CN103557848B - 大型筒式底座的安装定位及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型筒式底座的安装定位及测量方法，包括以下步骤：1）小圆筒与大型筒式底座连接成临时结构组合体，2）对临时结构组合体毛坯进行机加工，3）吊运临时结构组合体并安装定位及测量工装，4）盘动转动臂进行检测，5）在中心轴筒内装入激光靶找正中心轴线，6）转动臂转动一周，画出检测基准园，7）大型筒式底座与外部结构焊连；焊接时，转动臂反复转动检测偏移量；8）吊走转动臂，拆除定位及测量工装的其余部件。本发明的安装定位方法使得大型筒式底座的安装定位和纠偏非常方便，大大提高了安装精度和安装效率。本发明的测量方法以检验基准园为基准，随时检测焊接变形量以便进行纠偏，满足设备安装需要。

Description

大型筒式底座的安装定位及测量方法

技术领域

 本发明涉及一种大型筒式结构件的下沉式安装定位及纠偏方法，还涉及一种在大型筒式结构件安装定位过程中，用于测量定位偏差和焊接变形偏差的方法，属于钢结构施工和测量技术领域。

背景技术

在船舶建造或化工钢结构的施工中，带有顶部法兰直径在5～6m以上的大型筒式结构件需要采用下沉式安装方法定位固定在船舶结构或钢结构的安装平台上。为了节约现场加工的成本，这类大型筒式结构件必须将其顶部法兰加工到位后，才能安装定位在安装结构上，并将其与安装结构焊连。目前，在大型筒式结构件的安装定位和焊接过程中，一般采用钢直尺或拉线测量的方法测量定位基准和焊接变形，测量工作繁琐且人为误差较大；由于缺乏专用的安装定位及纠偏方法以及使用专用测量工装进行测量的方法，无法随时检测大型筒式结构件的安装定位偏差和焊接变形偏差，导致大型筒式结构件焊后顶部法兰变形较大，严重影响后续的设备安装。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于调整大型筒式结构件安装位置的安装方法，并能采用专用测量工装检测大型筒式结构件的安装定位偏差和焊接变形偏差的方法，有效地控制大型筒式结构件的安装定位偏差和焊接变形偏差在设计范围内。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种大型筒式底座的安装定位及测量方法，包括以下步骤：

    1）在由顶部法兰和下部筒体组成的大型筒式底座毛坯焊接成型之后，将小圆筒放入大型筒式底座内，在大型筒式底座内孔与小圆筒外圆之间，通过径向均布的多根临时撑杆将小圆筒与大型筒式底座以焊接的方式连接成一个临时结构组合体；

2）对临时结构组合体毛坯的顶部法兰进行机加工，完成顶部法兰的端面、外圆、内孔和所有连接孔的机加工；

3）将机加工后的临时结构组合体吊运至安装位置，在临时结构组合体的小圆筒内安装大型筒式底座定位及测量工装；先将定位及测量工装的中心轴筒放入小圆筒内，然后将多根径向调节螺杆分成上下两层且径向调节螺杆两端分别通过铰接座支撑在小圆筒内孔和调节套筒外周面之间；用直尺量取或肉眼观察中心轴筒的轴线位置，通过调节相应的径向调节螺杆长度来粗略调整中心轴筒的中心位置，使中心轴筒轴线位于大型筒式底座的顶部法兰中心轴线允许的公差范围内。

4）将大型筒式底座定位及测量工装的转动臂一端套入中心轴筒上端，在转动臂另一端上分别安装轴向距离测量装置和径向距离测量装置，并使轴向距离测量装置的垂直发射头垂直向下对准大型构筒式底座的顶部法兰上平面，径向距离测量装置的水平发射头水平向外对准大型筒式底座顶部法兰的内孔边缘；

5）盘动转动臂，检测并记录转动臂转动中各点位置的垂直发射头与顶部法兰顶面的轴向距离Y数据，水平发射头与顶部法兰内孔的径向距离X数据；根据检测数据，调节相应的径向调节螺杆长度，从而调整大型筒式底座定位及测量工装的中心轴线与大型筒式底座的顶部法兰中心轴线距离误差在允许范围内；

6）在大型筒式底座定位及测量工装的中心轴筒内装入激光靶，校准激光靶，使激光靶中心与中心轴筒中心一致；

7）利用激光束的准直性，通过中心轴筒上下端内的激光靶，先将大型筒式底座水平基准调整定位在设计允许的偏差范围内，然后以顶部法兰平面为水平基准，调整大型筒式底座的轴线垂直位置，使大型筒式底座的轴线的垂直轴线调整定位在设计允许的偏差范围内；

8）将轴向距离测量装置沿着转动臂外移到距离大型筒式底座大圆筒与顶部法兰的连接焊缝外周190～210毫米处上，转动臂转动一周，在转动过程中，按照垂直发射头向下打在固定结构上各光点的痕迹，打出“点”记号，并画出检验基准园；

9）大型筒式底座通过设置在大型筒式底座外侧的多个连接构件与外部结构焊连；在焊接过程中，转动臂反复转动，检测垂直发射头向下打的各光点与检测基准园“点”记号之间的距离变化，通过拧动位于调节套筒上下端的数个径向螺钉，微调中心轴筒的水平位置，将大型筒式底座中心轴线定位在设计允许的偏差范围内；盘动转动臂，检测并记录转动臂转动中各点位置的垂直发射头与顶部法兰顶面的轴向距离Y数据，水平发射头与顶部法兰内孔的径向距离X数据，找出大型筒式底座的顶部法兰中心轴线的偏移方向和偏移量，以此控制焊接程序和调整顶部法兰的焊接变形，多次重复步骤9），直到焊接结束；

10）吊走转动臂，接着拆除小圆筒内的大型筒式底座定位及测量工装的部件，然后再拆除连接小圆筒及大型筒式底座之间的多根临时撑杆，临时结构组合体解体，去除焊疤，完成大型筒式底座的加工、定位及测量。

本发明的安装定位方法使得大型筒式底座的安装定位和纠偏非常方便，大大提高了安装精度和安装效率。本发明的测量方法先确定大型筒式底座中心轴线的位置，然后以此中心轴线为基准，转动臂转动一周，采用装在转动臂上轴向距离测量的垂直发射头打在固定结构上的光点痕迹画出检验基准园；接着利用检验基准园反复检测顶部法兰和周围的结构件焊接过程中发生的中心轴线偏移量和顶部法兰焊接变形量，以便及时调整焊接工艺并采用反变形纠偏措施使得中心轴线偏差及顶部法兰的平面度和径向尺寸偏差恢复到允许的误差的范围内，满足支撑在顶部法兰上设备的安装需要。

    本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是全回转拖船的大型筒式底座结构示意图；

图2是本发明的流程图；

图3是大型筒式底座定位及测量工装的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明应用在全回转拖船的大型筒式底座安装定位纠偏和测量相关要素的实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，全回转拖船的大型筒式底座1由下部圆筒12和顶部法兰11组焊而成，为容易发生变形的薄壁大直径短筒型焊接结构件，用于安装全回转舵桨。舵桨底座的安装法兰定位支承在大型筒式底座1的顶部法兰11上，并通过多个紧固件和大型筒式底座1连接成一体。顶部法兰11机加工后的表面粗糙度为Ra6.3～Ra3.2，平面度要求在0.5～1.5mm之内，才能顺利装上舵桨底座。在大型筒式底座1完成机加工吊装到船上后，以及在后续的焊在船体安装板上的过程中，其顶部法兰11均会产生不同程度的变形，需要及时精确测量其轴向和径向的变形情况，以便采用反变形纠偏的工艺措施，使得顶部法兰11内径尺寸和上侧面的平面度达到设计要求，满足舵桨底座的安装要求。

如图2和图3所示，本发明包括以下步骤：

    1）在由顶部法兰11和下部圆筒体12组成的大型筒式底座1的毛坯焊接成型之后，将小圆筒22放入大型筒式底座1内，在大型筒式底座1内孔与小圆筒22外圆之间，通过径向均布的多根临时撑杆23将小圆筒22与大型筒式底座1以焊接的方式连接成一个临时结构组合体。

2）对临时结构组合体毛坯的顶部法兰11进行机加工，完成顶部法兰11的端面、外圆、内孔和所有连接孔的机加工。

3）将机加工后的临时结构组合体吊运至安装位置，在临时结构组合体的小圆筒22内安装大型筒式底座定位及测量工装2；先将定位及测量工装2的中心轴筒21放入小圆筒内，然后将多根径向调节螺杆29分成上下两层且其两端分别通过铰接座24支撑在小圆筒23内孔和调节套筒25外周面之间；用直尺量取或肉眼观察中心轴筒21的轴线位置，通过调节相应的径向调节螺杆29长度来粗略调整中心轴筒21的中心位置，使中心轴筒21轴线位于大型筒式底座1的顶部法兰11中心轴线允许的公差范围内。

4）将大型筒式底座定位及测量工装2的转动臂26一端套入中心轴筒21上端，在转动臂26上分别安装轴向距离测量装置27和径向距离测量装置28，并使轴向距离测量装置27的垂直发射头271垂直向下对准大型构筒式底座1的顶部法兰11上平面，径向距离测量装置28的水平发射头281水平向外对准大型筒式底座1的顶部法兰11内孔边缘。

5）盘动转动臂26，检测并记录转动臂26转动中各点位置的垂直发射头271与顶部法兰11顶面的轴向距离Y数据，水平发射头281与顶部法兰11内孔的径向距离X数据；根据检测数据，调节相应的径向调节螺杆29长度，从而调整大型筒式底座定位及测量工装2的中心轴线与大型筒式底座1的顶部法兰11中心轴线距离误差在允许范围内。

6）在大型筒式底座定位及测量工装2的中心轴筒21内装入激光靶211，校准激光靶211，使激光靶211中心与中心轴筒21中心一致；

7）利用激光束的准直性，通过中心轴筒21上下端内的激光靶211，先将大型筒式底座1水平基准调整定位在设计允许的偏差范围内，然后以顶部法兰11平面为水平基准，调整大型筒式底座1的轴线垂直位置，使大型筒式底座1的轴线的垂直轴线调整定位在设计允许的偏差范围内；

    8）将轴向距离测量装置27沿着转动臂26外移到距离大型筒式底座大圆筒12与顶部法兰11的连接焊缝外周190～210毫米处上，转动臂26转动一周，在转动过程中，按照垂直发射头向下打在固定结构上各光点的痕迹，打出“点”记号，并画出检验基准园。

9）大型筒式底座1通过设置在其外侧的多个径向均布的补板14与外部结构焊连；在焊接过程中，转动臂26反复转动，检测垂直发射头271向下打的各光点与检测基准园“点”记号之间的距离变化，通过拧动位于调节套筒25上下端的数个径向螺钉251，微调中心轴筒21的水平位置，将大型筒式底座1中心轴线定位在设计允许的偏差范围内；盘动转动臂26，检测并记录转动臂26转动中各点位置的垂直发射头271与顶部法兰11顶面的轴向距离Y数据，水平发射头281与顶部法兰11内孔的径向距离X数据，找出大型筒式底座1的顶部法兰11中心轴线的偏移方向和偏移量，以此控制焊接程序和调整顶部法兰11的焊接变形，多次重复步骤9），直到焊接结束；

    10）吊走转动臂26，接着拆除小圆筒22内的大型筒式底座定位及测量工装的部件，然后再拆除连接小圆筒22及大型筒式底座1之间的多根临时撑杆23，临时结构组合体解体，去除焊疤，完成大型筒式底座1的加工、定位及测量。

    除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种大型筒式底座的安装定位及测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在由顶部法兰和下部筒体组成的大型筒式底座的毛坯焊接成型之后，将小圆筒放入大型筒式底座内，在大型筒式底座内孔与小圆筒外圆之间，通过径向均布的多根临时撑杆将小圆筒与大型筒式底座以焊接的方式连接成一个临时结构组合体；

2)对临时结构组合体的毛坯顶部法兰进行机加工，完成顶部法兰的端面、外圆、内孔和所有连接孔的机加工；

3)将机加工后的临时结构组合体吊运至安装位置，在临时结构组合体的小圆筒内安装大型筒式底座定位及测量工装；先将大型筒式底座定位及测量工装的中心轴筒放入小圆筒内，然后将多根径向调节螺杆分成上下两层且径向调节螺杆两端分别通过铰接座支撑在小圆筒内孔和调节套筒外周面之间；用直尺量取或肉眼观察中心轴筒的轴线位置，通过调节相应的径向调节螺杆长度来粗略调整中心轴筒的中心位置，使中心轴筒轴线位于大型筒式底座的顶部法兰中心轴线允许的公差范围内；

4)将大型筒式底座定位及测量工装的转动臂一端套入中心轴筒上端，在转动臂另一端上分别安装轴向距离测量装置和径向距离测量装置，并使轴向距离测量装置的垂直发射头垂直向下对准大型筒式底座的顶部法兰上平面，径向距离测量装置的水平发射头水平向外对准大型筒式底座顶部法兰的内孔边缘；

5)盘动转动臂，检测并记录转动臂转动中各点位置的垂直发射头与顶部法兰顶面的轴向距离Y数据，水平发射头与顶部法兰内孔的径向距离X数据；根据检测数据，调节相应的径向调节螺杆长度，从而调整大型筒式底座定位及测量工装的中心轴线与大型筒式底座的顶部法兰中心轴线距离误差在允许范围内；

6)在大型筒式底座定位及测量工装的中心轴筒内装入激光靶，校准激光靶，使激光靶中心与中心轴筒中心一致；

7)利用激光束的准直性，通过中心轴筒上下端内的激光靶，先将大型筒式底座水平基准调整定位在设计允许的偏差范围内，然后以顶部法兰平面为水平基准，调整大型筒式底座的轴线垂直位置，使大型筒式底座的垂直轴线调整定位在设计允许的偏差范围内；

8)将轴向距离测量装置沿着转动臂外移到距离大型筒式底座大圆筒与顶部法兰的连接焊缝外周190～210毫米处上，转动臂转动一周，在转动过程中，按照垂直发射头向下打在固定结构上各光点的痕迹，打出“点”记号，并画出检验基准园；

9)大型筒式底座通过设置在大型筒式底座外侧的多个连接构件与外部结构焊连；在焊接过程中，转动臂反复转动，检测垂直发射头向下打的各光点与检测基准园“点”记号之间的距离变化，通过拧动位于调节套筒上下端的数个径向螺钉，微调中心轴筒的水平位置，将大型筒式底座中心轴线定位在设计允许的偏差范围内；盘动转动臂，检测并记录转动臂转动中各点位置的垂直发射头与顶部法兰顶面的轴向距离Y数据，水平发射头与顶部法兰内孔的径向距离X数据，找出大型筒式底座的顶部法兰中心轴线的偏移方向和偏移量，以此控制焊接程序和调整顶部法兰的焊接变形，多次重复步骤9)，直到焊接结束；

10)吊走转动臂，接着拆除小圆筒内的大型筒式底座定位及测量工装的部件，然后再拆除连接小圆筒及大型筒式底座之间的多根临时撑杆，临时结构组合体解体，去除焊疤，完成大型筒式底座的加工、定位及测量。