专利名称：同轴度的测量工装及测量方法
技术领域：
本发明涉及同轴度的测量，特别是涉及船舶主机轴线与船舶给定的艏基点和艉基点之间设定的基准轴线同轴度的测量工装及测量方法。
背景技术：
船舶的主机轴系定位安装在船舶建造中非常重要，目前建造各种船舶主轴系定位多数还延用原始的拉线方法，即用Φ0.5mm的细钢丝连接船体给定艏基点与艉基点，然后以这根钢丝线作为主机的轴线来调整，这种方法同轴度差，同轴误差直接影响主机效率及能耗等。主机调整过程劳动强度大、工作效率低。另外处于露天作业，如遇大风天气无法作业。钢丝下垂量是一个不确定因素，经计算的钢丝下垂量也不会准确，最终产品交检不直观，容易引起与船东争执，不利市场竞争。
发明内容本发明要解决的技术问题，是提供一种解决船舶主机轴线与艏艉基准轴线同轴定位的高精度同轴度的测量工装及测量方法。
采用的技术方案是同轴度的测量工装，包括艉端光管、艏端光管、光靶、光靶支架、艏基点靶片支架、艉基点靶片支架、专用内径千分尺定位轴及轴线定位基准工装。所述的测量工装的艉端光管和艏端光管结构相同，艏基点靶片支架和艉基点靶片支架结构相同，至少设有两个光靶，光靶可互换地装在艉端光管和艏端光管的两侧端头，艉端光管和艏端光管上均套装有一对光靶支架，并以光靶支架设置的内支撑螺钉将其固定，分别通过各自光靶支架装入主轴管或主轴轴孔，以光靶支架设置的外支撑顶丝固定在主轴管或主轴轴孔内。专用内径千分尺定位轴，其定位轴与光管内径相配合，定位轴上装设有垂直其轴线的千分尺接长杆，内径千分尺微分头可螺纹连接在千分尺接长杆上，千分尺接长杆伸出长度可通过定位轴上锁紧螺钉固定，当主轴管中心定位时将定位轴装在艏端光管和艉端光管内。轴线定位基准工装设有中心孔，其中一面的同一个圆周上布设多个作为轴线最终定位基准的可调螺丝，当主轴管轴线定位时将一对轴线定位基准工装固定在主轴管两端。所述的艏基点靶片支架和艉基点靶片支架设有调整靶片螺钉，两个艏艉基点靶片支架分别装在船体上的艏基点和艉基点处，上述构成同轴度测量工装。
上述的轴线定位工装的同一个圆周上布设四个作为轴线最终定位基准的可调螺丝。
同轴度的测量方法，包括下列步骤1、将分别装有基点靶片的两个艏艉基点靶片支架分别放置在船体上给定的艏基点和艉基点定位，分别调整基点靶片中心与艏基点和艉基点对正，架设测微准直望远镜并对其调整使之与艏基点、艉基点建立一条艏艉基准轴线。
2、将两个经过校准靶标的光靶分别装在主轴管内的艉端光管前端和后端，利用测微准直望远镜来分别调整装在艉端光管前后光靶支架上的内支撑螺钉，使分别装在艉端光管前端光靶的中心和后端光靶中心置于上述的艏艉基准轴线上。
3、再将两个经过校准靶标的光靶分别装在主轴管内的艏端光管前端和后端，利用测微准直望远镜来分别调整装在艏端光管前后光靶支架上的内支撑螺钉，使分别装在艏端光管前端光靶的中心和后端光靶中心置于上述的艏艉基准轴线上。
4、将两个制备的轴线定位基准工装分别与主轴管两端固定，依据校准光靶中心与艏艉端光管同心的原理，将专用内径千分尺定位轴分别放置在艉端光管和艏端光管中，以内径千分尺微分头在主轴管两端的轴线定位基准工装上定出主轴管轴线最终定位的多个基准点，所述将艏艉基准轴线确定为主机的轴线。
5、按照上述主轴管两端的轴线定位基准工装上轴线最终定位的多个基准点将主轴管加工出与艏艉基准轴线同轴的主轴轴孔。
6、在加工好的主轴轴孔内重新架设艉端光管和艏端光管，用专用内径千分尺定位轴上的内径千分尺微分头依次找出位于艉端光管前端、艏端光管后端、艉端光管后端、艏端光管前端四处主轴轴孔中心，亦艉端光管前端中心、艏端光管后端中心、艉端光管后端中心、艏端光管前端中心。
7、在原来位置架设测微准直望远镜并利用测微准直望远镜及光靶，以艉端光管前端中心和艏端光管后端中心为基准建立一根轴线，用测微准直望远镜读出艉端光管后端中心与所建立的轴线偏差X，读出艏端光管前端中心与所建立的轴线偏差Y。
8、记录和计算同轴度rr＝(X2+Y2)1/2上述的在轴线定位基准工装上定出主轴管轴线最终定位的多个基准点为四个基准点。
本发明可用于船舶轴系同轴度测量，优点是轴系定位准确，安装时无需主机调整，工作效率高，减轻施工人员劳动强度，满足用户要求，有利市场竞争。
图1为本发明测量工装布置图。
图2为本发明艏、艉端光管工装结构示意图。
图3为本发明光靶工装结构示意图。
图4为本发明光靶支架工装结构示意图。
图5为本发明艏艉基点靶片支架工装结构示意图。
图6为本发明专用内径千分尺定位轴工装结构示意图。
图7为本发明轴线定位基准工装结构示意图。
具体实施方式
同轴度的测量工装及测量方法，测量仪器包括测微准直望远镜1及其附件，附件包括Φ57.14mm，高度20mm，精度2”的光学靶片，架设测微准直望远镜的支架，水平托架及专用的照明灯源。
同轴度的测量工装，包括艉端光管6、艏端光管7、光靶4、光靶支架5、艉基点靶片支架2、艏基点靶片支架8、专用内径千分尺定位轴13及轴线定位基准工装3。所述的艉端光管6和艏端光管7结构相同，艉基点靶片支架2和艏基点靶片支架8结构相同。两个光靶4在测量前装上所述仪器附件中的光学靶片并在仪器室的0级V型铁上校准，在艉基点靶片支架2和艏基点靶片支架8上安装艏、艉基点靶片。两个光靶4可互换地装在艉端光管6和艏端光管7的两侧端头，艉端光管6和艏端光管7都套装有一对光靶支架5，以光靶支架5设置的内支撑螺钉11将艉端光管6和艏端光管7固定，艉端光管6和艏端光管7分别通过各自光靶支架5装入主轴管9或主轴轴孔内，以光靶支架5设置的外支撑顶丝10固定在主轴管9或主轴轴孔内。轴线定位基准工装3设有中心孔，其中一面的同一个圆周上布设四个作为轴线最终定位基准的可调螺丝16。所述的艉基点靶片支架2和艏基点靶片支架8设有调整靶片螺钉12，两个艉、艏基点靶片支架2、8分别装在船体上给定的艉基点I和艏基点VI处。测量过程中需中心定位时要用专用内径千分尺定位轴13工装，内径千分尺定位轴13与艉端光管6和艏端光管7的内径相配合，内径千分尺定位轴13上装有垂直其轴线的千分尺接长杆14，千分尺接长杆14伸出长度可通过内径千分尺定位轴13上的锁紧螺钉15固定，内径千分尺微分头可螺纹连接在千分尺接长杆14上，当主轴管9中心定位时将内径千分尺定位轴13装在艉端光管6和艏端光管7内。上述专用工装均为同轴度的测量所设计。
同轴度的测量方法，包括下列步骤1、将装有基点靶片的艉基点靶片支架2和艏基点靶片支架8分别放置在船体上给定的艉基点I和艏基点VI处定位，分别调整艉基点靶片支架2和艏基点靶片支架8上的调整靶片螺钉12，使基点靶片中心与艉基点I和艏基点VI对正，在船体的艉侧架设测微准直望远镜1并调整支架与托架使之与艉基点I、艏基点VI建立一条艏艉基准轴线。
2、将两个经过校准靶标的光靶4分别装在主轴管9内的艉端光管6的前端和后端，利用测微准直望远镜1来分别调整装在艉端光管6前后光靶支架5的内设支撑螺钉11，使分别装在艉端光管6前端光靶4的中心II和后端光靶中心III置于艏艉基准轴线上。
3、将两个校准靶标的光靶4分别装在主轴管9内艏端光管7的前端和后端，利用测微准直望远镜1来分别调整装在艏端光管7前后光靶支架5的内设支撑螺钉11，使分别装在艏端光管7前端光靶4的中心IV和后端光靶4的中心V置于艏艉基准轴线上。
4、将两个制备的轴线定位基准工装3分别与主轴管9两端固定，依据校准光靶4中心与艏、艉端光管7、6同心的原理，将专用内径千分尺定位轴13分别放置在艉端光管6和艏端光管7中，以内径千分尺微分头在主轴管9两端的轴线定位基准工装3上定出主轴管9轴线最终定位的四个基准点，即把四个作为轴线最终定位基准的可调螺丝16的端头固定在所述的四个基准点上，这样使艏艉基准轴线成为了主机的轴线。
5、按照上述主轴管9的轴线最终定位的四个基准点将主轴管9加工出与艏艉基准线同轴的主轴轴孔。
6、在加工好的主轴轴孔内重新架设艉端光管6和艏端光管7，用专用内径千分尺定位轴13装入艉端光管6和艏端光管7中，调整千分尺接长杆14，以千分尺接长杆14上的内径千分尺分别依次找出位于艉端光管6前端、艏端光管7后端、艉端光管6后端、艏端光管7前端四处主轴轴孔中心，亦艉端光管6前端中心II、艏端光管7后端中心V、艉端光管6后端中心III、艏端光管7前端中心IV。
7、在原来位置架设测微准直望远镜1并利用测微准直望远镜1及光靶4，以艉端光管6前端中心II和艏端光管7后端中心V为基准建立一根轴线，再用测微准直望远镜1读出艉端光管后端中心III与所建立的轴线偏差X、读出艏端光管7前端中心IV与所建立的轴线偏差Y。
8、计算同轴度rr＝(X2+Y2)1/2。
权利要求
1.同轴度的测量工装，包括艉端光管(6)和艏端光管(7)、光靶(4)、光靶支架(5)、艏基点靶片支架(8)、艉基点靶片支架(2)、专用内径千分尺定位轴(13)及轴线定位基准工装(3)，其特征在于所述的测量工装至少设有两个光靶(4)，光靶(4)可互换地装在艉端光管(6)和艏端光管(7)的两侧端头，艉端光管(6)和艏端光管(7)上均套装有一对光靶支架(5)，以光靶支架(5)设置的内支撑螺钉(11)将艉端光管(6)和艏端光管(7)固定，分别通过各自光靶支架(5)装入主轴管(9)或主轴轴孔，以光靶支架(5)设置的外支撑顶丝(10)固定在主轴管(9)或主轴轴孔内；专用内径千分尺定位轴(13)与艉、艏端光管(6)、(7)内径相配合，内径千分尺定位轴(13)上装设有垂直其轴线的千分尺接长杆(14)，内径千分尺微分头可螺纹连接在千分尺接长杆(14)上，千分尺接长杆(14)伸出长度可通过内径千分尺定位轴(13)上锁紧螺钉(15)固定，当主轴管(9)中心定位时将内径千分尺定位轴(13)装在艏端光管(7)和艉端光管(6)内；所述的轴线定位基准工装(3)设有中心孔，其中的一面同一个圆周上布设多个作为轴线最终定位基准的可调螺丝(16)；所述的艉基点靶片支架(2)和艏基点靶片支架(8)设有基点靶片调整螺钉(12)，两个艏、艉基点靶片支架(2)、(8)分别装在船体上的艏基点I和艉基点VI处。
2.根据权利要求1所述的同轴度的测量工装，其特征在于所述的轴线定位工装(3)一面的同一个圆周上布设四个作为轴线最终定位基准的可调螺丝(16)。
3.同轴度的测量方法，其特征包括下列步骤A、将分别装有基点靶片的两个艏、艉基点靶片支架(8)、(2)分别放置在船体上给定的艏基点VI和艉基点I定位，分别调整基点靶片中心与艏基点VI和艉基点I对正，架设测微准直望远镜(1)并对其调整使之与艏基点VI、艉基点I建立一条艏艉基准轴线；B、将两个经过校准靶标的光靶(4)分别装在主轴管(9)内的艉端光管(6)前端和后端，利用测微准直望远镜(1)来分别调整装在艉端光管(6)前后的光靶支架(5)上的内支撑螺钉(11)，使分别装在艉端光管(6)前端光靶(4)的中心(II)和后端光靶(4)中心(III)置于上述的艏艉基准轴线上；C、再将两个经过校准靶标的光靶(4)分别装在主轴管(9)内的艏端光管前端和后端，利用测微准直望远镜(1)来分别调整装在艏端光管(7)前后的光靶支架(5)上的内支撑螺钉(11)，使分别装在艏端光管(7)前端光靶(4)的中心IV和后端光靶(4)的中心V置于上述的艏艉基准轴线上；D、将两个制备的轴线定位基准工装(3)分别与主轴管(9)两端固定，依据校准光靶(4)中心与艏、艉端光管(7)、(6)同心的原理，将专用内径千分尺定位轴(13)分别放置在艉端光管(6)和艏端光管(7)中，以内径千分尺微分头在主轴管(9)两端的轴线定位基准工装(3)上定出主轴管(9)轴线最终定位的多个基准点，所述将艏艉基准轴线确定为主机的轴线；E、按照上述主轴管(9)两端的轴线定位基准工装(3)上轴线最终定位的多个基准点，将主轴管(9)加工出与艏艉基准轴线同轴的主轴轴孔；F、在加工好的主轴轴孔内重新架设艉端光管(6)和艏端光管(7)，用专用内径千分尺定位轴(13)上的内径千分尺微分头依次找出位于艉端光管(6)前端、艏端光管(7)后端、艉端光管(6)后端、艏端光管(7)前端四处主轴轴孔中心，亦艉端光管(6)前端中心(II)、艏端光管(7)后端中心V、艉端光管(6)后端中心III、艏端光管(7)前端中心IV；G、在原来位置架设测微准直望远镜(1)并利用测微准直望远镜(1)及光靶(4)，以艉端光管(6)前端中心II和艏端光管(7)后端中心V为基准建立一根轴线，用测微准直望远镜(1)读出艉端光管(6)后端中心III与所建立的轴线偏差X，读出艏端光管(7)前端中心V与所建立的轴线偏差Y；H、记录和计算同轴度rr＝(X2+Y2)1/2。
4.根据权利要求3所述的同轴度的测量方法，其特征在于所述的在轴线定位基准工装(3)上定出主轴管(9)轴线最终定位的多个基准点为四个基准点。
全文摘要
本发明涉及船舶主机轴线与艏艉基点之间的轴线同轴度的测量工装及测量方法。测量工装包括两个相同的艏、艉端光管、两个光靶、四个光靶支架、两个艏、艉基点靶片支架、两个轴线定位基准工装及内径千分尺定位轴。测量步骤如下将艏、艉基点靶片支架分别放置在船的艏基点和艉基点定位，用测微准直望远镜建立一条艏艉基准轴线；将光靶分别装在主轴管内的艏、艉端光管前后端，用望远镜来调整艏、艉端光管上支架，使艏艉端光管上的光靶中心置于艏艉基准轴线上；由轴线最终定位基准点加工主轴管；用望远镜定出主轴孔艏艉轴线，根据艏艉轴线读出轴线中间点偏差，得出同轴度。优点是主轴定位准确、工作效率高，满足用户要求。
文档编号G01B11/26GK1624422SQ200410082928
公开日2005年6月8日 申请日期2004年12月13日 优先权日2004年12月13日
发明者徐斌, 孙建利, 姜勇, 徐艳秋, 朱丽秋, 刘正路, 李刚 申请人:渤海船舶重工有限责任公司