способ определения пространственного положения судовых валов относительно друг друга

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.

Описание изобретения к патенту

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