“CayYere”法測量工件水平

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“CayYere”法測量工件水平 

    喬新義

1  簡述 

    三峽電站機組部件法蘭面直徑較大，利用傳統(tǒng)的水平測 量方法不能正確、全面地反映部件法蘭面的實際安裝水平分 布情況。ALSTOM利用“Cayere"方法測量法蘭面水平，并根 據(jù)所測得的數(shù)據(jù)，計算各相鄰測點之間的高差，繪制各測量點 高差分布曲線及擬和正弦曲線，從而確定法蘭面實際水平。 

2  法蘭面水平測量方法 

    此測量方法要求1＃測量點與n＃測量點在同一個分布圓上，而且測點閉合。 

    首先，根據(jù)要測量部件的法蘭面直徑，確定測量圓分布直徑。將測量圓分成72等份，各等份長度等于所使用框式水平儀長度，并將測點順時針編號。測量時，將水平儀氣泡的一端用膠帶蒙住，只讀取另一端數(shù)據(jù)變化值。以1#測點為起點，逐步測量各相鄰點之間的高差，最后測量1#測點和n#測點之間的相對高差。記錄各點水平儀氣泡變化格數(shù)。 

    由于水平儀存在固有誤差，因此對同一個測點要換向測量兩次，分別計作αn,bn。假設(shè)在各點測得數(shù)據(jù)分別為α1，b1，α2,b2……αn,bn。水平儀長度為L，精度為／μ。將l#點作為測量基準(zhǔn)點，其相對于水平面的高差h1＝0，2號點相對于l號點的高差記作h2，n號點相對于(n一1)號點高差為hn，所測量各點相對于1#點的絕對高差為ΔH。 

各測點的相對高差h分別為： 

； 

； 

　　……   

； 

　　1#點相對于n號點的高差 

。 

　　各測量點相對于l#點的絕對高差為ΔH為： 

  ΔH1＝h1 
　　ΔH2＝ΔH1+h2＝h1+h2 
　　ΔH2＝ΔH2+h3＝h1+h2+h3 
　　ΔH3＝ΔHn-1+hn＝h1+h2+h3……+hn 
　　ΔHn＝ΔHn+h1-n＝h1+h2+h3……+hn+h1-n 

　　如果ΔH1-n與h1差值過大，說明測量誤差過大，應(yīng)考慮對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正或重新測量。測量誤差按均勻累積計算，并在計算各點高程差時將誤差從每個測量點中扣除。最終所獲得的一組數(shù)據(jù)應(yīng)是閉合的，而且在理論上其展開曲線應(yīng)是正弦曲線。但在實際操作中，由于加工、測量、溫度等各方面的影響，部分?jǐn)?shù)據(jù)會偏離正弦曲線?？蓪?shù)據(jù)進(jìn)行正弦擬和計‘算，從而得到正確的正弦曲線方程。 

    若設(shè)經(jīng)過修正后所得到的一組數(shù)據(jù)分別為：A1，A2，A3，……，An。正弦曲線為y＝Asin(θn+φ)+C。則有： 

    取某一圈測量數(shù)據(jù)的水平最大值在X軸、Y軸上的分量： 

      

   　   

　　偏心角

　 

　　安裝部件計算水平度應(yīng)為2A。但考慮到工件加工時所存在的平面度誤差，安裝部件的實際水平，應(yīng)考慮部件加工高點與計算水平所出現(xiàn)的疊加現(xiàn)象。 

3  法蘭水平計算示例 

    如表l所示為實測大軸法蘭水平數(shù)據(jù)，所測量法蘭面直徑為3 000mm，水平儀長度為300mm，水平儀精度為0.02mm／M，根據(jù)所測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，并繪制測點及法蘭水平分布曲線圖1，可得到法蘭水平為0.04mm。擬和正弦曲線方程為y＝0.02sin(φ十202.2)—0.004。   

表l  大軸法蘭水平測量數(shù)據(jù)   

測點

a

b

測點

a

b

1

5.0

5.8

17

7.2

3.9

2

5.2

6.0

18

6.7

3.7

3

5.0

6.0

19

6.0

3.5

4

4.6

6.3

20

5.5

5.0

5

4.0

6.8

21

6.2

4.0

6

3.6

6.5

22

4.5

6.0

7

4.8

5.9

23

7.6

5.4

8

5.9

4.0

24

3.6

6.2

9

5.6

2.8

25

5.3

5.3

10

6.0

8.5

26

2.1

8.0

11

7.0

2.0

27

3.9

7.0

12

6.4

4.5

28

5.9

5.0

13

5.9

3.6

29

5.7

5.3

14

5.2

4.4

30

7.0

5.4

15

5.4

4.4

31

4.7

5.7

16

2.9

6.0

32

6.1

4.2

                   

3  總結(jié) 

    “Cayere"法測量法蘭面水平具有測量準(zhǔn)確，能反映法蘭面的真實水平狀況和加工面局部不平的優(yōu)點，而傳統(tǒng)測量方法在法蘭面加工局部不平時，因測點過少而容易導(dǎo)致測量結(jié)果失真。同時，用計算機進(jìn)行曲線擬和后可以判斷測量數(shù)據(jù)是否真實可信，并對法蘭面加工的高、低點進(jìn)行定位，在調(diào)整軸線折彎時可以提供參考。因此“Cayere”法測量法蘭面水平是先進(jìn)、科學(xué)的測量方法，其在三峽工程的成功應(yīng)用為大型水輪發(fā)電機組的安裝提供了借鑒。