CN103925881A - 板坯连铸机扇形段支撑座的调整就位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉具体为一种板坯连铸机扇形段支撑座的调整就位方法；其特征是：它包括下述步骤；步骤1、建立坐标系并在AutoCAD软件中建立测量孔理论值模型：步骤2、现场布设控制点：步骤3、测量测量孔坐标值、进行数据分析后调整：步骤4、平尺检验矫正使同一段的支撑座底板共面：步骤5、用仪器检查测量孔位置：用全站仪和球镜对所有测量孔再检测一遍，确认位置没有变化。本测量方法操作简便、能够有效降低板坯连铸机扇形段支撑座调整就位所需的人力、物理并提高作业效率。

Description

板坯连铸机扇形段支撑座的调整就位方法

技术领域

本发明涉及板坯连铸机扇形段基础框架的安装领域，具体为一种板坯连铸机扇形段支撑座的调整就位方法。 

背景技术

扇形段是板坯连铸机设备中的关键设备，扇形段安装精度的高低直接影响铸坯的质量，其安装精度必须由基础框架调整、离线对中、在线对弧等工序来保证，调整时间长短直接影响整个在建或检修施工的工期。由于扇形段支撑座是倾斜固定在弧形基础框架上，调整时，影响扇形段弧度的两个尺寸（即支座标高和支座中心到外弧线的距离）无法精确测量，最终依靠将离线对中后的扇形段就位，用弧度样规对扇形段内部的辊子在线对弧，分析对弧数据调整弧形框架上的支撑座位置，调整时还需将扇形段拔起以便加减垫片组，费时费力。 

为了提高安装效率，该领域技术人员用各种方法提高扇形段支撑座的测量精度，以便在扇形段就位前将支撑座调整到最佳位置。最常用的方法是模拟扇形段底座制作的矩形框架，安装在支撑座上，通过测量框架上的定位基准来检测支撑座，此类工装结构较复杂，制作精度高，需定期检校，且在反复移动和就位的使用过程中框架易变形，故障率高，测量效果往往不理想。 

    较先进的方法是配合工业全站仪和球形棱镜，直接测量支座上的定位销孔，通过坐标比对，确定支撑座垫片组的加减量，达到精调目的。此方法的局限性在于，全站仪架设在水平段框架中间，只能观测和调整支座内侧（即靠近铸流线一侧）测量孔坐标，内侧定位孔的位置不代表整块支撑座的位置，不能准确判断同一个扇形段的四个支撑座底板上表面在同一个平面上（达涅利）。扇形段框架在制造时或在现场调整时可能产生支座位置偏斜的现象，造成四个支座底板不共面。如果偏差过大，扇形段就不能就位或就位后扇形段底座与支撑座上表面产生“线接触”的现象，失去精调的意义。专利号为CN102435151的“全息法板坯连铸机弧形检测方法”通过对支座和支座上的销轴的全方位多点观测解决了圆形销轴支座的问题，要解决扁销和平板支撑座的共面检测问题，还要继续增加测量点，此法最多时需要在一块支座上测量六个点，且计算繁复需要借助专业测量软件，增加了工作量，降低了可操作性，而且此方法只对达涅利设计的销轴式扇形段支撑座有效。对于此问题，业内还没有一个简单快捷、不借助辅助测量工装、能支持不同设计的扇形段支撑座调整，同时还能保证测量精度的有效办法。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种建立在三维测量技术基础上的、不借助测量工装且支持不同设计的板坯连铸机扇形段支撑座的调整方法。其原理简单，具有良好的操作性，能够有效提高安装效率。 

为了达到上述目的，本发明是这样实现的： 

一种板坯连铸机扇形段支撑座的调整就位方法，它包括下述步骤；

步骤1、建立坐标系并在AutoCAD软件中建立测量孔理论值模型： 

首先依据设计图纸，在扇形段侧视图中，分别计算每一个扇形段支座侧面的定位测量孔中心到±0m标高基准线垂直距离和到垂直外弧线基准线的水平距离，即得到了每一个测量孔中心点在直角坐标系的理论坐标值。打开AutoCAD软件建立新图形，以界面中的（0,0）坐标点为原点用线段作一个直角坐标系，X轴代表设计图中±0m标高基准面，Y轴代表设计图中的垂直外弧线基准线。在CAD中point（创建点）命令中输入测量孔中心的理论坐标值，并将同一扇形段的两个坐标点连成线段。（如图1）同一线段中，与线段相平行的垂直方为A向，与线段相平行的方向为B方向，A向与B向即扇形段支座的垫板调整方向。

步骤2、现场布设控制点： 

用全站仪检校矫直线与外弧线、矫直线与铸流线之间的相对位置关系，使之满足精度要求；将钢坯铺设在事先已调整好的水平段基础框架横梁上，为防止震动将钢坯与横梁间焊牢；在钢坯上架设全站仪，同时在钢坯表面焊接三个螺母，使三脚架末端抵在螺帽内侧；在扇形段区域布设四个控制点，控制点间的最长距离要大于扇形段支座间的最大距离，并且要保证每次架设全站仪时能同时看到这四个控制点，控制点是能放置球形棱镜的螺帽，焊接在现场的固定金属物上，如横梁、立柱、基础护边角铁等，观测时将球镜平稳的放置在螺帽中；利用全站仪默认的坐标系，对矫直线上的中心标板点，以及刚刚布设好的控制点进行连测，得到各个控制点的X,Y坐标，再通过测量地面水准点的Z坐标，把高程传递到控制点上，得到控制点的三维坐标；运用AutoCAD软件的“旋转”、“移动”功能把全站仪默认坐标系测得的数据转化到已建立的三维坐标系中，通过CAD软件的坐标查询功能获取控制点三维坐标值；

步骤3、测量测量孔坐标值、进行数据分析后调整：

通过全站仪自由设站法观测三个或者四个控制点后，测量扇形段支座测量孔的X,Z坐标；并将以X,Y坐标输入到之前建立的二维CAD模型中进行坐标分解比对，转化成到理论坐标点A方向和B方向的距离和方向，从而得到支座下每组垫片的加减量；根据数据调整垫片组；此步骤需在现场连续进行，反复测量、调整直到满足精度要求；

步骤4、平尺检验矫正使同一段的支撑座底板共面：测量孔的位置达到精度要求之后，用平尺进行平面度的检验（U形支座用假轴）；平尺横向搭在相邻的两个支座底板上，平尺要长于底板边缘，用塞尺检查接触面边缘的4个点是否有缝隙；同一块底板会出现三种情况，一是外侧有缝隙，可将外侧垫片组加厚，二是内侧有缝隙，可将外侧垫片组减薄，三是没有缝隙，即无需调整；调整同时要考虑另一支座的缝隙，直到四个点都没有缝隙为止；同一扇形段的四个底座要用平尺搭四次，调整的原则是以测量孔的位置为基准将底板调到没有缝隙；调整时可将班组作业人员分成两组，分别负责测量孔和平面度的调整；

步骤5、用仪器检查测量孔位置：用全站仪和球镜对所有测量孔再检测一遍，确认位置没有变化。

附图说明

图1、坐标系及测量孔中心坐标模型示意图。 

图2、现场的全站仪设站示意图。 

图3、支座坐标测量示意图。 

图4、平面支座平尺搭设示意图。 

图5、销轴支座平尺搭设示意图。 

图6、U形支座假轴搭设示意图。 

图7、平尺纵向搭设示意图。 

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。 

一种板坯连铸机扇形段支撑座的调整就位方法，它包括下述步骤； 

如图1所示，

步骤1、建立坐标系并在AutoCAD软件中建立测量孔理论值模型： 

首先依据设计图纸，在扇形段侧视图中，分别计算每一个扇形段支座侧面的定位测量孔中心到±0m标高基准线垂直距离和到垂直外弧线基准线的水平距离，即得到了每一个测量孔中心点在直角坐标系的理论坐标值。打开AutoCAD软件建立新图形，以界面中的（0,0）坐标点为原点用线段作一个直角坐标系，X轴代表设计图中±0m标高基准面，Y轴代表设计图中的垂直外弧线基准线。在CAD中point（创建点）命令中输入测量孔中心的理论坐标值，并将同一扇形段的两个坐标点连成线段。（如图1）同一线段中，与线段相平行的垂直方为A向，与线段相平行的方向为B方向，A向与B向即扇形段支座的垫板调整方向。

步骤2、现场布设控制点： 

用全站仪检校矫直线与外弧线、矫直线与铸流线之间的相对位置关系，使之满足精度要求；将钢坯1铺设在事先已调整好的水平段基础框架横梁上，为防止震动将钢坯与横梁间焊牢；在钢坯1上架设全站仪2，同时在钢坯1表面焊接三个螺母3，使三脚架末端抵在螺帽内侧；在扇形段区域布设四个控制点4，控制点4间的最长距离要大于扇形段支座间的最大距离，并且要保证每次架设全站仪时能同时看到这四个控制点，控制点是能放置球形棱镜的螺帽，焊接在现场的固定金属物上，如横梁、立柱、基础护边角铁等，观测时将球镜平稳的放置在螺帽中；利用全站仪默认的坐标系，对矫直线上的中心标板点，以及刚刚布设好的控制点4进行连测，得到各个控制点的X,Y坐标，再通过测量地面水准点的Z坐标，把高程传递到控制点上，得到控制点的三维坐标；运用AutoCAD软件的“旋转”、“移动”功能把全站仪默认坐标系测得的数据转化到已建立的三维坐标系中，通过CAD软件的坐标查询功能获取控制点三维坐标值；

如图2所示，

步骤3、测量测量孔坐标值、进行数据分析后调整：

通过全站仪1自由设站法观测三个或者四个控制点4后，用球镜5测量扇形段支座测量孔6的X,Z坐标（如图3）；并将坐标以X,Y坐标输入到之前建立的二维CAD模型（如图1）中进行坐标分解比对，转化成到理论坐标点A方向和B方向的距离和方向，从而得到支座下每组垫片的加减量；根据数据分别调整半径方向A垫片组9和切线方向垫片组10；此步骤需在现场连续进行，反复测量、调整直到满足精度要求；

如图4、图5、图6和图7所示，

步骤4、平尺检验矫正使同一段的支撑座底板共面：测量孔6的位置达到精度要求之后，用平尺7进行平面度的检验（U形支座用假轴11）；平尺7横向搭在相邻的两个支座底板上，平尺7要长于底板边缘，用塞尺检查接触面边缘的4个点是否有缝隙；同一块底板会出现三种情况，一是外侧有缝隙，可将外侧垫片组加厚，二是内侧有缝隙，可将外侧垫片组减薄，三是没有缝隙，即无需调整；调整同时要考虑另一支座的缝隙，直到四个点都没有缝隙为止；同一扇形段的四个底座要用平尺搭四次，调整的原则是以测量孔的位置为基准将底板调到没有缝隙；调整时可将班组作业人员分成两组，分别负责测量孔和平面度的调整；

步骤5：用仪器检查测量孔位置：用全站仪2和球镜5对调整过的支座的测量孔6再检测一遍，在确认坐标没有变化之后，框架调整结束，基座二次灌浆后，扇形段即可就位。

所述的全站仪，可通过距离和角度测量，计算棱镜中心的三维坐标。 

所述的球形棱镜，无论怎么转动，球镜球心的三维坐标都固定不变。 

所述的平尺，能严格保证上表面和下表面的平行度、直线度的铝合金样规。 

所述的假轴，直径与扇形段耳轴相同，精加工，一般随奥钢联的连铸设备提供。 

本发明的进步效果在于： 

1、通过测量控制技术与平尺（或假轴）检验矫正相结合的方式，解决了扇形段支撑座位置调整，同时又解决了由设备制造或支座调整时产生的支座底板上表面不共面问题。不借助特殊工装，只测量和转化支座测量孔的坐标，节约了成本，提高了效率，缩短了调整时间。

2、通过采用自由设站法、使用球形棱镜、缩短观测距离、加固观测平台、焊接螺母稳定三脚架等一系列措施，最大限度的抵消或消弱了仪器系统误差、观测误差及周边施工环境对观测的影响。使施工单位使用非工业全站仪也能够达到观测需要的精度，节省了测量成本。 

3、以便于观测的矫直线为基准布设控制点，避免了以外弧线为基准时需要先将仪器架设在在浇铸平台上，的问题。再通过在现场边调整边测量和计算的工作方式，避免了因多次架站产生的测量误差，提高了安装效率，又保证了测量精度。 

  

Claims (1)

1.一种板坯连铸机扇形段支撑座的调整就位方法，其特征是：它包括下述步骤；

步骤1、建立坐标系并在AutoCAD软件中建立测量孔理论值模型： 

首先依据设计图纸，在扇形段侧视图中，分别计算每一个扇形段支座侧面的定位测量孔中心到±0m标高基准线垂直距离和到垂直外弧线基准线的水平距离，即得到了每一个测量孔中心点在直角坐标系的理论坐标值；打开AutoCAD软件建立新图形，以界面中的（0,0）坐标点为原点用线段作一个直角坐标系，X轴代表设计图中±0m标高基准面，Y轴代表设计图中的垂直外弧线基准线；在CAD中point（创建点）命令中输入测量孔中心的理论坐标值，并将同一扇形段的两个坐标点连成线段；（如图1）同一线段中，与线段相平行的垂直方为A向，与线段相平行的方向为B方向，A向与B向即扇形段支座的垫板调整方向；

步骤2、现场布设控制点：

用全站仪检校矫直线与外弧线、矫直线与铸流线之间的相对位置关系，使之满足精度要求；将钢坯铺设在事先已调整好的水平段基础框架横梁上，为防止震动将钢坯与横梁间焊牢；在钢坯上架设全站仪，同时在钢坯表面焊接三个螺母，使三脚架末端抵在螺帽内侧；在扇形段区域布设四个控制点，控制点间的最长距离要大于扇形段支座间的最大距离，并且要保证每次架设全站仪时能同时看到这四个控制点，控制点是能放置球形棱镜的螺帽，焊接在现场的固定金属物上，如横梁、立柱、基础护边角铁等，观测时将球镜平稳的放置在螺帽中；；利用全站仪默认的坐标系，对矫直线上的中心标板点，以及刚刚布设好的控制点进行连测，得到各个控制点的X,Y坐标，再通过测量地面水准点的Z坐标，把高程传递到控制点上，得到控制点的三维坐标；运用AutoCAD软件的“旋转”、“移动”功能把全站仪默认坐标系测得的数据转化到已建立的三维坐标系中，通过CAD软件的坐标查询功能获取控制点三维坐标值；

步骤3、测量测量孔坐标值、进行数据分析后调整：

通过全站仪自由设站法观测三个或者四个控制点后，测量扇形段支座测量孔的X,Z坐标；并将以X,Y坐标输入到之前建立的二维CAD模型中进行坐标分解比对，转化成到理论坐标点A方向和B方向的距离和方向，从而得到支座下每组垫片的加减量；根据数据调整垫片组；此步骤需在现场连续进行，反复测量、调整直到满足精度要求；

步骤4、平尺检验矫正使同一段的支撑座底板共面：测量孔的位置达到精度要求之后，用平尺进行平面度的检验（U形支座用假轴）；平尺横向搭在相邻的两个支座底板上，平尺要长于底板边缘，用塞尺检查接触面边缘的4个点是否有缝隙；同一块底板会出现三种情况，一是外侧有缝隙，可将外侧垫片组加厚，二是内侧有缝隙，可将外侧垫片组减薄，三是没有缝隙，即无需调整；调整同时要考虑另一支座的缝隙，直到四个点都没有缝隙为止；同一扇形段的四个底座要用平尺搭四次，调整的原则是以测量孔的位置为基准将底板调到没有缝隙；调整时可将班组作业人员分成两组，分别负责测量孔和平面度的调整；

步骤5、用仪器检查测量孔位置：用全站仪和球镜对所有测量孔再检测一遍，确认位置没有变化。