CN103591907A - 一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法，它涉及一种汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法。本发明是为了解决汽轮机高压外缸的开档面与基准轴线的垂直度在加工过程中没有有效的检测方法。检测方法分为四个步骤：一、清理被检测面、校准激光头。二、建立基准轴线。三、对汽缸凸肩采点测量。四、测量汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度。本发明用于检测汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法。
背景技术
汽轮机高压外缸的开档面是汽轮机高压内缸及隔板套等零部件的轴向安装定位面，目前对于该平面与基准轴线垂直度的检测方法只是依靠加工机床进行测量，机床的刀头装夹一块百分表并打在开档面上，利用数控机床加工程序使刀头连带百分表在该平面上划走，根据百分表的读数变化范围测量出开档面与基准轴线的垂直度。
这种方法将数控机床的行走误差引入到了检测过程中，而产生该垂直度主要偏差就是机床主轴的行走偏差，在通常检测用的机床与加工时的机床是同一机床，因此该种方法无法真实地检测出该垂直度偏差。高压外缸开档面与基准轴线的垂直度直接影响到机组装配时高压内缸及隔板套等零部件与基准轴线的同轴度，进而影响隔板的出汽方向及轴向尺寸，影响机组的运行效率与安全。
发明内容
本发明是为了解决汽轮机高压外缸的开档面与基准轴线的垂直度在加工过程中没有有效的检测方法，而提出一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法。
一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法按照以下步骤实现：
步骤一：将单半汽缸稳定支撑，汽缸水平中分面向上，下半汽缸可利用支撑墩支撑，上半缸可用排汽管口支撑，然后清理调端第一级进汽定位面、调端第二级进汽定位面、电端第一级进汽定位面、电端第二级进汽定位面、电端汽封圆、调端汽封圆、电端汽封端面和调端汽封端面，确保测量过程中上述面无杂质。
将激光跟踪仪用三角架固定在汽缸端面外部，三角架距汽缸端面距离大于1m，激光头的高度要高于汽缸的水平中分面0.5m以上，确保激光能打到调端第一级进汽定位面、调端第二级进汽定位面、电端第一级进汽定位面、电端第二级进汽定位面、电端汽封圆、调端汽封圆、电端汽封端面和调端汽封端面。
连接仪器并接通电源，仪器需预热15-20分钟，在预热期间检查激光跟踪仪的激光是否能覆盖调端第一级进汽定位面、调端第二级进汽定位面、电端第一级进汽定位面、电端第二级进汽定位面、电端汽封圆、调端汽封圆、电端汽封端面和调端汽封端面，若不能则需调整激光跟踪仪的位置，待预热完毕后利用校准软件对仪器进行校准，校准时靶球相对于激光头的方向应与汽缸相对于激光头的方向一致，当前视后视检查中回转和俯仰角误差小于要求值时方可进行测量工作，否则需进行QVC校正。
步骤二：建立基准轴线：打开测量分析软件，并连接仪器，利用人工手持靶球的方式对电端汽封圆、调端汽封圆、电端汽封端面和调端汽封端面进行采点，要求电端汽封端面、调端汽封端面及电端汽封圆和调端汽封圆采点范围170°-180°；在测量过程中迎光平面可直接用靶球测量，背光平面需利用辅助测量棒进行测量；分别将电端汽封端面、调端汽封端面上的测量点删除误差大于0.02mm的测量点后，取一定数量的测量点数据分别拟合为电端汽封端面拟合平面、调端汽封端面拟合平面；将电端汽封圆的测量点投影到电端汽封端面拟合平面、将调端汽封圆的测量点投影到调端汽封端面拟合平面，分别删除误差大于0.02mm的投影点后取一定数量的投影点分别拟合为圆一和圆二，连接圆一与圆二的圆心，并将连接圆一圆二圆心的线定义为基准轴线。
步骤三：对汽缸凸肩采点测量：对调端第一级进汽定位面、调端第二级进汽定位面、电端第一级进汽定位面和电端第二级进汽定位面进行采点测量，采点范围170°-180°；在测量过程中迎光平面可直接用靶球测量，背光平面需利用辅助测量棒进行测量，分别将调端第一级进汽定位面、调端第二级进汽定位面、电端第一级进汽定位面和电端第二级进汽定位面上的测量点删除误差大于0.02mm的测量点后，取一定数量的测量点数据分别拟合为调端第一级进汽定位面拟合平面，调端第二级进汽定位面拟合平面，电端第一级进汽定位面拟合平面，电端第二级进汽定位面拟合平面。
步骤四：测量汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度：分别查询第一级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αT1、调端第二级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αT2、电端第一级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αG1和电端第二级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αG2，各平面与轴线的垂直度为夹角余切值与定位圆直径的乘积，即：P1=Y1*cotαT1；P2=Y2*cotαT2；P3=Y3*cotαG1；P4=Y4*cotαG2。
发明效果：本发明利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度进行检测。解决了汽轮机高压外缸的开档面与基准轴线的垂直度在加工过程中没有有效的检测方法。本发明用于汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度进行检测。本发明保证了隔板的出汽方向与轴向尺寸，提高了机组的运行效率与运行安全。
附图说明
图1是测量位置立体图，图1左端为发电机端右端为调速器端，T1为调端第一级进汽定位面，T2为调端第二级进汽定位面，G1为电端第一级进汽定位面，G2为电端第二级进汽定位面，A为电端汽封圆，B为调端汽封圆，G为电端汽封端面，T为调端汽封端面，Y1为调端第一级定位圆直径，Y2为调端第二级定位圆直径，Y3为电端第一级定位圆直径，Y4为电端第二级定位圆直径；
图2是测量状态示意图，图2a为测量状态主视图，图2b为测量状态左视图，其中2-1是激光跟踪仪、2-2三脚架；
图3是靶球测量示意图，图3a为靶球背光测量示意图，图3b为靶球迎光测量示意图，其中3-1是靶球、3-2是激光、3-3是辅助测量棒、3-4是汽缸凸肩。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法按照以下步骤实现：
步骤一：将单半汽缸稳定支撑，汽缸水平中分面向上，下半汽缸可利用支撑墩支撑，上半缸可用排汽管口支撑，然后清理调端第一级进汽定位面T1、调端第二级进汽定位面T2、电端第一级进汽定位面G1、电端第二级进汽定位面G2、电端汽封圆A、调端汽封圆B、电端汽封端面G和调端汽封端面T，确保测量过程中上述面无杂质。
将激光跟踪仪2-1用三角架2-2固定在汽缸端面外部，三角架2-2距汽缸端面距离大于1m，激光头的高度要高于汽缸的水平中分面0.5m以上，确保激光3-2能打到调端第一级进汽定位面T1、调端第二级进汽定位面T2、电端第一级进汽定位面G1、电端第二级进汽定位面G2、电端汽封圆A、调端汽封圆B、电端汽封端面G和调端汽封端面T。
连接仪器并接通电源，仪器需预热15-20分钟，在预热期间检查激光跟踪仪2-1的激光3-2是否能覆盖调端第一级进汽定位面T1、调端第二级进汽定位面T2、电端第一级进汽定位面G1、电端第二级进汽定位面G2、电端汽封圆A、调端汽封圆B、电端汽封端面G和调端汽封端面T，若不能则需调整激光跟踪仪2-1的位置，待预热完毕后利用校准软件对仪器进行校准，校准时靶球3-1相对于激光头的方向应与汽缸相对于激光头的方向一致，当前视后视检查中回转和俯仰角误差小于要求值时方可进行测量工作，否则需进行QVC校正。
步骤二：建立基准轴线：打开测量分析软件，并连接仪器，利用人工手持靶球3-1的方式对电端汽封圆A、调端汽封圆B、电端汽封端面G和调端汽封端面T进行采点，要求电端汽封端面G、调端汽封端面T及电端汽封圆A和调端汽封圆B采点范围170°-180°；在测量过程中迎光平面可直接用靶球3-1测量，背光平面需利用辅助测量棒3-3进行测量；分别将电端汽封端面G、调端汽封端面T上的测量点删除误差大于0.02mm的测量点后，取一定数量的测量点数据分别拟合为电端汽封端面拟合平面、调端汽封端面拟合平面；将电端汽封圆A的测量点投影到电端汽封端面拟合平面、将调端汽封圆B的测量点投影到调端汽封端面拟合平面，分别删除误差大于0.02mm的投影点后取一定数量的投影点分别拟合为圆一和圆二，连接圆一与圆二的圆心，并将连接圆一圆二圆心的线定义为基准轴线。
步骤三：对汽缸凸肩3-4采点测量：对调端第一级进汽定位面T1、调端第二级进汽定位面T2、电端第一级进汽定位面G1和电端第二级进汽定位面G2进行采点测量，采点范围170°-180°；在测量过程中迎光平面可直接用靶球3-1测量，背光平面需利用辅助测量棒3-3进行测量，分别将调端第一级进汽定位面T1、调端第二级进汽定位面T2、电端第一级进汽定位面G1和电端第二级进汽定位面G2上的测量点删除误差大于0.02mm的测量点后，取一定数量的测量点数据分别拟合为调端第一级进汽定位面拟合平面，调端第二级进汽定位面拟合平面，电端第一级进汽定位面拟合平面，电端第二级进汽定位面拟合平面。
步骤四：测量汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度：分别查询第一级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αT1、调端第二级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αT2、电端第一级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αG1和电端第二级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αG2，各平面与轴线的垂直度为夹角余切值与定位圆直径的乘积，即：P1=Y1*cotαT1；P2=Y2*cotαT2；P3=Y3*cotαG1；P4=Y4*cotαG2。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中预热完毕后利用的校准软件是TrackerCal软件。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中前视后视检查中回转和俯仰角误差小于千分之五时方可进行测量工作。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中测量分析软件是SA软件。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二分别将电端汽封端面G、调端汽封端面T上的测量点删除误差大于0.02mm的测量点后，取10-20个点的数据分别拟合为电端汽封端面拟合平面、调端汽封端面拟合平面。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中将电端汽封圆A的测量点投影到电端汽封端面拟合平面、将调端汽封圆B的测量点投影到调端汽封端面拟合平面，分别删除误差大于0.02mm的投影点后取10-20个投影点分别拟合为圆一和圆二。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三中分别将调端第一级进汽定位面T1、调端第二级进汽定位面T2、电端第一级进汽定位面G1和电端第二级进汽定位面G2上的测量点，删除误差大于0.02mm的测量点后，取10-20个测量点数据分别拟合为调端第一级进汽定位面拟合平面，调端第二级进汽定位面拟合平面，电端第一级进汽定位面拟合平面，电端第二级进汽定位面拟合平面。
Claims (7)
1.一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法，其特征在于：所述检测方法按照以下步骤实现：
步骤一：将单半汽缸稳定支撑，汽缸水平中分面向上，下半汽缸可利用支撑墩支撑，上半缸可用排汽管口支撑，然后清理调端第一级进汽定位面（T1）、调端第二级进汽定位面（T2）、电端第一级进汽定位面（G1）、电端第二级进汽定位面（G2）、电端汽封圆（A）、调端汽封圆（B）、电端汽封端面（G）和调端汽封端面（T），确保测量过程中上述面无杂质；
将激光跟踪仪（2-1）用三角架（2-2）固定在汽缸端面外部，三角架（2-2）距汽缸端面距离大于1m，激光头的高度要高于汽缸的水平中分面0.5m以上，确保激光（3-2）能打到调端第一级进汽定位面（T1）、调端第二级进汽定位面（T2）、电端第一级进汽定位面（G1）、电端第二级进汽定位面（G2）、电端汽封圆（A）、调端汽封圆（B）、电端汽封端面（G）和调端汽封端面（T）；
连接仪器并接通电源，仪器需预热15-20分钟，在预热期间检查激光跟踪仪（2-1）的激光（3-2）是否能覆盖调端第一级进汽定位面（T1）、调端第二级进汽定位面（T2）、电端第一级进汽定位面（G1）、电端第二级进汽定位面（G2）、电端汽封圆（A）、调端汽封圆（B）、电端汽封端面（G）和调端汽封端面（T），若不能则需调整激光跟踪仪（2-1）的位置，待预热完毕后利用校准软件对仪器进行校准，校准时靶球（3-1）相对于激光头的方向应与汽缸相对于激光头的方向一致，当前视后视检查中回转和俯仰角误差小于要求值时方可进行测量工作，否则需进行QVC校正；
步骤二：建立基准轴线：打开测量分析软件，并连接仪器，利用人工手持靶球（3-1）的方式对电端汽封圆（A）、调端汽封圆（B）、电端汽封端面（G）和调端汽封端面（T）进行采点，要求电端汽封端面（G）、调端汽封端面（T）及电端汽封圆（A）和调端汽封圆（B）采点范围170°-180°；在测量过程中迎光平面可直接用靶球（3-1）测量，背光平面需利用辅助测量棒（3-3）进行测量；分别将电端汽封端面（G）、调端汽封端面（T）上的测量点删除误差大于0.02mm的测量点后，取一定数量的测量点数据分别拟合为电端汽封端面拟合平面、调端汽封端面拟合平面；将电端汽封圆（A）的测量点投影到电端汽封端面拟合平面，将调端汽封圆（B）的测量点投影到调端汽封端面拟合平面，分别删除误差大于0.02mm的投影点后取一定数量的投影点分别拟合为圆一和圆二，连接圆一与圆二的圆心，并将连接圆一圆二圆心的线定义为基准轴线；
步骤三：对汽缸凸肩（3-4）采点测量：对调端第一级进汽定位面（T1）、调端第二级进汽定位面（T2）、电端第一级进汽定位面（G1）和电端第二级进汽定位面（G2）进行采点测量，采点范围170°-180°；在测量过程中迎光平面可直接用靶球（3-1）测量，背光平面需利用辅助测量棒（3-3）进行测量，分别将调端第一级进汽定位面（T1）、调端第二级进汽定位面（T2）、电端第一级进汽定位面（G1）和电端第二级进汽定位面（G2）上的测量点删除误差大于0.02mm的测量点后，取一定数量的测量点数据分别拟合为调端第一级进汽定位面拟合平面，调端第二级进汽定位面拟合平面，电端第一级进汽定位面拟合平面，电端第二级进汽定位面拟合平面；
步骤四：测量汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度：分别查询第一级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αT1、调端第二级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αT2、电端第一级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αG1和电端第二级进汽定位面拟合平面与轴线的角度αG2，各平面与轴线的垂直度为夹角余切值与定位圆直径的乘积，即：P1=Y1*cotαT1；P2=Y2*cotαT2；P3=Y3*cotαG1；P4=Y4*cotαG2。
2.根据权利要求1所述的一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法，其特征在于：步骤一中预热完毕后利用的校准软件是TrackerCal软件。
3.根据权利要求1所述的一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法，其特征在于：步骤一中前视后视检查中回转和俯仰角误差小于千分之五时方可进行测量工作。
4.根据权利要求1所述的一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法，其特征在于：步骤二中测量分析软件是SA软件。
5.根据权利要求1所述的一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法，其特征在于：步骤二分别将电端汽封端面（G）、调端汽封端面（T）上的测量点删除误差大于0.02mm的测量点后，取10-20个点的数据分别拟合为电端汽封端面拟合平面、调端汽封端面拟合平面。
6.根据权利要求1所述的一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法，其特征在于：步骤二中将电端汽封圆（A）的测量点投影到电端汽封端面拟合平面、将调端汽封圆（B）的测量点投影到调端汽封端面拟合平面，分别删除误差大于0.02mm的投影点后取10-20个投影点分别拟合为圆一和圆二。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的一种利用激光跟踪仪对汽轮机高压外缸开档面与基准轴线垂直度的检测方法，其特征在于：步骤三中分别将调端第一级进汽定位面（T1）、调端第二级进汽定位面（T2）、电端第一级进汽定位面（G1）和电端第二级进汽定位面（G2）上的测量点，删除误差大于0.02mm的测量点后，取10-20个测量点数据分别拟合为调端第一级进汽定位面拟合平面，调端第二级进汽定位面拟合平面，电端第一级进汽定位面拟合平面，电端第二级进汽定位面拟合平面。
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