基于全站儀的軸類機(jī)械隱藏軸線的測(cè)定

摘 要：本文在分析現(xiàn)代機(jī)械維修和更新面臨的軸線丟失或破壞的現(xiàn)實(shí)問題基礎(chǔ)上，對(duì)隱藏軸線的特點(diǎn)和隱藏軸線在機(jī)械設(shè)備安裝和維修等方面的應(yīng)用進(jìn)行分析，提出了在保證精度要求前提下對(duì)隱藏軸線進(jìn)行測(cè)定的方法，即采用全站儀和垂球中線結(jié)合的原理對(duì)隱藏軸線及進(jìn)行測(cè)定。該方法適用于各類機(jī)械設(shè)備在軸線丟失或破壞條件下進(jìn)行維修和更新。

關(guān)鍵詞：軸類機(jī)械；隱藏軸線；精度；全站儀

Determination of Hiding Axis of Shaft Machine based on Electronic Total Station

Wu Tian'en

（Henan Qiantu Surveying and Mapping Geographic Information CO.， Ltd， Kaifeng Henan， 475000）

Abstract： Based on the analysis of practical problems faced by modern machinery maintenance and updating on the axis lost or damaged， this paper proposes the method of hiding axis surveying In ensuring the accuracy，based on the analysis of characteristics and application on hiding axis， which uses the principle of Electronic Total Station and vertical ball midline blinding. The method is applicable to all types of machinery and equipment for maintenance and updates at the axis of lost or damaged condition.

Keywords： shaft machine； hiding axis； accuracy； Electronic Total Station

引 言

在軸類機(jī)械安裝和維修、廠房建設(shè)和更新等工業(yè)生產(chǎn)中，需要建立各種裝備安置軸線，這樣便于合理規(guī)劃生產(chǎn)、大型機(jī)械的安裝和維修重組，讓生產(chǎn)和安裝規(guī)劃存在參照和數(shù)據(jù)可循。全站儀是集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測(cè)量儀器，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位放樣、坐標(biāo)測(cè)量等工作的直接進(jìn)行，廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備安裝、工程施工等精密工程領(lǐng)域，再結(jié)合必備的施工工具，能夠很好的滿足軸線的放樣和施工工作要求，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。然而，對(duì)于已經(jīng)施工的機(jī)械設(shè)備而軸線因客觀原因丟失或損毀來說，機(jī)械設(shè)備的維修和更新缺乏軸線數(shù)據(jù)的支撐，并且這些軸線軸心位置都是在機(jī)械內(nèi)部，不能直接獲取，基于此情況，對(duì)隱藏軸線的確定和隱藏軸線上任意點(diǎn)的測(cè)定方法進(jìn)行探討。

1 隱藏軸線的特點(diǎn)及工程應(yīng)用

對(duì)于已經(jīng)施工的機(jī)械設(shè)備來說，軸線因施工、維修等客觀原因遭到破壞或者已經(jīng)丟失，在機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修或更新時(shí)，需要對(duì)軸線進(jìn)行重新測(cè)定，以便滿足工程需要。而軸心位置一般處于機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，軸心位置不能直接進(jìn)行確定，需要重新對(duì)軸心位置進(jìn)行確定，進(jìn)而獲取機(jī)械設(shè)備的安裝軸線，這類軸線因軸心位置的被隱藏稱為隱藏軸線。隱藏軸線最為突出的特點(diǎn)：（1）為它的軸心位置是隱藏的；（2）軸心位置一般不能作為軸線導(dǎo)線計(jì)算的起始點(diǎn)；（3）不能用已有的確定軸心、測(cè)定軸線的方法來進(jìn)行測(cè)定；（4）對(duì)結(jié)果精度要求高。這些特點(diǎn)要求隱藏軸線的測(cè)定需要在保證精度的前提下對(duì)已有的測(cè)量方法進(jìn)行改進(jìn)。

2 軸心的確定方法

隱藏軸線的測(cè)定最主要的任務(wù)就是隱藏軸心的確定。以圓形機(jī)械中心確定方法為例，常規(guī)方法是根據(jù)圓內(nèi)任意兩條弦的中垂線的焦點(diǎn)即為圓心的幾何原理來確定軸心位置，而常規(guī)方法只適用于軸心位置暴露的情況，對(duì)于隱藏軸心的確定需要采用其他方法，本文中借用帶有垂球的線繩來實(shí)現(xiàn)，具體做法，見圖1：（1）在頂墻或高處穩(wěn)定部位安置三條可移動(dòng)的垂球線繩，中間線繩應(yīng)較短，處于圓軸位置上部即可；（2）兩邊線繩自然下垂，移動(dòng)線繩與圓軸相切，固定于K1、K2點(diǎn)；（3）用卡尺量取K1、K2點(diǎn)間距離，即為圓軸直徑2r，移動(dòng)中間線繩至K1、K2連線中點(diǎn)O1處，即間距為圓軸半徑r，讓中間線繩自然下垂，精確量取O1點(diǎn)距離圓軸頂面點(diǎn)O2點(diǎn)的距離h。利用垂球線繩的方法可使隱藏軸心位置與O1點(diǎn)位置處于同一鉛垂面內(nèi)，則在同一鉛垂面內(nèi)，隱藏軸心位置在O1點(diǎn)處鉛垂方向-（h+r）處，方便進(jìn)行坐標(biāo)系的建立和數(shù)據(jù)計(jì)算。

3 基于全站儀的隱藏軸線的確定

軸心位置確定后，隱藏軸線位置已經(jīng)形成，如何將軸線位置實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定供生產(chǎn)施工應(yīng)用，需要借助全站儀和相應(yīng)測(cè)量方法的支撐。利用垂球線繩將軸心點(diǎn)位置和線繩頂端位置處于同一鉛垂面內(nèi)，為了方便數(shù)據(jù)計(jì)算和全站儀測(cè)量，以O(shè)1點(diǎn)位置的水平面為基準(zhǔn)面，建立以O(shè)1點(diǎn)為原點(diǎn)，O1點(diǎn)與另一軸心處線繩頂部位置O'1點(diǎn)連線在水平面內(nèi)的投影為Y軸，O1點(diǎn)處垂球線繩處的鉛垂面與水平面的交線為X軸建立平面直角坐標(biāo)系。則隱藏軸圓心點(diǎn)O坐標(biāo)為（-（h+r），0），O1與O'1點(diǎn)兩點(diǎn)在坐標(biāo)系內(nèi)的投影A（與O1位置重合）、B點(diǎn)坐標(biāo)X值均為0，見圖2。

對(duì)隱藏軸線上任意點(diǎn)位置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，具體方法如下：

4 結(jié) 論

上述針對(duì)隱藏軸線測(cè)定的方法對(duì)軸線因客觀原因丟失或損毀而需進(jìn)行維修和更新的機(jī)械設(shè)備提供了一種實(shí)用性的測(cè)定方法，該方法實(shí)用性強(qiáng)，操作簡單，設(shè)站對(duì)點(diǎn)位要求較低，只要能夠架設(shè)全站儀，進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量即可。為了達(dá)到測(cè)定精度的要求，需要對(duì)測(cè)定的點(diǎn)位進(jìn)行檢驗(yàn)和精度評(píng)定，并且進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。機(jī)械設(shè)備軸線的重要性要求對(duì)軸線點(diǎn)位應(yīng)當(dāng)進(jìn)行很好的保存，以免產(chǎn)生不必要的工作量，影響施工進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

李青岳，陳永奇. 工程測(cè)量學(xué)[M]. 北京：測(cè)繪出版社，1995

郭建華，花向紅，鄒進(jìn)貴. 外裝工程軸線放樣及其精度分析[J]. 礦山測(cè)量，1999，（4）：54-56

王佩賢，龍學(xué)柱，楊忠. 全站儀及其應(yīng)用研究[J]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，（6）：720-722

張曉東. 機(jī)械設(shè)備安裝測(cè)量檢驗(yàn)[J]. 地理空間信息，2008，（1）：103-105

豐秀福，石永樂. 工程測(cè)量[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013

作者簡介：吳天恩（1986-），男，河南滎陽人，主要從事工程測(cè)量、地籍測(cè)量、工程管理方面的工作和研究。