Способ определения пространственного положения судовых валов относительно друг друга

 

Использование: в области технической эксплуатации и ремонта валопроводов, преимущественно судовых, может применяться для контроля несоосности собранного валопровода. Сущность изобретения: в способе определения пространственного положения судовых валов относительно друг друга с помощью теодолита путем последовательных угловых измерений в горизонтальной и вертикальной плоскостях на мишенях, устанавливаемых на валах, при повороте последних дважды на угол 90^o, с дополнительным измерением расстояний от инструмента до мишеней. По аналитическим выражениям вычисляются: углы наклона валов в вертикальной плоскости и углы разворота валов в горизонтальной плоскости, углы наклона валов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, относительные смещения валов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. 5 ил.

Изобретение относится к области технической эксплуатации и ремонта валопроводов, преимущественно судовых, и может быть использовано для контроля несоосности собранного валопровода.

Известен способ измерения несоосности судовых валов, заключающийся в эксцентричном закреплении визирной трубы и мишени в контролируемых сечениях валопроводов, повороте вала на заданный угол, измерении смещения точки визирования, по которому определяют несоосность валов.

Недостатком способа-аналога является низкая производительность при недоступности валов для установки на них используемого оборудования, кроме того, он не позволяет определять углы излома и относительное смещение валов независимо.

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому являются способ измерения несоосности судовых валов и устройство для его осуществления, в соответствии с которым эксцентрично закрепляют визирную трубу и мишень в контролируемых сечениях вала, поворачивают вал на заданный угол, измеряют смещение точки визирования и по нему определяют несоосность по аналитическим выражениям.

Недостатком прототипа является низкая производительность труда при работе с валами, закрытыми различным оборудованием; в этом случае пришлось бы предварительно освобождать валы, обеспечивая доступность. Кроме того, этот способ обладает узким функциональным назначением, поскольку он позволяет определять лишь один обобщенный параметр несоосность, в то время как требуется в ряде случаев, например при юстировке валов, знать независимо углы излома во взаимно перпендикулярных плоскостях и относительное смещение, а также сами углы ориентации валов в пространстве.

Целью изобретения является расширение функционального назначения способа с одновременным повышением производительности труда в условиях труднодоступности валов.

На фиг. 1 приведена схема измерений при определении углов излома в вертикальной плоскости; на фиг. 2 схема измерений при определении углов излома в горизонтальной плоскости; на фиг. 3 схема измерений при определении вертикального относительного смещения; на фиг. 4 схема измерений при определении относительного смещения в горизонтальной плоскости; на фиг. 5 - схема измерений при определении относительного смещения в горизонтальной плоскости при отсутствии прямой видимости на марки непосредственно с точек стояния теодолита.

Заявляемый способ реализуют следующим образом.

В точке 0 /фиг. 1/, расположенной от вала V₁ не ближе пределов фокусирования зрительной трубы теодолита, устанавливают последний. На валу V₁ устанавливают визирную марку М₁ в ее первом положении /в.п./, а на втором валу V₁ марку М₂ также в ее первом положении. Например, на неподвижном основании устанавливают вспомогательную марку М₃. В качестве марок могут использоваться, например, металлические иглы, скрепляемые магнитом к валу или пластилином.

С помощью рулетки измеряют расстояния от оси вращения зрительной трубы 0'₁ до марок М₁ и М₂ /фиг. 1/ l₁₁, l₁₃. Теодолитом измеряют в вертикальной плоскости направления /углы наклона или зенитные расстояния/ на марки М₁ и M₂-₁₁,₁₃. При этом порядок измерения и формулы должны соответствовать используемому теодолиту, например типа Т2 /точный, с погрешностью угловых измерений 2"/. Теодолитом измеряют направление в горизонтальной плоскости на M₁-_1B, после этого поворачивают вал на 90^o таким образом, чтобы мишени М₁ и M₂ из верхнего положения перешли в среднее положение /с.п./ -фиг. 2 и наблюдались теодолитом. Измеряют направления в горизонтальной плоскости на мишень M₁-_1Г, на мишень а также расстояния от точки O'₁ до М₁ и М₂l_1г и l_1г /фиг. 4/.

После этого вновь поворачивают вал на 90^o таким образом, что марки М₁ и М₂ занимают второе положение /н.п./ фиг. 1. Теодолитом измеряют направление в горизонтальной плоскости на марку M₁-_1Н и расстояние до нее l_1H. По полученным результатам находят угол наклона первого вала ₁, по формуле /1/. При этом следует иметь в виду, что либо диаметр вала d необходимо измерить предварительно, либо d плюс два размера мишени.

Таким образом, по углу в горизонтальной плоскости =_1B-_1H /фиг. 1/ находят проекцию смещения марки М1 на горизонтальную плоскость l₁₁sin или l_1Г/l₁₁=(l_1B+l_1H)₂ / 206266 число угловых секунд в одном радиане/, разделив которую на a₁, получают значение sin₁. В случае несоосности ₁ из формулы /1/ можно перейти к следующей: Одновременно вычисляют угол поворота вала V₁ в горизонтальной плоскости по соотношению /2/ в котором учтено, что в измеренную разность входит в общем случае как составляющая, обусловленная углом наклона вала в вертикальной плоскости ₁, так и составляющая, обусловленная поворотом вала в горизонтальной плоскости.

После этого теодолитом откладывают угол 90^o относительно направления на первое положение марки М₁ /вообще говоря, относительно любого положения марки, в том числе и 90^o90_Г/ и фиксируют на этом направлении точку О₂ /фиг. 1/, в которой устанавливают теодолит и с его помощью откладывают угол 90^o относительно направления на точку О₁. Поворачивают второй вал до первого местоположения марки М₂ /можно начинать измерение и в обратном порядке, начиная со второго положения марки М₂, которое осталось после измерений с точки О₁/. Измеряют теодолитом направления в вертикальной плоскости на марку M₂-₂₂ марку вспомогательную M₃-₂₃, а также расстояние от оси вращения зрительной трубы теодолита О₂ до марок мишеней l_2В и l₂₃, измеряют теодолитом направление в горизонтальной плоскости последовательно на М₂ в первом положении -_B, в среднем положении на M₂-_2Г и на и, наконец, на мишень М₂ во втором положении _2Н. При этом каждый раз, измеряя расстояния до мишени М₂ /l_2B, l_2Г, l_2H/ и до мишени М₁ в ее среднем положении l'_2Г /фиг. 1-4/. По результатам измерений вычисляют угол наклона второго вала в вертикальной плоскости ₂ по формуле /3/, угол разворота второго вала в горизонтальной плоскости по формуле /4/, угол излома валов в вертикальной плоскости по формуле /5/, угол излома валов в горизонтальной плоскости по формуле /6/, относительное смещение валов в вертикальной плоскости по формуле /7/ и в горизонтальной плоскости по формуле /8/. При этом в формуле /8/ учтена составляющая смещения, обусловленная поворотом валов в горизонтальной плоскости или по малости

Формула изобретения

Способ определения пространственного положения судовых валов друг относительно друга, включающий измерение направлений на установленные на валах мишени при первоначальном положении валов и после поворота на заданный угол, и вычисление линейноугловых параметров, отличающийся тем, что теодолитом, установленным в заданной точке, последовательно измеряют направления на первую мишень M₁ и вспомогательную M₃ в вертикальной плоскости в первом положении на валу, расстояния до этих мишеней l₁₈, l₁₃ и направление на M₁ в горизонтальной плоскости в ее первом положении _1B, затем поворачивают оба вала на 90^o вокруг оси и измеряют направление в горизонтальной плоскости _1Г на первую мишень в ее горизонтальном положении и направление на вторую мишень М₂ в ее горизонтальном положении, а также расстояния до мишеней l_1Г, после чего поворачивают один из валов на 90^o в том же направлении и измеряют направление в горизонтальной плоскости на первую мишень _1Н во втором ее положении и расстояние до нее l_1Н, вычисляют угол наклона в горизонтальной плоскости первого вала a₁ по формуле где d диаметр вала с учетом размера мишеней, вычисляют угол разворота вала вокруг вертикальной оси где затем теодолитом откладывают угол 90^o и расстояние B₀, равное расстоянию между мишенями М₁ и М₂ на валах, фиксируют положение второй точки, устанавливают в ней теодолит и откладывают угол 90^o относительно направления на первую точку в направлении на второй вал и вторую мишень, измеряют направления на вторую мишень M₂ в ее первом положении в вертикальной ₂₂ и горизонтальной плоскости _2B и направление в вертикальной плоскости на вспомогательную мишень М₃, а также расстояния l₂₂, l₂₃ до мишеней, поворачивают оба вала на 90^o и измеряют направления в горизонтальной плоскости на вторую _2Г и первую мишени _1Г в их горизонтальном положении и расстояние до M₂ l_2г, поворачивают второй вал на 90^o в том же направлении и измеряют направление в горизонтальной плоскости на мишень M₂-_2H во втором положении и расстояние до нее l_2н, вычисляют угол наклона в вертикальной плоскости второго вала ₂ по формуле
угол разворота второго вала в горизонтальной плоскости

угол излома валов в вертикальной плоскости

угол излома валов в горизонтальной плоскости

относительное смещение валов в вертикальной
h = - l₁₁tg ₁₁+l₁₃tg₁₃-l₂₃tg₂₃+l₂₂tg₂₂,
и в горизонтальной плоскости

где b₁, b₂ расстояния от местоположения марок M₁ и M₂ до точки сопряжения валов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5