激光經(jīng)緯儀可調(diào)平臺及其使用方法

(江蘇揚子江船業(yè)集團公司，江蘇靖江 214532)

1 船舶軸系中心線測定方法

船舶軸系定位，首先需要測定軸系中心線，目前船廠普遍采用的方法是拉線法和光學法兩種。對于船舶軸系總長度小于20m的船舶，常采用拉鋼絲法確定軸系中心線。當軸系較長時，一般采用光學法來確定軸系中心線。光學法是解決拉線法精度不高的改進工藝，但光學法沒有拉線法操作簡便，所以常采用的是先拉線后望光的施工工藝。依靠拉線主要檢查軸舵線的相交情況、主機座分中情況，預測主機墊片厚度、確定主機縱向安裝位置、檢查鏜孔余量以及測量舵線至艉管后端面的距離；而光學法是以艏艉兩端軸系理論基準點為基準，精確定出軸系各臨時拉線架與理論基線的交點，從而測定出軸系中心線。

光學法中有代表性的測量儀器是——激光經(jīng)緯儀。

圖1 軸系布置圖

2 激光經(jīng)緯儀在測定軸系中心線時的應用

采用激光經(jīng)緯儀測定軸系中心線時，在艏、艉基準點位置上裝上兩只光電接收靶，并使靶中心落在基準點上。而激光經(jīng)緯儀裝在船艉基準接收靶的后方。先大致對準接收靶，啟動激光器，發(fā)出激光束后，再按兩只接收靶上的電表所指示的讀數(shù)來調(diào)整儀器的位置，直到兩電表的讀數(shù)為零，或激光十字線與基準靶十字線重合，此光束中心線所代表的即為軸系理論中心線。然后據(jù)此進行各項檢查工作，劃出基準圓線。激光經(jīng)緯儀由于同時具有光學經(jīng)緯儀的性能，所以工作起來更為精確。它可先轉(zhuǎn)動光闌，不讓激光束進入望遠鏡，用望光法將激光經(jīng)緯儀固定后，再讓激光束射出去，經(jīng)調(diào)焦后可在不同位置的光靶上形成紅色十字線，最后進入各項檢查和劃線工作。

激光經(jīng)緯儀精度高和適用性廣的特點，讓其受到了各類船廠的青睞。它也是目前船廠測定軸系中心線最普遍的光學儀器。但用激光經(jīng)緯儀測定軸系中心線的過程中，需精確調(diào)整激光經(jīng)緯儀的位置，確保激光十字線與基準靶十字線重合。此激光經(jīng)緯儀的位置微調(diào)可稱為激光經(jīng)緯儀“精定位”，粗定位可由設(shè)計圖紙現(xiàn)場量出?！熬ㄎ弧比敉ㄟ^移動激光經(jīng)緯儀支架很難達到理想效果，這就需要一種工裝來實現(xiàn)激光經(jīng)緯儀的小范圍精確移動(上下和左右移動)。

3 激光經(jīng)緯儀可調(diào)平臺及其使用方法

關(guān)于激光經(jīng)緯儀的“精定位”問題。本人經(jīng)實船調(diào)研，結(jié)合前輩經(jīng)驗指導，運用機械絲桿傳動原理，研制了一款簡單輕便的工裝——激光經(jīng)緯儀可調(diào)平臺，在江蘇新?lián)P子造船有限公司實用效果較好?，F(xiàn)將其主要原理及使用方法介紹如下。

3.1 激光經(jīng)緯儀可調(diào)平臺外觀相片和總裝圖相片如圖2所示

圖2 激光經(jīng)緯儀可調(diào)平臺外觀相片和總裝圖

3.2 可調(diào)平臺的主要組成

上部為與激光經(jīng)緯儀連接部分；中部為實現(xiàn)激光經(jīng)緯儀左右移動部分，移動距離(-46mm～46mm)；下部為實現(xiàn)激光經(jīng)緯儀上下移動部分，移動距離(0～185mm)；底部設(shè)法蘭連接面，可與現(xiàn)場裝焊的臨時管支架連接。

3.3 可調(diào)平臺配合激光經(jīng)緯儀的使用方法

(1)根據(jù)《軸系布置圖》要求，裝焊激光經(jīng)緯儀臨時管支架，“粗定位”激光經(jīng)緯儀；

(2)將可調(diào)平臺與管支架通過法蘭面螺栓固定，連接時注意在兩法蘭面之間加一層減震橡膠，減小測量時儀器的振動；

(3)將激光經(jīng)緯儀通過鎖緊螺栓與可調(diào)平臺固定；

(4)通過可調(diào)平臺，實現(xiàn)激光經(jīng)緯儀的“精定位”。當轉(zhuǎn)動可調(diào)平臺水平方向的左右手輪時，水平方向的小滑輪在小絲桿上沿導向軸左右移動，從而帶動激光經(jīng)緯儀左右移動；當轉(zhuǎn)動垂直方向的大滑輪時，即可升高或降低垂直方向的大絲桿，從而帶動激光經(jīng)緯儀上下移動。水平和垂直方向均設(shè)有導向裝置，確保絲桿直行移動和穩(wěn)定。

3.4 注意

(1)為保證精度，在測定船舶軸系理論中心線前，主甲板以下的船體結(jié)構(gòu)、大的舾裝件焊接及火工校正等工作均已完成?？紤]到船體變形、振動的影響，一般選擇在早晚，船體變形較小，船上無施工的時候開展測定船舶軸系中心線的工作；

(2)如圖3 所示，A、B兩個基準點在船中縱剖面延長線上，在每次調(diào)節(jié)激光經(jīng)緯儀位置時，激光線一定要能夠同時掃到A、B兩個基準點，并且兩條激光線的夾角一定是垂直90°00′00″，誤差<2″；同時經(jīng)緯儀水平度為00°00′00″，誤差<2″；

圖3 激光經(jīng)緯儀測定軸系理論中心線示意

(3)每處的測量和調(diào)節(jié)產(chǎn)生的誤差，盡可能做到最小，以免由于誤差傳遞產(chǎn)生更大的誤差，甚至錯誤。

4 結(jié) 語

船舶軸系理論中心線的測定是一項復雜和精細的工作，理論中心線在三維空間位置的精度直接影響船舶軸系的對中，新工裝“可調(diào)平臺”的使用，更好地發(fā)揮了激光經(jīng)緯儀的精確測量功能，進而保證了船舶軸系的安裝精度，也提高了工作效率。對于船舶軸系安裝與定位工藝具有積極的意義和影響。

該新型工裝的設(shè)計原理亦可應用于其它工程測量場景，或加以變通推廣到其他領(lǐng)域。