关键词：
设备精度（精选九篇）
设备精度 篇1
脉冲雷达测量系统动态精度评定一般采用外场跟踪飞机即精度校飞的方法。该方法有如下一些缺点:一是试验周期较长,致使新雷达装备的研制周期较长;二是试验对靶场测量、时统、通信、校飞飞机等设备的配合,试验组织、协调复杂,靶场人力、物力消耗较大。仿真试验作为一种全新的试验方法,能够借助国内外先进的科学技术,模拟试验条件和环境,快速、准确、高效地完成脉冲雷达测量系统动态精度鉴定试验。因此,为了缩短脉冲雷达研制周期,使新雷达装备尽快形成战斗力,提高靶场的综合试验能力、试验效率,减少试验消耗,有必要研究快速、高效的雷达测量系统动态精度仿真试验方法。通过分析精度校飞试验工作原理、信息关系、粗略误差规律,建立相应数学模型并结合软件编程技术可实现雷达精度校飞试验高精度仿真。
1仿真校飞的总体
1.1 校飞航路的模拟
鉴于脉冲雷达精度校飞试验都是应用国军标《导弹航天器试验·外测设备的精度评定·脉冲雷达》(简称GJB1381.2-92)为标准进行试验展开和事后数据处理的,该国军标经多年靶场实践应用检验、计算方法成型。进行脉冲雷达精度评定时,为接近实战情况,往往选取以校飞飞机为跟踪目标,以激光经纬仪为标准比对设备进行精度校飞试验。校飞过程中,仅作匀速直线运动的情况是很少的,更多的是平飞时的加速、减速运动。为使飞机保持直线平飞状态,飞行员要不断地操纵调整油门和驾驶杆。加速时加大油门同时减小飞机迎角;减速时收小油门并打开减速板,增大迎角,以保持飞行姿态。由于受到空气阻力和发动机推力等合力的作用,飞机加速后会在新的平衡下匀速运动,故实际加速度的变化过程是一个从小到大再减小为零的非线性连续变化过程。此时,飞机在t时刻的速度可用二次曲线近似描述为:
飞机在某直线航路t时刻相对于始点的位移为:
仿真时,可周期性令a=0,b=0,代表匀速直航飞行后,再取a≠0,b≠0的适当值进行实际飞行仿真。
1.2 校飞航迹数据的模拟
飞机沿预设的航路飞行,受气流等不确定因素影响,在空间并非完全直线飞行。同时雷达在跟踪测量时受各种干扰得到的量测信号,是带有一定噪声的随机变量,也使得量测数据在三维方向上“摇晃”,为使模拟航迹数据与实测数据相似,首先生成理想直线航路,然后随采样周期推进在此理想航路上取点,按服从一定概率分布、符合飞机校飞点迹统计规律的方法在三维坐标方向引入随机数叠加到这些点值上。从这个意义上说是可以得到理想真值的:即为理想航路上取的点值,也是GJB1381.2-92中作比对标准的“光学测量值”。而叠加随机数后形成的点值则是模拟的雷达测量值。仿真时,先预设理想直线点迹数据进行校飞仿真初始化,同时也得点迹测量真值,然后在三维方向上叠加随机数模拟真实测量值。雷达测量的量值是对许多随机噪声的综合反应(如接收装置热噪声,宇宙噪声)等,可以将输出噪声看作是许多独立的随机噪声之和。根据中心极限定理,由许多独立的随机变量(n个)之和构成的一个随机变量,当n趋近于无穷大时,它总是呈现正态分布特性,伴随雷达量测数据的输出噪声可以看作是正态分布噪声[1]。由此噪声模型,结合雷达性能参数、测量特性修改完善噪声模型,并确定噪声模型中的参数后进一步可得模拟的雷达测量值,具体如图1虚线框所示。
1.3 仿真的基础
脉冲雷达精度试验的数据处理是依GJB1381.2-92中规定的数据处理方法进行的,GJB1381.2-92中一组系统误差模型公式如下[2]:
方位系统误差:
仰角系统误差:
距离系统误差:
公式中t,R1(t),A1(t),E1(t),A10,A1m等系数含义见GJB1381.2-92中详细说明。上列公式中除了R1(t),A1(t),E1(t)外,其余所有系数(A10,R10,E10,a11,e11等)均是雷达固有的不变参数或阵地标校参数(标校后为固化值)(图2),对应每台雷达的这些固有参数和标校参数反映雷达设备加工精度及研制时对误差控制程度,客观制约着测量数据质量的好坏,在极大程度上决定雷达测量精度和误差范围,而R1(t),A1(t),E1(t)是雷达动态测量值(可变的),为求出具体某台校飞雷达的精度,只要公式(3)～(5)中的设备固有参数、标校参数对应该台校飞雷达的固有参数和阵地标校值,再代入模拟产生的动态测量数据R1(t),A1(t),E1(t),然后依GJB1381.2-92中数据处理方法,就可求出该台雷达测量精度,这也可以说是一种半实物仿真。
2噪声数据的生成
随机数产生的方法很多,在VC#.net 2005语言中可利用Random类的成员函数Random.Next(0,1)来产生[0,1]间均匀分布的随机变量X～U[0,1]。随机数的生成是从种子数seed0开始,如果使用同一个种子seed0,就会生成相同的数字系列。可在VC#.Net 2005中使用与时间相关的默认构造函数Random()产生Random类,当使用Random()再次创建Random对象时就生成一个不同的序列,以此来保证产生随机序列的不同。简要代码如下:
//Create a random object with a timer-generated seed.
static void AutoSeedRandoms()
{// Wait to allow the timer to advance.
Thread.Sleep(1);
Random autoRand = new Random();
autoRand.Next(0,1);
}
在均匀分布基础上,标准正态分布随机数的产生通常用以下方法[3]:
其中ζ1,ζ2是两个相互独立的(0,1)上均匀分布的随机变量,由Random.Next(0,1)产生。再令:
式中Ym～N[0,1],μ为数学期望,σ为均方差。此即均值和方差为定值的正态分布随机变量,Y′m～N[μ,σ2],期望Eζ=u,方差Dζ=σ2,产生随机数后作为理论值的叠加,模拟雷达测量值与真值的偏差,近似实际工作环境,仿真雷达的测量噪声。
3仿真的设计与实现
按GJB1381.2-92中航路选取原则及匀速直航校飞要求,令仿真时飞行3个直线航路,每航路来回飞行4个航次且航路高程为h=8 500 m,8 000 m,7 500 m,三条航路在xoy平面上投影与x轴成135°,航路捷径为4 km,航程相对航路捷径点±60 km(图3)。利用面向对象的VC#.net 2005语言,依GJB1381.2-92中的数据处理方法编程进行模拟校飞,仿真校飞画面如图4所示。
仿真飞机以v0=300 m/s,400 m/s速度在每条航路上来回飞行,给定s0,h,v0,a,b后,仿真时钟递进Δt=100 ms,依式(1)、式(2)在航路上每Δt得理论坐标值(x,y,h),由式(8)～(10)转换成相应(R,A,E)值即为雷达测量真值。在点值(x,y,h)的三维坐标方向上叠加由式(6)～(7)产生的正态随机值rnd x,rnd y,rnd h,再依式(11)～(13)转化为(simu R,simu A,simu E)得雷达模拟测量值(图5),如此取采样点(x,y,h),加随机量(rnd x,rnd y,rnd h),得仿真值(simu R,simu A,simu E),就相当于对目标进行一次测量。公式如下:
求出航路上一系列点模拟测量值后,按图1数据处理流程进行精度计算。在数值仿真中,有关的数据处理(如系统误差修正、真值比对等精度评定的方法、内容)完全遵照GJB1381.2-92中规定。将精度数据处理过程编写为程序,通过改变校飞航路、变更初始设定数据(x,y,h)等,用多种误差统计特性值进行多次仿真,得到大量模拟测量数据,用GJB1381.2-92中的方法经计算机成批处理,获得数据处理结果,完成雷达精度校飞试验仿真。
4仿真结果示例
依上述方法对某型单脉冲雷达进行数值仿真,结果如表1所示。同时也一并选取某次试验任务中实际飞机校飞,雷达跟踪测量记录数据并按GJB1381.2-92中方法进行数据处理的结果对比列出如下:
σR≤3.0,σA≤0.40,σE≤0.40,σA⧋σE (15)
经多次数值模拟、精度评定计算后可得数据处理结果(表1中前三行):以上结果完全与所模拟的雷达研制技术参数说明书给出的结果一致,并且由表1易知仿真的数值处理结果比实际校飞数值处理结果小,这是因为计算机处理过程减少了人为因素影响,数据处理精度相应要高。
5结语
此方法利用公式(3)～(5)中变量和不变量关系,构造数学方法进行仿真,事先产生理想真值,将理想真值作为比对标准,然后引入随机数进行数值仿真,求解误差和相关数据精度评定,克服了实际校飞时无法得知理想真值缺陷,可谓独辟蹊径。以可视化、软件化方法将雷达精度校飞数据处理过程、精度统计分析程序化,编程实现仿真计算,充分利用计算机进行问题求解,提高了靶场综合试验能力和试验效率,节约了大量人力、物力和财力,具有很大的军事、经济效益。
参考文献
[1]王霄红.一种通用型的目标数据仿真[J].现代雷达,2004,26(4):32-34.
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[5]孔德培,汪连栋,王国良,等.对空警戒雷达功能仿真研究[J].系统仿真学报,2003,15(9):1 300-1 303.
[6]李钦富,许小剑.相控阵雷达系统仿真模型研究[J].中国电子科学研究院学报,2007,2(2):239-243.
设备精度 篇2
浅谈公路动态超限检测设备应用与测量精度控制
介绍了公路动态超限检测设备工作原理,分析了公路动态超限检测设备调查和测量精度控制常见问题.
作 者：程保喜 CHENG Bao-xi 作者单位：山西省自动化研究所,山西太原,030012刊 名：科技情报开发与经济英文刊名：SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY年，卷(期)：19(13)分类号：U492关键词：公路 超限检测 精度控制
设备精度 篇3
【关键词】设备；装配精度；影响；措施
一、设备装配精度
机械设备装配就是将一系列全部合格的零部件、设备组装成具有一定生产能力的技术装备或生产线系统。产品装配完成后需要进行各种检验和试验，以确保其装配质量和使用性能。为了使机械设备具有正常工作性能，必须保证其装配精度。设备装配精度包含各独立设备之间所需正确联动的位置精度、单台设备重现的制造精度和整台设备在使用中的运行精度。
二、设备安装配合精度的影响因素
设备在装配时受到的精度影响因素不是单一的，应从多方面因素综合考虑和分析。下面重点介绍了八种影响因素。
（一）基础的影响
设备基础存在强度不够、沉降不均匀和抗振性能不足等一些缺陷对安装精度存在严重的影响。设备找平、找正、找标高及安装检验合格后，若基础强度不足、继续下沉，安装会存在偏差，造成设备安装精度降低。因此，设备安装前，应检查和测试基础强度是否符合设计要求，应观测基础沉降是否稳定，确定都合格后作最终设备调整和固定安装。设备运行过程中可能会产生较大的动载荷或冲击载荷，若设备基础抗振性能不足，也会影响设备安装精度。
（二）灌浆和垫铁的影响
在垫铁和二次灌浆层上安装设备。若垫铁本身的质量（表面不平整、有毛刺，尺寸误差大）、垫铁的接触质量（垫铁不平稳、接触不好，未焊牢）、二次灌浆质量（不密实、强度达不到）存在一些问题，会严重影响设备装配精度。应严格按照垫铁的设置和灌浆要求进行合理的施工和安装，使设备装配误差降到最低限度。
（三）地脚螺栓的影响
地脚螺栓的位置、标高、垂直度和紧固力矩直接影响设备安装的质量。有些设备（特别是自动化程度高的联动设备）对标高、位置的准确性要求很严。因此，必须在设备安装前，地脚螺栓埋设后对其进行检查和矫正。当发生偏差时，应根据设备的具体情况采用不同的处理方法。地脚螺栓若安装不垂直，在浇灌混凝土时产生偏移，还可能产生局部间隙，造成设备与螺母的接触会倾斜不正，受力不均衡，影响设备的牢固安装固定；螺栓紧固力低于标准要求，装配连接存在松动，设备在工作运行中会产生振动和位移，造成设备安装精度降低。因此，地脚螺栓安装位置、标高偏差、垂直度和预紧力均应按照规范、技术文件及设计图纸的要求进行施工，发生偏差时应认真进行纠正和核准，从而保证整套设备的安装质量和精度。
（四）设备制造及装配的影响
1、设备制造对安装精度的影响主要来源于加工精度。若设备制造质量达不到设计要求，对安装精度的影响是最直接、最严重的，且很多问题在现场无法处理和解决，多数需返厂处理，所以设备在未出厂前要严把质量关。
2、散装或解体设备的装配精度将直接影响设备的运行质量、可靠性、稳定性和使用寿命。装配偏差的大小从各活动部件之间的相对直线运动精度、圆周运动精度、传动精度、配合间隙或过盈的配合精度以及接触质量等多个精度的高低上体现。
3、影响设备各零部件之间的相互位置精度（如平行度、水平度、铅垂度）和相对运动精度的因素还存在于设备基准件的安装精度等，如龙门刨床的直线运动精度制约于床身导轨安装的直线度和导轨之间的平行度等相关因素。
（五）测量的影响
测量误差对设备安装精度的影响主要是测量仪器的检测精度、检测基准的加工精度、安装基准的实际偏差、检测方法的合理性和检测人员的技能水平。
1、设备检测测量时，要首先选择正确合理的基准位置，否则会严重影响整套设备安装找正找平和调整的质量。安装时测量基准一般以加工面（底座、壳体、机身、机座、床身、台板、基础板）或中心轴线为基准，当设备加工面和轴线有多个时，应突出主要工作面或主要工作轴线。检测过程尽量减少中间环节，避免造成较大的积累偏差。检测还应注意周围环境（如温度、风力）的相应影响。
2、所选测量工具和检测仪器的精度必须与被测量对象的精度要求相适应，否则达不到质量标准和要求。
3、测量人员测量时的主观性或视差，以及技能水平不够、压力过大等操作误差，将直接影响安装精度。
（六）应力的影响
在材料内部存在着的一种不受任何外力作用的应力称为内应力。这种内应力是不可避免的，设备无论是在制造还是在安装过程中都会产生内应力，内应力的存在会给设备带来一定危害，将使结构材料的刚度和穩定性降低设致使备产生变形而影响构件的装配精度。所以要采取一些合理有效的设计措施和工艺措施来降低和限制内应力。
（七）温度的影响
温度的变化对设备安装精度的影响是环境因素中的一个相对重要的因素，对设备基础和设备自身结构的影响比较大，特别对大型、精密机器的安装如精密机床、高精度的大型连轧机组。由于温度变化的原因，设备基础、设备结构会随之变形而影响安装精度，应做出适当的调整。
1、设备基础的温度变形。如大型机床的基础尺寸比较大、长、深，当温度变化时，基础上下会存在温度差，上面温度变化大、下面温度变化小，使设备基础发生两种变形情况。当气温上升时，设备基础由于受上部温度比下部温度高的原因出现中间上拱的变形；当气温降低时，设备基础由于受上部温度比下部温度低的缘故产生了中间下陷的现象。
2、设备自身的温度变形。设备在运行时各零部件受到工作状态产生的大量热量而产生热变形，影响其安装装配精度。如汽轮机转子的几个支承因受热条件变化，零部件产生的温度场将有所不同，热变形也就不同，造成转子中心位置发生改变。
3、恶劣环境场所，主要是生产与安装工程同时进行，严重影响作业人员视线、听力、注意力等，可能造成设备安装质量偏差。
（八）操作的影响
操作者从事安装工作应具有相应的操作技能、技术水平和责任心，并按正确的工艺标准进行装配和安装，否则将会产生较大的操作误差。解决操作问题的关键是将操作误差控制在允许的范围内。
三、控制装配精度的措施
提高安装精度的措施应从人员、机具、设备材料、施工方法、施工环境五个方面着手。特别要重视人的作用，对操作者的工作经验、岗位证书、身体状况、专业技术水平、技能考核、责任心等进行把关和控制，让合格人员去从事相应的安装工作，再结合适当、先进的施工工艺和配备适当的施工机械和检测器具，在施工作业环境和现场自然环境都适宜的条件下操作，设备安装装配精度和质量才能提高和保证。具体控制措施如下：
1、尽可能排除和避免影响安装精度的许多因素。
2、综合考虑设备的设计精度要求、结构特征，选择合适的装配和调整方法。过大的安装累计误差抵消时采用可补偿件的位置或选择固定补偿件的办法调整。
3、选择合理的检测器具和测量方法，其精度等级符合被检测设备的精度要求。
4、在调整法抵消不了过大的安装累计误差情况下，必要时选用修配法，对补偿件进行加工补充。
5、设备安装允许存在一定的合理偏差，但要确定偏差的方向。设备安装精度偏差方向的确定是一项复杂的、技术性较高的工作，一种偏差方向往往要考虑多种因素，重点考虑主要因素对安装精度偏差方向的影响。
四、设备安装偏差方向的控制
1、温变偏差的补偿
机械设备通常是在相同环境温度下进行安装的，但许多机器在运行工作中则处在不同温度的状况下。对这类机器的装配安装，要考虑和控制温度变化对安装偏差方向的影响。例如调整两轴心径向位移时，运行中温度高的一端应低于温度低的一端，所以汽轮机、干燥机上部间隙小于发电机、鼓风机下部间隙，得以补偿运行中温度变化引起的偏差。
2、受力偏差的补偿
在自重状态下进行设备安装，一旦投入运行承载后，安装精度的偏差有的会发生变化。例如：带悬臂转动机构的设备安装时就应控制轴线与机组中心线垂直度和悬臂轴水平度的偏差，使其能补偿受力引起的向下和向前倾斜的偏差。
3、磨损偏差的补偿
装配中的许多配合间隙（如齿轮啮合间隙、轴承间隙、键槽间隙）在设备运行时都会因磨损而增大，使设备在运行中产生振动或冲击，因此安装时要选择、调整适当的配合间隙，补偿磨损偏差引起的不良影响。
总之，机械设备在安装装配中要受到以上多种因素的影响，要综合分析影響其安装精度的原因，针对性的采取相应措施和方法来严格控制安装精度和偏差，使设备在运行中充分发挥高效率和作用。
参考文献
[1]崔淑玲，殷长城.机械设备安装的精度控制分析[J].科技传播，2012年24期.
[2]董宝富.机械设备安装浅析[J].化学工程与装备，2009年08期.
[3]白生强.机械设备安装施工要点[J].建材技术与应用，2004年01期.
作者简介
设备精度 篇4
1 精度控制工具主要结构部件
(1)三角门形架构。为降低精度控制工具的制造成本,可以选用施工现场剩余的钢筋下脚料,用直径12 mm的螺纹钢筋作为支架主体,用直径8 mm的螺纹钢筋作为支架加强筋,用切割机截至所需长度,再如图1所示焊接成形,并涂刷防锈漆。
(2)分体式花篮螺丝。从五金市场采购制式的分体式花篮螺丝,规格为M10的花篮螺丝展开长度为355 mm,调节距离为115 mm,其调节高度可满足施工需要。
(3)镀锌铁丝。选用22号镀锌铁丝悬挂槽钢。22号镀锌铁丝直径为0.711 mm,承重62 kg,能够起吊日常施工中所使用基础槽钢,实际应用中还可根据需要增加铁丝使用匝数。
2 工作原理
原来施工时,需要根据槽钢安装高度要求焊制相同高度的支架,再将槽钢架起。支架焊接完成后即无法根据实际情况调节槽钢垂直方向高度,随后进行浇筑工作,钢筋支架与槽钢一同浇筑在了基础当中。支架除了起到支撑槽钢的作用,在其他方面并无明显用处,还造成了材料的浪费。借助精度控制工具后,如图2所示,利用精度控制工具将槽钢两端挂起,浇筑时只将一段铁丝浇入基础,大大节省了钢筋材料的消耗。
3 安装精度调节
(1)水平位置调整。首先通过地面画线,对齐两端支架四脚,通过找准两支架的摆放位置和花篮螺丝的挂点位置,对槽钢安装的水平位置进行粗找正,再利用钢卷尺测量槽钢与基准线的相对位置差,调节花篮螺丝挂点位置,精确调整槽钢水平安装位置。
(2)垂直位置调整。首先调节花篮螺丝使两支架上的花篮螺丝伸展长度一致,再用同等长度的镀锌铁丝挂起槽钢,结合在建筑工程施工中常用的DS3型水准仪对槽钢两端位置高度进行测量,根据测量结果调整花篮螺丝的伸缩长度,精确调节槽钢垂直方向位置。
4 改进优势
设备精度 篇5
2008年5月12日我国四川省汶川地区发生8.0级强烈地震(Earthquake),房屋损毁严重,人员伤亡众多。我院地处重庆市内,地震时,人员感受到明显震感,高层建筑呈现一定程度的摇晃,后期又出现了多次具有震感的余震(Aftershock),这对精密医疗仪器设备的精度(Precision)可能造成误差影响,我院为此进行了放射设备精度分析与检测,其结果值得震区医疗机构的医工科人员予以关注。
1 地震与医疗仪器设备
此次汶川8.0级地震,与我院的震中距约为500km,我院病房大楼顶端出现约4cm~6cm幅度的摇晃,部分桌面物品和医疗器械发生移位。可见,地震对医疗仪器设备的位置影响不可忽视,特别是高精度治疗设备,如直线加速器、伽玛刀等。对于震中距较小的医疗机构,更应重视地震对医疗仪器设备的影响情况。
2 放疗设备受震影响分析
放疗直线加速器(Accelerator)和与加速器配套构成的X线刀(X-Knife)在医疗上要求精度十分严格,对加速器Gantry旋转中心、Collimator旋转中心、Therapy Couch旋转中心、光野与射野的重合性等都有精度要求[1,2],其机械等中心综合精度应<±1mm。由于地质、房基、温度、湿度、机体变形等因素会使等中心变位[3]。而承载(6000~8000)Kg的Gantry基座和承载(2000~3000)Kg的Therapy Couch基座,通常为分别施工的独立建筑基础,在受到地震晃动影响后,易出现Gantry中心和Therapy Couch中心重合度超差的情况,影响放射治疗的处方剂量和精确治疗效果。
根据AAPM(American Association of Physicists in Medicine)标准和中华医学会放射肿瘤学会提出的质控要求,对于精度要求优于直线加速器的伽玛刀(Gamma-Knife)和模拟定位机(Simulator)而言,其建筑也是将治疗床基座与主机体基座独立分开的,因而受到地震晃动影响出现等中心变化的可能性更大。
激光定位仪(Laser-Localizer)是直线加速器和模拟定位机的标定指示仪器,通常安装在直线加速器和模拟定位机两侧墙及天花板上,而机房墙体地基与设备基座也是独立结构,在地震影响下,常常会出现激光射束偏移(Shift)的现象。
因此,在地震和余震后,工程技术人员应注重检测直线加速器、模拟定位机、伽玛刀和激光定位仪的精度,以保证肿瘤病员的正确治疗,减少放射线对病员正常组织的损伤,以达到肿瘤放射治疗的预期效果。
3 放疗设备受震后的精度检测
3.1 直线加速器精度检测
震后,我们对本院英国PHILIPS公司SL75-14和瑞典医科达公司SLi型两台直线加速器分别进行了如下检测。
(1)小机头旋转中心精度检测采用坐标法,逐渐从0°至360°范围内缓慢旋转小机头,记录十字线交点在坐标纸上的变化轨迹,其基点与轨迹的最大偏差应<1mm,实测值为0.8mm。
(2)大机架等中心(Iso-center)精度检测采用胶片法,以大机架0°、40°、80°、120°、160°、200°、240°、280°、320°对胶片进行曝光。冲洗胶片后,找出各曝光线的中线并测量各线相交所得的交点之间的距离,从而得到大机架的等中心位移,其等中心偏差应<±1mm,实测值符合要求。
(3)治疗床旋转中心的检测在大机架和小机头等中心测试合格后,可用坐标法,测量治疗床旋转至不同角度时最大误差值应<±1mm,实测符合。
(4)射野与灯光野重合度检测采用胶片法,对10cm×10cm、15cm×15cm、20cm×20cm进行检测,其四边实际误差均<1mm。
(5)对于X线刀每次治疗前必须行Winston-Lutz试验,确保机械等中心的稳定。即直线加速器机械稳定性及等中心的校准:采用26mm准值器,Kodak X-Omat XTL-2剂量胶片,60MU的输出剂量,床角和机架共取10组组合,分别行等中心摄片,位于等中心点上的钨球的影像在各个方向上偏离中心点的差值不应超过1mm。
3.2 伽玛刀精度检测
按伽玛刀质量保证的日常程序化管理提出的检测方法[4],我们对本院瑞典医科达公司Leksell-C型伽玛刀可能受震影响的参数进行了检测。检测结果:机械等中心精度小于允许误差0.5mm的要求;坐标轴精度在允许的±0.5mm范围内;自动摆位系统(APS)误差小于0.1mm,均符合ICRP44号报告《放射治疗中患者的防护》、RTOG的《放射治疗质量保证准则》及卫生部43号令《大型医用设备配置与应用管理暂行办法》等相应的标准。
3.3 模拟定位机精度检测
模拟定位机的精度是放射治疗计划设计质量保证的基础,在地震后,采用胶片法、坐标法和投影法对我院核通SIMULIX-HP模拟定位机小机头、机架、病人床旋转等中心和灯光射野重合性[5],以及光距尺(Optical Distance Indicator)误差进行了测量。实测发现:除机架等中心超差为1.5mm外,其余指标均优于允许精度。经重新校准后,机架等中心误差<1mm。
3.4 激光定位灯精度检测
激光定位灯在模拟定位和等中心照射定位,以及适形放疗定位中起着重要的作用,由于多方面的原因,容易使加速器和模拟定位机的激光定位束出现偏差,特别是受到地震影响后,更应开展激光定位灯精度检测。采用有机玻璃光束验证板(如图1)对我院2台直线加速器和1台模拟定位机激光定位系统的三只激光器分别进行检测,发现模拟定位用激光定位灯精度小于1mm,符合临床使用要求;但有1台直线加速器内两侧墙激光束水平方向不重合度达2.5mm。经调校后,实测激光束重合精度为0.5mm,恢复了激光定位灯的标定指示精度。
4 讨论
*为超差指标项
我们将此次放疗设备震后检测结果与年初测量值比较。由表1可见:直线加速器、X线刀、伽玛刀和模拟定位机的大多数指标精度未发生明显变化,但模拟定位机等中心误差和1台直线加速器激光定位灯重合度均有不同程度的超差,经调校后满足了设备指标要求。因此,放疗设备必须按质量保证(Quality Assurance)和质量控制(Quality Control)要求定期进行各项指标检测与校准,从而使病员病灶周围正常组织受照射较少,以提高病灶的局部控制率和减少并发症。
5 结论
放疗设备出现部分指标超差与设备安装固定方式、使用频率、机械磨损、环境条件、地质情况等诸多因素有关,虽不能完全确定为地震影响所致,但建议在震后应立即进行放疗设备相关指标精度的检测,观察放疗设备各种指标的变化,校准各种超差,确保放疗质量。特别是距震中较小的医疗机构,更应引起高度重视。
参考文献
[1]杨绍洲.VARIAN加速器准直器读数的校准方法[J].中国医疗设备,2008(7):48.
[2]GB15213-1994,医用电子加速器性能和试验方法[S].
[3]杨兴纲.新概念放疗物理[M].杭州:杭州西泠印刷出版社.2004.
[4]张宜培,徐德生,张志远,等.伽玛刀质量保证的日常程序化管理[J].中华放射医学与防护杂志,2007,27(4):394-396.
高精度激光加工设备隔振系统的设计 篇6
(1)优化设计平台[1]、激光内外光路的机械结构(包括材料选型),从而提高结构的整体刚度、减小振动响应,并使结构的固有频率远离环境的振动频率;
(2)采用隔振系统对平台及光路结构进行有效的振动隔离,使各种频率环境振动大幅度衰减[2],对系统的精度影响控制在允许范围内。
1 设备结构及隔振要求
高精度激光加工设备的工作方式为:激光器发出的光束通过镜片组的传导、扩束、整形处理后,由物镜聚焦,在固定于电动工作台上的工件表面形成聚焦光斑,通过电动工作台的移动实现对工件表面的加工。加工结果的优劣主要体现在:(1)加工线宽;(2)定位精度。通过理论分析与实验,得出影响加工线宽和定位精度的因素如下:
(1)影响加工线宽的主要因素有三个:激光脉冲频率与工件运动速度之比、激光单脉冲能量和聚焦光斑尺寸。上述的三个因素中,前两项与系统的结构设计无关联,为了得到尺寸小的聚焦光斑,需采用高倍率的聚焦物镜。由于聚焦物镜的放大倍率和焦距的关系为:τ=-250/f',对于放大倍率高的聚焦物镜,焦距就会相应地较小,并且焦深也比较小。对于Nikon的M Plan NUV物镜,焦距为17.0 mm,焦深为±1.7μm,所以微小的机械形变以及周围环境的振动就会影响聚焦尺寸的大小,从而引起加工线宽的变化。因此要保证整个图案的线宽保持一致,就必须令物镜与工件的相对位置在加工过程中保持稳定;
(2)影响激光加工定位精度的因素主要有两个:工作台的位移控制精度和聚焦光斑的稳定性。工作台的位移控制精度取决于工作台的加工质量、控制方式等因素,在工作台选型、购买后就已经基本确定。而对于聚焦光斑的稳定性来说,在理想情况下,光斑应该聚焦于工作台的原点位置,但实际由于受到光路中光学元件的位置姿态不稳和周围环境震动的影响,聚焦光斑相对工作台原点的位置会有微小的跳动,这种跳动会产生第二个成形运动,造成加工图案的畸变。
由以上分析可知,加工设备机械结构设计的中心目标是稳定性。为了保证设备结构的稳定性以及将周围环境的振动影响降至最小,本次研究对支撑平台和光路传输系统进行了优化设计。光学平台采用内置蜂窝结构并增加空气弹簧[3,4],可以有效吸收振动,减小共振[5]。外光路系统采用了铸钢龙门结构,有效加强了设备结构的刚度和稳定性,其中加工设备的结构如图1所示。
1.1系统结构稳定性的有限元分析[6,7]
由于振动会造成结构的共振或疲劳,从而破坏结构,因此了解结构本身具有的刚度特性即结构的固有频率和振型,就可避免在使用中因共振因素造成不必要的损失。目前,对结构动态性能研究的方法主要是模态分析法[8,9]精度激光微加工设备结构的三维有限元模型,如图2所示,并利用有限元分析软件对其进行模态分析[10],得出了前十阶固有频率如表1所示。可以看出,整个结构系统固有频率的一阶值较高,大于加工系统实际的工作频率50 Hz范围,因而能有效避开共振区,保证结构的加工精度。
由于低阶固有振型要比高阶对设备结构的振动影响大,越是低阶影响就越大,因此低阶振型对结构的动态特性起决定作用。图3列出了前四阶固有频率下的振型情况,振型的大小只是一个相对的量值(位移相对值),它表征的是各点在某一阶固有频率上振动量值的相对比值,反应该固有频率上振动的传递情况,并不反映实际振动的数值。从整个系统模态分析的结果可以看出,变形主要集中在龙门及其上组件附件,变形也从开始的整体摆动到后续的某个部位大幅度扭动。
通过模态分析可得到整体结构的各阶振型和固有频率,即各部位的相对振动情况,但是外力激励下各阶振型对设备结构振动的影响是不同的,因此对结构进行谐响应分析就能更清楚地看出其在动态干扰激励下结构的抗振性能。谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按简谐规律变化的载荷时稳态响应的一种技术,可以分析结构在不同频率简谐载荷作用下的动力响应。
按照实际情况对结构中龙门底部施加约束,并在有限元模型上分别施加X、Y和Z方向简谐力,幅值均为1 000 N,选择其频率范围为(0~400)Hz,能覆盖外界环境振动频率和结构主要模态的特征频率,步长为10 Hz。在所施加频段简谐力的激励下,结构加工头部X、Y和Z向位移-频率变化曲线分别如图4—图6所示。
由以上对有限元模型X、Y和Z三个方向施加简谐力后的动态响应分析结果可知,253 Hz附近为结构本身的一阶固有频率,在此频率附近整个结构的振动位移均达到较大值,因此为了提供加工精度,并保证加工时结构位移尽量小,则应在实际使用时尽量避免外部激励频率在253 Hz附近及此频率以上。而一般外部激励频率如环境振动频率等均明显低于此一阶固有频率,因此加工设备结构的优化设计能保证设备系统的稳定性。
2 系统的减振方案
在有限元分析结果中,该设备的机械结构稳定性已经得到了认证。然而,考虑到该系统的目标使用环境为无隔振地基的普通实验室,为设备加入一套有效的减振系统仍然十分必要。经过综合考虑性能、成本等因素,最终选定的减振系统为被动型空气弹簧减振系统。
空气弹簧是在柔性的密闭气室内充入压缩空气,利用空气的可压缩性实现弹性作用的一种非金属弹簧,具有在大载荷下的刚度的特点。因此在隔振应用领域中,空气弹簧具有金属弹簧和橡胶隔振垫无可比拟的优势。
一般的空气弹簧结构与简化模型如图7所示。空气弹簧分为主气室(load volume)和辅助气室(damping volume),设两气室的容积为V1、V2,高度为h1、h2,有效面积为A1、A2,轴向刚度为k1、k2,则有
对于一般空气弹簧,A1=A2=A,V=Ah,h2=εh1,则k1=k,k2=εk。
取平衡状态为初始状态,由简化模型可得运动方程:
对(2)式进行拉普拉斯变换并整理,可得该系统的传递函数
由此可得该系统的幅频特性:
项目中所使用的空气弹簧中的参数如下
(1)r=4 mm,r为气室的横截面半径;(2)h1=10 mm,h2=80 mm;(3)P=6×105Pa,γ=1.4。
由以上参数可计算得出空气弹簧的刚度:k1=4.2×103N/m,k2=0.5×103N/m,M=400 kg。在Simulink中使用这些数据进行仿真,所得伯德图如图8所示。
可见该空气弹簧的固有频率约为1 Hz,仿真结果表明大地脉动等低频振动的隔振效果在80%,但对机器设备引起的较高频率的振动能够降低95%以上。然而,实验证明对激光刻划产生明显影响的主要是设备振动,低频振动由于幅度小,不会带来可观测的加工质量变化。因此,该减震系统可以满足设备的减震要求。图9显示了空气弹簧对1 Hz、10 Hz、100 Hz振动的减震效果。
3 结论
基于高精度激光加工的需求,本实验室在理论和实验研究基础上设计了高稳定性的高精度激光加工设备。本文围绕高精度激光加工设备的稳定性问题,开展了结构系统的振动特性和减震系统的减震性能研究。利用有限元分析方法,计算出整个系统的固有频率和谐响应谱线,结果表明一阶固有频率在253 Hz左右,大于加工系统实际的工作频率50 Hz范围,且外部激励频率如环境振动等明显低于其一阶固有频率时,能有效避开共振区,保证结构的加工精度。并且采用空气弹簧进行系统减震,仿真结果表明,所用空气弹簧的固有频率约为1 Hz,对大地脉动等低频振动的隔振效果在80%,而对机器设备引起的较高频率的振动能够降低95%以上,因此该减震系统也可以满足设备的减震要求。研究结果为以后相关激光加工系统的稳定性设计提供了参考和依据。
参考文献
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[7]董得义,张学军.反射镜组件模态分析的误差评价.光学精密工程,2011;19(8):1883—1894
[8]于旭东,龙兴武,汤建勋.机械抖动激光陀螺的随机振动响应分析.光学精密工程,2007;15(11):1760—1766
[9]黄猛,金伟,张葆等.某航空相机光学系统支持框架有限元分析.计算机仿真,2009;26(4):317—319
设备精度 篇7
一、冷轧酸轧生产线设备的技术特点
冷轧酸轧生产线主要由开卷、辊道传输、激光焊机、酸洗、多机架连轧 (一般为五机架) 、飞剪、卷板和相应公辅设备组成。
1.机械设备种类繁多。高度机电一体化的专用设备多, 如激光焊机、飞剪等, 这类设备的状态直接影响工艺稳定和产品质量。
2.设备精度高。不但机械设备精度高, 控制系统的精度要求也高。冷轧的特殊大型仪表多, 如测厚、测宽、板型、气体分析等检测设备, 科技含量高, 是保证产品质量的基本手段。
3.计算机控制应用广泛。对轧机而言, 二级计算机工艺过程模型实现的在线过程控制也是必须的。
4.连续性强。甚至变换品种、规格也是连续的, 从开卷、酸洗、轧机到卷曲等生产过程, 多数情况下是在动态运转过程中变换规格的。
5.工序多。各工序衔接紧密、物流复杂。
6.工艺性强。有时所有设备都正常的情况下, 因工艺参数匹配有问题也可能生产不出合格产品。
7.工艺环节多。质量控制点多, 对设备功能及精度的要求苛刻。任何一个控制点出问题都可能产生废品。
8.各类工艺参数控制范围很窄。
二、冷轧酸轧生产线设备功能精度管理存在的不足
1.对轧机工艺参数设定、调整与设备功能、精度参数之间的关系认识不足。或者说产品质量与设备功能精度还不能紧密关联, 更做不到实时掌控。
2.对冷轧酸轧线的设计理念、制造过程了解不深。如某企业在生产线投入使用后, 轧辊轴承烧损故障逐渐增多, 向国外制造企业咨询, 购买油雾润滑系统之后, 故障明显减少。在此前该企业对引起设备故障的原因和必须掌握的的功能精度显然了解不够, 更谈不到管理。
3.在日常的设备功能精度管理中, 只是简单的确定一些功能精度控制点, 按照传统的点检方式, 靠人工感官检查控制点的状态, 很难把握功能精度控制点的劣化趋势。
4.新备件上机前、检修前后不检测, 设备的精度不能有效控制。
三、加强冷轧酸轧生产线设备功能精度管理的途径
设备功能精度管理是以“精度为中心”的全过程设备管理, 主要通过对设备精度的监控, 掌握设备的微小缺陷, 通过及时排除、消除因微小缺陷的积累所造成的设备故障并找到诱发设备故障的原因, 建立科学的设备管理体系。
1.对设备功能精度受控点实施受控管理。在确定关键设备和受控点的基础上, 根据设备的重要程度及受控点的故障可诊断性和仪器配置的经济性原则, 开展功能精度受控点管理。受控设备要做到: (1) 定点。易发生故障和老化的部位, 包括滑动部位、回转部位、传动部位、与原料接触部位、荷重支撑部位、受介质腐蚀部位等; (2) 定标。受控点要制定标准。如间隙、温度、压力、流量、松紧度等要有明确的数量标准; (3) 定期。要根据具体情况定出检查、检测诊断周期; (4) 定项。要明确检查、检测诊断项目; (5) 定人。根据检查、检测诊断的部位和技术精度要求确定检查、检测诊断人员, 责任落实到人。 (6) 定法。明确检查、检测的方法。指明是人工观察还是工具测量, 是采用普通仪器还是精明仪器、在线检测等“六定”。
2.设备点检要在人工点检的基础上增加简易检测、精密检测的比例, 受控设备的控制点检要实现数据化。设备的点检要以倾向性管理为核心, 时时把握设备精度。
3.加强设备清扫的管理。设备清扫是设备功能精度管理的重要内容。设备清扫能使设备微小缺陷表面化, 对设备功能精度的把握十分必要。设备的清扫要做到定标、定时、定法, 定责。
4.加强操作的管理。设备使用操作岗位要熟知设备功能精度参数, 掌握功能精度的标准值、警戒值, 正确操作设备, 发现功能精度异常按要求及时反馈, 超警戒值及时停机。
5.设备受控点检修要采取预防维修的方式。设备检修技术、队伍、备件、资材及检修时间要给予充分保证。设备检修要从设备功能精度需要出发, 设备检修要使功能精度得到恢复。
6.规范检修项目的名称和所包含的主要内容。如对齿轮箱类确定了整体更换、密封更换、轴承更换、齿轮 (轴) 更换、螺栓紧固、对中调整、箱体清洗等检修项目, 同时明确每种检修项目所包括的主要工序;受控点检修参数值要检测, 检修前、后的数据与标准值要进行比较, 保持设备精度。
7.建立设备设计、安装、检修、备件、设备功能、精度等与产品品种、质量等对应模型, 指导生产运行和设备管理。
8.加强生产、技术、设备专业间的协同, 经常性开展生产、技术、设备专业的产品质量与设备功能、精度关联问题的讨论, 研究工艺参数调整中设备的功能精度, 保证稳定生产。
冷轧酸轧生产线的设备功能精度管理是以设备安全和可靠运行为基础、以用户需求为动力、以降低设备故障和产品内部质量缺陷为切入点, 全面提升设备管理水平和产品质量的现代化企业管理。
摘要：阐述冶金冷轧酸轧生产线设备的功能和精度管理是正常生产的关键和基础, 设备的功能精度管理已成为现代企业质量管理的一部分。
设备精度 篇8
关键词：设备基础,导轨,预埋,高精度,型钢支架
0 引言
中国航天六院流动与力学环境试验厂房工程大型设备基础施工中涉及到46条I28b工字钢梁导轨预埋施工, 其预埋精度要求均高与施工规范要求, 且设备基础体量大, 设计上不允许分层施工, 施工难度极大。集团公司在多年施工经验的基础上, 总结了大型设备基础导轨高精度预埋施工方法, 经集团公司内外专家多次论证和实践, 最终在中国航天六院流动与力学环境试验厂房工程中得到成功应用, 并取得了良好的经济效益和社会效益, 填补了国内该类施工技术的空白, 为同类工程提供了很好的借鉴经验。
1 工程概况
中国航天六院流动与力学环境试验厂房工程是国防科技局发展“十二五”规划中确定的西部重点试验工程之一, 该试验厂房目前是亚洲第一、世界第二的流体力学国家级重点试验室, 主要用于研究液体火箭发动机。该项目总建筑面积8910.01m2, 由试验厂房和辅助楼组成, 其中试验厂房分为动力试验大厅、静力试验大厅及附属用房。动力试验大厅设备基础长30.75m, 宽15m, 厚3.1m, 基础上部有I28b工字钢梁导轨22道;静力试验大厅设备基础长31m, 宽15m, 厚1.8m, 其上部有I28b工字钢梁导轨31道 (如图1) 。
2 施工难度分析
(1) 本工程共计104根15m工字钢梁和6根7m工字钢梁导轨预埋, 导轨预埋设计精度要求高于规范要求, 预埋轨道中心线允许偏差小于±2mm, 水平标高允许偏差小于-2~0mm, 平整度允许偏差小于2mm, 相邻两轨道间距离允许偏差小于±5mm, 平面内弯曲允许偏差小于5mm, 施工难度极大。
(2) 为保证设备基础整体抗震性能, 设计单位不允许设备基础施工过程中留施工冷缝, 即要求设备基础混凝土一次浇筑成型。
(3) 设备基础混凝土要一次浇筑成型的前提条件是, 导轨必须一次安装就位并保证导轨安装精度。
3 施工策划
(1) 在施工前进行总体策划, 设计刚性型钢支架, 根据型钢支架的立柱间距在垫层施工时预埋固定钢板 (10mm×200mm×200 mm) , 再将型钢支架固定到固定钢板上。
(2) 在施工现场加工安装超静定型钢支架, 作为固定导轨的辅助支承架, 在导轨两端设置型钢定位梁, 设定精密矩形控制网将导轨控制线投测到支承架和定位梁上。
(3) 利用三维立体方法定位导轨, 再将导轨固定在支承架上, 实现导轨一次性精确安装就位, 省去了地脚螺栓定位的复杂过程。
(4) 采用大体积混凝土施工技术和补偿收缩技术, 防止温度应力造成设备基础产生应力裂缝和导轨位移变形, 整浇设备基础混凝土。
4 施工流程及实施过程
4.1 施工流程
主流程:定位放线→固定钢板预埋→辅助型钢支架及钢筋支架安装→导轨安装、矫正及锚固件固定→钢筋绑扎→模板安装及矫正→混凝土浇筑及养护
次流程:导轨工厂加工→出厂校正→运输→进场验收→安装
4.2 实施过程
4.2.1 作业条件准备
(1) 利用工程控制网进行坐标计算, 将导轨标高及轴线控制点引测到设备基础周围, 建立精密矩形控制网, 采用三维立体定位导轨。
(2) 辅助支承架设计为型钢桁架拼装或满堂式轻型钢支架, 立杆及横梁采用I10工字钢, 腹杆采用∠50×5角钢, 通过焊接连接。
(3) 钢筋支架设计为门架结构形式, 根据上部钢筋荷载, 选用钢筋或型钢制作, 并增设一定的斜撑增加架体刚度。
(4) 征得设计单位同意, 利用混凝土60天强度作为混凝土强度, 选用中、低热水泥, 细骨料采用含泥量不大于3%、细度模数大于2.3的中砂, 粗骨料选用含泥量不大于1%、粒径5~31.5mm连续配级非碱性粗骨料, 掺胶凝材料40%粉煤灰 (或胶凝材料50%的矿渣粉) 及外加剂进行配合比优化, 混凝土拌合用水宜采用地下水。
(5) 利用CAD对每层钢筋做预排, 根据预排情况有针对性地加工钢筋, 如在导轨支承架立柱位置钢筋绕不开的情况应把该处钢筋截断用U型钢筋焊接处理, 并按预留洞的要求设置加强区。
4.2.2 定位放线
根据控制网, 采用全站仪测定设备基础及导轨位置。
4.2.3 钢板预埋
在设备基础垫层施工时预埋支承架固定钢板。
4.2.4 辅助支承架及钢筋支架安装
(1) 辅助支承架安装采用型钢桁架拼装或满堂式轻型钢支架形式, 焊接固定在垫层中预埋的钢板上。辅助支承架拼装时对立柱焊接矫正后再固定, 对弦杆、腹杆先做单肢拼配焊接矫正, 最后采用复制法进行大拼装。
(2) 在辅助支承架横梁上依据导轨位置焊接长度为300mm的[10作为导轨的固定支承件, 为上层钢筋绑扎提供空间。
(3) 刚架焊接完成后做静载试验, 静载值大小为上部荷载3倍, 静载周期为3天, 其变形不得大于0.5mm, 确保导轨安装精度。
(4) 利用CAD对钢筋进行排版, 根据钢筋位置设钢筋支架, 与辅助支承架呈独立体系。钢筋支架采用门架结构, 立柱为I10工字钢, 焊接固定在垫层预埋的钢板上, 横杆用∠50×5角钢, 通过焊接方式与立柱连接。钢筋支架安装完成后应检查焊缝饱满度。
4.2.5 导轨安装、矫正及锚固件固定
(1) 在导轨两端分别焊接一道[10工字钢作为导轨定位梁, 其水平标高比预埋导轨水平标高高10mm, 且反复校核控制其水平标高偏差在0~1mm之间, 用全站仪将设备基础中心线投测到两端的定位梁上, 按设计要求将每根导轨的轴线引测到定位梁上。
(2) 将每条导轨轴线引测到辅助支承架上, 划线标识, 然后在定位梁间张拉导轨控制钢丝。
(3) 钢卷尺测量前先打开, 与空气接触10min后开始测量。测量时, 用弹簧秤施加与钢卷尺检定时相同的拉力 (全长为5m、10m、20m的钢卷尺, 拉力为49±0.5N, 全长超过20m的钢卷尺, 拉力为98±0.5N) , 并用温度计测量现场温度, 以控制测量过程中的拉力及温度。导轨定位线测完后, 尺端调头, 读数员互换, 测量二测回校核导轨控制线精度。
(4) 导轨安装时, 其轴线应与辅助支承架上对应控制线重合, 用楔形铁对导轨标高及轴线进行微调, 钢丝下翻10mm作为预埋导轨上标高, 同时检查导轨轴线与钢丝是否重合, 实现三维立体定位导轨, 调整就位后采用手工直流焊机点焊固定, 每个焊点焊接长度不超过20mm, 焊接时对称进行, 防止导轨焊接变形。
(5) 在导轨上表面采用∠50×5角钢间隔2000mm点焊临时固定, 将导轨连接成一个整体。
(6) 由于地脚螺栓在本施工工艺中仅起锚固作用, 经设计单位计算确定后, 可用钢筋等锚固件替代地脚螺栓作为导轨锚固件。锚固钢筋通过焊接与导轨连接, 焊接时采用小电流、快速多层多道断续对称焊, 防止焊接变形。
4.2.6 钢筋绑扎
(1) 钢筋应按排版要求下料, 对辅助支承架节点部位碰撞情况, 钢筋应截断, 通过U型钢筋焊接连接, 并按预留洞要求设加强筋。钢筋绑扎时应先绑扎离导轨支承架立柱最近的钢筋, 再绑扎其他钢筋, 之后绑扎加强筋, 钢筋为导轨支承架间间距不得小于30mm。
(2) 钢筋绑扎完后要全面检查, 防止钢筋或钢筋支架与导轨支承架发生碰撞, 影响导轨安装。
4.2.7 模板安装及校正
模板安装严格按照方案要求施工, 施工过程中不得扰动刚架及导轨, 模板安装完成后应进行导轨校核。
4.2.8 混凝土浇筑及养护
(1) 大体积混凝土采取平面分层连续施工, 上层混凝土浇筑应在下层初凝前进行, 震捣时不得扰动刚架及导轨。
(2) 混凝土入模温度宜控制在25℃以内, 随施工随测量;混凝土浇筑体的里表温差、表面于大气温差均控制在20℃以内;混凝土降温速率控制在2℃/d。
(3) 混凝土采用保温保湿养护, 并做好浇筑体监测 (主要是测温) 工作, 直到混凝土的表面温度与环境最大温差小于20摄氏度时方可停止养护, 其养护周期不得少于20天。
(4) 混凝土浇筑过程中, 派专人对导轨进行监测, 防止混凝土施工导致位移。
5 结语
本文是在航天六院流动与力学环境研究试验厂房工程导轨预埋施工经验中总结形成的, 针对设备基础导轨预埋精度要求高、设备基础混凝土必须整浇等难题, 提出了大型设备基础复杂导轨一次性高精度预埋的施工方法。通过该施工方法的应用, 设备基础提前10天完成, 经国家测绘局第一大地测量队检测, 导轨安装精度均小于2mm, 满足设计要求, 优质高效地实现了导轨精确预埋, 为同类工程提供了很好的借鉴。
参考文献
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设备精度 篇9
在港口项目皮带机、堆、取料机、灯塔、高压塔架的安装的过程中, 这些设备的支腿大多是由大型的H型钢和工字型钢梁或组合槽钢梁用高强度螺栓连接组合而成的, 其中设备的柱脚是靠设备基础中预埋的螺栓来进行固定的。因此, 设备安装的顺利与否, 都是由设备基础中预埋螺栓的定位是否准确, 精度控制是否符合要求所决定的。因此, 在港口项目的施工中, 设备基础预埋螺栓的精度控制是项目施工过程中的难点及关心的重点及焦点。
1 原理及特点
1.1 原理
(1) 施工前在设备基础周围选择通视、安全和施工影响较少的地方, 建立平面、高程控制网, 用来在施工过程中控制螺栓的位置和高程。
(2) 针对不同设备基础形式, 预埋螺栓布置情况, 利用槽钢焊成一体或者采用5-10mm厚的钢板, 根据各种设备施工图的螺栓孔的不同要求在槽钢或钢板上进行钻孔, 制作螺栓定位模具。
(3) 基础钢筋及模板支设完毕后, 利用钢管做成支架同模板进行焊接固定, 定位模具放置于钢管之上, 后调整定位模具的位置, 然后放置预埋螺栓, 再对预埋螺栓的位置和标高进行调整, 之后将定位锚具点焊在钢管支架上, 确保预埋螺栓位置固定。
(4) 利用测量仪器在浇筑混凝土时对预埋螺栓的位置进行跟踪监测, 发现有偏差时及时纠正。
1.2 特点
该施工方法使用仪器精度高, 设备简单, 使用电焊机和钢管以及定位模具即可精确安装定位螺栓, 并进行监控调整, 施工质量得以保障, 且有利于加快施工进度。
2 使用范围
该工法适用于帕鲁阿港口项目的设备基础预埋螺栓项目的施工, 在以后类似的项目施工过程中, 有需要进行预埋螺栓的, 可借鉴该施工工法。
3 施工工艺流程图
本工法的施工工艺流程如图1。
4 施工要点
4.1 钢管支架及螺栓定位模具就位
根据设备基础预埋螺栓的型号, 定做不同的螺栓定位模具。钢筋绑扎及模板支设完成后, 在模板上方采用钢管做支架, 然后将螺栓定位模具放置在钢管支架上。然后根据放样在基础之外的测量控制点将定位模具就位。
4.2 螺栓安装就位
定位模板安装基本就位后, 取下定位钢板, 安装螺栓, 螺栓安装完成后, 将定位模具套在螺栓上, 利用定位模具对螺栓平面位置进行固定。
4.3 螺栓标高控制
螺栓的标高控制允许偏差为+10mm, 用水准仪测出定位模具顶面四角的实际标高, 若比设计标高偏低时, 将定位模具翘起, 在下部垫上薄钢板活楔铁;定位模具基本调整到位后, 再利用水准仪测量螺栓的顶标高, 若稍有偏差, 再利用螺栓的螺帽对螺杆进行调节, 当标高调整到设计标高以后, 再将定位模具同基础中的钢筋电焊在一起。
4.4 螺栓轴线及垂直度控制
施工中, 由测量人员测量放样出螺栓所在基础的纵、横向轴线点, 基础的纵横向轴线确定以后, 利用十字中心线通过钢卷尺、钢板尺核对测量出每根螺栓的中心位置。螺栓中心位置确定以后, 当螺栓轴线或垂直度有轻微偏差时, 在对螺栓的垂直度进行调整。同组螺栓中心与轴线的相对位移及偏差应控制在2mm, 各组螺栓中心之间的相对位移及偏差控制在2mm以内;垂直度用线锤进行检查。
4.5 螺栓的保护
安装完毕并经验收符合要求后, 应及时对所有螺栓上部的丝杆采取保护措施, 以免在进行混凝土浇筑时损坏污染丝扣。具体做法是, 先给丝杆部位涂上一层黄油, 再用塑料纸进行包裹。浇筑混凝土时, 用同螺杆直径稍大一个规格的PVC管裁成与外露丝扣略长, 套在螺栓的丝杆上, 这样防止丝杆生锈且防止浇筑混凝土过程中外力撞击损坏丝扣。
4.6 浇筑混凝土过程中的监测及纠差
浇筑混凝土的过程中, 应及时利用控制十字线, 或用全站仪对螺栓的位置进行检查, 发现有偏差时, 应及时进行调整。
5 仪器设备
该工法施工时所需的各项仪器设备见表1。
6 质量标准
螺栓安装质量标准应符合设计要求的标准, 同组螺栓中心与轴线的相对位移及偏差不大于2mm;各组螺栓中心之间的相对位移及偏差不大于2mm;螺栓的顶标高应控制在0~+10mm;螺栓的垂直偏差应控制在) (L/450) mm之内。螺栓的规格数量必须按照设计要求进行加工, 使用时应仔细核对预埋螺栓的规格, 尺寸。所使用的测量仪器必须定期进行鉴定, 合格后方可使用。
7 技术经济指标分析
(1) 该工法使用的材料和设备简单, 安装过程中所需要的劳动力少, 能节约大量的人工费和机械费。 (2) 该工法安装螺栓精度高, 螺栓固定可靠, 在浇筑混凝土时能对螺栓进行及时纠正和调整, 实用性和可操作性强。
8 工程实例
帕鲁阿港口项目的堆、取料机基础、皮带机基础、高压塔架基础、高杆灯基础、喷雾机基础等项目, 均采用预埋螺栓安装, 截止目前完成预埋螺栓安装施工约5000 根, 预埋螺栓的精度完全达到设计要求, 目前上述各项设备已全部顺利安装完成, 满足了项目的施工进度要求, 确保了设备的安装质量, 通过此项工法的使用, 使帕鲁阿港口项目取得了良好的经济和社会效益。
摘要：帕鲁阿港口设备主要包括堆、取料机、装船机、皮带机、高压塔机、喷雾机、给料机等。这些设备的安装大部分需要通过地脚螺栓对设备进行固定, 因此, 预埋螺栓的精度控制对设备的安装顺利与否有着极其重要的影响。文章通过帕鲁阿港口项目的实际工程施工经验, 对预埋螺栓安装精度控制的原理及施工方法进行阐述。
