整套的高精度測(cè)量放線技術(shù)有所了解，才能最終保證設(shè)備安裝的精度。

1 設(shè)備安裝中測(cè)量放線工作流程

1.1 放線準(zhǔn)備工作

將廠房原始的縱橫向上的點(diǎn)作為控制點(diǎn)，并借助精密的儀器將廠房?jī)?nèi)設(shè)備的中心線、平等和垂直此中心線的縱橫輔助中心線測(cè)設(shè)出來(lái)，并在其縱向輔助中心線上將控制點(diǎn)設(shè)立出來(lái)，以便建立一基準(zhǔn)線網(wǎng)格。

1.2 放線施工流程

安裝中測(cè)量放線流程基本如下：①制作控制點(diǎn)基準(zhǔn)標(biāo)板；②確定好底層縱橫中心線；③確定底層縱向輔助中心線；④確定底層縱向輔助中心線上各距離控制點(diǎn)的起點(diǎn)；⑤確定底層縱向輔助中心線上各距離控制點(diǎn)；⑥其他層基準(zhǔn)線網(wǎng)格投測(cè)，投測(cè)的方法和測(cè)設(shè)底層的方法一致。

2 工業(yè)設(shè)備安裝中測(cè)量放線的具體操作

2.1 設(shè)置網(wǎng)格基準(zhǔn)線

為了使得不同基準(zhǔn)線之間的平等度、垂直度的精度都能夠符合相關(guān)的要求，就要在整個(gè)廠房建立基準(zhǔn)線網(wǎng)絡(luò)，不管是整條的生產(chǎn)線還是單體設(shè)備都能夠借助基準(zhǔn)線和精密儀器，確保安裝的精度。而對(duì)于預(yù)埋設(shè)備的地腳螺栓來(lái)說(shuō)，利用網(wǎng)格基線能夠減少預(yù)埋時(shí)產(chǎn)生的誤差，從而確保了安裝的精度。同時(shí)，利用網(wǎng)格基準(zhǔn)線上基準(zhǔn)點(diǎn)（線）的永久保存性，更有利于生產(chǎn)運(yùn)行中對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修。

2.2 控制點(diǎn)基準(zhǔn)標(biāo)版的制作和預(yù)埋

一般情況下，要先將用于控制點(diǎn)上的預(yù)埋鋼板選好，為了便于長(zhǎng)期保持，建議選擇厚度約1cm的不銹鋼板作為原材料，制作出變長(zhǎng)為10cm的正方形基準(zhǔn)標(biāo)板，在上部加上蓋板，下部焊鉚勁，并使用螺栓把連接好標(biāo)板和蓋板，以便的對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)形成保護(hù)。特別是對(duì)水泥廠地腳螺栓安裝的質(zhì)量進(jìn)行控制具有十分重要的作用。例如在A市某水泥廠回轉(zhuǎn)窯地腳螺栓安裝時(shí)，發(fā)現(xiàn)中間一個(gè)窯墩螺栓孔洞整體位置偏移100mm，深度比設(shè)計(jì)2000mm少了1000mm，造成無(wú)法安裝。經(jīng)與設(shè)計(jì)協(xié)商，土建用水鉆修改孔洞位置直到符合設(shè)計(jì)圖紙要求。返工費(fèi)用及工期影響全部由土建負(fù)責(zé)，監(jiān)理負(fù)監(jiān)督不到位責(zé)任。這是土建施工前沒(méi)有認(rèn)真讀圖、施工過(guò)程監(jiān)理檢查驗(yàn)收不到位造成的一起施工質(zhì)量事故。而在B市又出現(xiàn)水泥廠水泥磨減速機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，大齒輪設(shè)備地腳螺栓出現(xiàn)晃動(dòng)，設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問(wèn)題。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是二次澆筑的螺栓孔洞細(xì)石混凝土強(qiáng)度不夠，混凝土也不夠致密，導(dǎo)致混凝土沒(méi)有把螺栓裹牢，拉拔力不夠，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)螺栓被拔起，出現(xiàn)晃動(dòng)。主要原因是土建對(duì)螺栓孔洞二次澆注混凝土施工振搗不規(guī)范及混凝土水泥配料少造成，另外靠近齒輪油底殼槽的螺栓孔洞一側(cè)混凝土壁只有100mm厚，對(duì)澆筑質(zhì)量控制有一定難度。處理方法是讓土建敲掉強(qiáng)度不夠的混凝土，改用高強(qiáng)度的含微膨脹劑的專用澆灌料澆注整改，再重新校正螺栓安裝質(zhì)量。全部返工及工期損失由土建方承擔(dān)。綜上兩個(gè)案例可知，基準(zhǔn)線標(biāo)板制作好后，再進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑時(shí)要先定位好標(biāo)板，而后再預(yù)埋。養(yǎng)護(hù)這些標(biāo)板時(shí)，要做好定期的檢查復(fù)測(cè)工作，確?；鶞?zhǔn)標(biāo)板更為穩(wěn)定，更牢固。

2.3 投測(cè)縱、軸中心線

投測(cè)縱、軸中心線時(shí)，務(wù)必要將直線性、垂直度、兩點(diǎn)間距離等精度要求控制在5cm的范圍內(nèi)，通常其在長(zhǎng)距離皮帶輸送設(shè)備進(jìn)行安裝測(cè)量時(shí)，主要要做好以下幾方面的工作：

2.3.1 做好定中線的測(cè)量工作

膠帶運(yùn)輸機(jī)中心是整個(gè)輸送機(jī)安裝及安裝各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是貫穿全程的重中之重.它影響著各部位工件、測(cè)量安裝基準(zhǔn)線、中線波動(dòng)的極限值，是整個(gè)輸送機(jī)安裝質(zhì)量控制的核心。工程測(cè)量定線、定位的質(zhì)量，對(duì)整個(gè)輸送機(jī)的安裝質(zhì)量、運(yùn)行效果起決定性作用。因此必須采用正確的方法和步驟，并認(rèn)真控制過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，使誤差控制到最理想水平。

2.3.2 復(fù)檢確認(rèn)初步距離測(cè)量設(shè)定轉(zhuǎn)點(diǎn)中間

對(duì)底層縱橫中心進(jìn)行投測(cè)時(shí)一般都是以定位軸線作為基準(zhǔn)線，而其他的各基準(zhǔn)線的投測(cè)則是以縱橫中心線為起點(diǎn)的，所以要確保兩線之間的垂直度。而預(yù)埋標(biāo)板定位則如圖1所示。對(duì)縱向中心線進(jìn)行投測(cè)前，可以使用T2經(jīng)緯儀，將其架設(shè)在X2、Y2點(diǎn)處，測(cè)出定位縱橫軸線交點(diǎn)O，將其在基準(zhǔn)標(biāo)板上涌沖頭處標(biāo)注出來(lái)。而后，將T2經(jīng)緯儀架設(shè)在O點(diǎn)，使用正倒鏡分中法，確定出橫軸線垂直度位置，并對(duì)其進(jìn)行校核，適時(shí)對(duì)其方向控制點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，確保兩軸線垂直度跟精度的要求相一致。

圖1 預(yù)埋標(biāo)板定位示意圖

2.3.3 測(cè)定各終點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、中間點(diǎn)高程（標(biāo)高）

底層縱向中心線是各基準(zhǔn)線投測(cè)的起點(diǎn)，因而要確保其投測(cè)精度足夠的精準(zhǔn)，將其T2經(jīng)緯儀架設(shè)在X1、X2兩點(diǎn)之間，并將同定位縱向中心線垂直的垂直線在基準(zhǔn)線標(biāo)版Oe上標(biāo)注出來(lái)，由底層縱向中心線和定位縱向中心線的相對(duì)論a，再測(cè)出X2Oe距離，即保持相同距離內(nèi)，a相等。

2.3.4 投測(cè)底層橫向中心線

將投測(cè)底層縱向中心線的方法作為依據(jù)，使用T2經(jīng)緯儀，并借助劃針，將同定位橫向中心線垂直的垂直線在基準(zhǔn)標(biāo)板T10上標(biāo)注出來(lái)，而后再根據(jù)底層橫向中心線和定位橫向中心線之間的相對(duì)距離h，確定出Y1T10，Y2T10之間的距離即為b，再使用彈簧秤和鋼盤尺對(duì)b進(jìn)行復(fù)測(cè)。用沖頭在標(biāo)板上將T10點(diǎn)標(biāo)注出來(lái)，而底層橫向中心線則是通過(guò)T10、D10兩點(diǎn)的直線。

2.4 確定底層縱向輔助線

通常確定底層縱向輔助線有兩個(gè)方面值得注意：①要確定好DsTs、DeTe。對(duì)于縱向中心線造成影響的DsTs、DeTe垂直線，由兩項(xiàng)誤差因素造成的，包括儀器角度偏差導(dǎo)致誤差和儀器偏差導(dǎo)致誤差。因此，這就要求對(duì)儀器對(duì)點(diǎn)加以利用時(shí)，盡可能使兩點(diǎn)間距離大于50m，人工做點(diǎn)誤差控制于0.5mm以內(nèi)。通過(guò)實(shí)踐表明，兩項(xiàng)誤差對(duì)于D的影響為0.2mm，滿足0.5mm的精度要求。②確定縱向輔助方向點(diǎn)。在對(duì)縱向輔助方向點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定時(shí)，采用測(cè)小角的方法來(lái)進(jìn)行直接的測(cè)量，采用這種方法，可將距離誤差控制于0.5mm范圍內(nèi)。

2.5 設(shè)置平行豎直角上邊線

再設(shè)置平行豎直角上邊線的直線后按圖給定的中間架距離，由第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)支腿，位置起每30m一個(gè)測(cè)點(diǎn)，直至機(jī)尾導(dǎo)料槽前一個(gè)支一個(gè)支柱（距機(jī)尾的35m）。

2.6 測(cè)定底層縱向輔助線距離控制點(diǎn)

確定好縱向輔助線上不同距離控制點(diǎn)的起點(diǎn)后，在對(duì)各距離的控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量時(shí)一般使用的是距離差取平均測(cè)距法，運(yùn)用該方法時(shí)，一般會(huì)受兩個(gè)方面因素的影響：①加權(quán)常數(shù)存在誤差。②周期誤差。由于受到受儀器內(nèi)部的電路的影響，測(cè)量結(jié)果會(huì)隨距離的長(zhǎng)短的變化而變化，并呈周期性變化，變化的范圍即為其本質(zhì)：周期誤差。而為了消除上述兩項(xiàng)誤差，則可以采用距離差取平均測(cè)距法。測(cè)定時(shí)，以測(cè)距波長(zhǎng)的1/4為YlY2，來(lái)消除加權(quán)常數(shù)誤差和周期誤差對(duì)測(cè)量的影響，以便測(cè)距的精度更高。

3 測(cè)量時(shí)值得注意的問(wèn)題以及質(zhì)量控制

在有些工程中，由于現(xiàn)場(chǎng)施工的要求各不相同，設(shè)備的使用也大不相同，為了更有利于測(cè)量工作的展開，要在其它需要測(cè)量的層中增設(shè)相同基準(zhǔn)線的網(wǎng)格。測(cè)設(shè)時(shí)使用的方法和測(cè)量的步驟一般跟測(cè)量放線的基本操作步驟相同。進(jìn)行實(shí)際測(cè)量時(shí)，常常還會(huì)多加注意影響控制點(diǎn)測(cè)量精度因素，比如光學(xué)因素、氣象因素等，在劃線和做點(diǎn)時(shí)也要多加注意，劃線時(shí)使用的線條寬度要低于0.2mm，點(diǎn)的直徑要不能超過(guò)0.5mm，從而降低人為因素造成的誤差。在有些工程中，由于設(shè)備和廠房的要求不同，則須在其他層測(cè)設(shè)同樣的基準(zhǔn)線網(wǎng)格。測(cè)設(shè)時(shí)使用的方法基本與上述方式相一致，而這過(guò)程中產(chǎn)生的誤差一般都是因?yàn)閮x器自身的縱軸與橫軸垂直度之間存在偏差而引起的，為了將這誤差降到最低，通常可以使用正倒鏡分中法進(jìn)行消除，以保證測(cè)量的精度。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)設(shè)備安裝進(jìn)行測(cè)量會(huì)因?yàn)樵O(shè)備的不同而選用不同的測(cè)量方法，因而在測(cè)量工作中，務(wù)必要做好設(shè)備運(yùn)行基本流程以及主要工藝方面的功課。安裝設(shè)備時(shí)，為了確保基準(zhǔn)線精確度較高，要使用基準(zhǔn)線網(wǎng)絡(luò)測(cè)設(shè)技術(shù)進(jìn)行投測(cè)，從而保證設(shè)備安裝的質(zhì)量和安裝的精度。只有確保安裝設(shè)備時(shí)使用精度較高的測(cè)量方法，才能更好的提升設(shè)備的安裝質(zhì)量，最終推動(dòng)企業(yè)更好更快的發(fā)展。

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TU758

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1004-7344（2016）01-0233-02

2015-12-20