CN108981613B - 一种大跨度孔系加工的同轴度测量和调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大跨度孔系加工的同轴度测量和调节方法，包括以下步骤：在支撑筒的单侧摆放激光源，保证激光源投射的参考光轴与待加工孔的中心轴线共线；调节调整架使激光源的激光束经过镗筒一端的回转中心；调节另一侧的调整架使激光源的激光束经过镗筒另一端的回转中心；重复上述步骤两次以上；激光源投射的激光同时经过镗筒两端回转中心时调节结束；在其他待加工孔上重复步骤，完成多个孔系的测量和同轴度调节。此方法可保证各个镗筒的旋转中心与参考光轴共线，最终保证了整个大跨度孔系的同轴度。此发明用于大型船舶螺旋桨轴的同轴度测量和调节领域。

Description

一种大跨度孔系加工的同轴度测量和调节方法
技术领域
本发明涉及大型船舶螺旋桨驱动轴的多个支承孔的同轴度测量领域，特别是涉及一种大跨度孔系加工的同轴度测量和调节方法。
背景技术
大型船舶螺旋桨驱动轴支承座跨度大，通常有100m，为了承托螺旋桨驱动轴，需要间隔开地设置若干支承孔，进而需要加工深度为1m或者以上的支承孔，而且相邻两支承孔之间通常间隔约30m，在加工时能否保证若干支承孔的同轴度，直接影响到大型船舶螺旋桨的工况以及使用寿命。
目前缺乏行之有效的方法来校正大跨度的孔系同轴度，进而导致不同支承孔的轴向出现偏差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于解决上述缺点的大跨度孔系加工的同轴度测量和调节方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种大跨度孔系加工的同轴度测量和调节方法，包括支撑筒、套在支撑筒上的镗筒和驱动镗筒绕支撑筒旋转并沿支撑筒移动的驱动装置，支撑筒和镗筒之间设有轴承组件，支撑筒两端设有调整架，使支撑筒上下和前后位置得到调节，包括以下步骤：
A.在支撑筒的单侧摆放激光源，保证激光源投射的激光与若干待加工孔的轴线共线；
B.调节左端的调整架使激光源的激光束经过镗筒左端的回转中心；
C.调节右端的调整架使激光源的激光束经过镗筒右端的回转中心；
D.重复步骤B和步骤C两次以上；
E.激光源投射的激光束同时经过镗筒两端的回转中心时调节结束；
F.在其他待加工孔上重复步骤B～步骤E，直到完成多个孔系的加工。
作为上述方案的改进，步骤B之前在两调整架上设置可摆动的托盘，两托盘上各自安装屏幕和CCD相机，两屏幕垂直于支撑筒的轴线，两屏幕各自处于激光源和同组的CCD相机之间，两CCD相机均正对同一组的屏幕，在镗筒的两端分别设置投射激光束并跟随镗筒旋转的激光器，两激光器分别朝向对应的屏幕。
作为上述方案的改进，步骤B依次包括以下步骤：
打开所述激光源和左侧的激光器，然后旋转镗筒；
此时左侧的屏幕上产生一个固定的光斑和一个由旋转的光斑形成光环，CCD相机拍摄固定光斑和光环的图像，通过计算机图像识别软件计算出固定光斑和光环圆心的位置，从而得到固定的光斑和光环圆心之间的位置误差；
调节左侧所述调整架使光环的圆心与激光源的光斑重合。
作为上述方案的改进，步骤C依次包括以下步骤：
旋转撤下左侧的托盘，使激光源的激光束投射到右侧的屏幕；
打开右侧的激光器，调节右侧的所述调整架使右侧的激光器投射的光环的圆心与激光源的光斑重合。
作为上述方案的改进，两屏幕透光且厚度小于3mm。
本发明的有益效果：此大跨度孔系加工的同轴度测量和调节方法中的激光源投射出来的激光属于标准参考轴线，通过反复调节镗筒的方位，使镗筒两端的回转中心与参考轴线共线；将此方法连续应用在其他孔系上，即可保证各个镗筒的旋转中心与参考轴线共线，最终保证了整个大跨度孔系的同轴度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是整体示意图；
图2是大型船舶螺旋桨和驱动轴组装示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明为一种大跨度孔系加工的同轴度测量和调节方法，包括支撑筒1、套在支撑筒1上的镗筒2和驱动所述镗筒2绕支撑筒1旋转并沿支撑筒1移动的驱动装置。
镗筒2和支撑筒1之间设有轴承组件，所述轴承组件包括深沟球轴承、直线导轨、滑块等滑动副和相关零件，确保镗筒2绕支撑筒1旋转并沿轴向移动。由于该结构属于现有设计，在此不过多的赘述。
支撑筒1两端设有调整架4，使支撑筒1上下和前后位置得到调节，包括以下步骤：
A.在所述支撑筒1的单侧摆放激光源7，保证激光源7投射的激光与若干待加工孔的轴线共线；
B.调节所述左端的调整架4使激光源7的激光束经过镗筒2左端的回转中心；
C.调节所述右端的调整架4使激光源7的激光束经过镗筒2右端的回转中心；
D.重复所述步骤B和步骤C两次以上；
E.所述激光源7投射的激光束同时经过镗筒2两端的回转中心时调节束；
F.在其他待加工孔上重复所述步骤B～步骤E，直到完成多个孔系的加工。
调整架4可以实现上下和前后的二维调节，调整架4的一种实施例是：立柱由上下两截梁组成，采用竖向的丝杆使其可以上下移动；采用横向丝杆实现前后位置的移动；该调整架4具有调节两个方向移动的旋钮。
驱动装置包括可水平移动的基座、设在基座上的第一电机51、设在基座上的拨叉53、牵引所述基座水平移动的第二电机52。第一电机51通过带传动使镗筒2旋转。镗筒2上设有便于拨叉53卡入的拨叉槽。第二电机52则是通过丝杆传动牵引基座水平移动。
图2是大型船舶螺旋浆和驱动轴组装示意图，图2中长约100m的螺旋桨驱动轴旋转，需要若干支承孔定位。当支承孔出现错位时，会严重影响螺旋桨的功能。
此大跨度孔系加工的同轴度测量和调节方法中的激光源7投射出来的激光束作为标准参考轴线，然后反复调节镗筒2的方位，使激光源7的激光束同时经过镗筒2两端的回转中心，也即镗筒2的回转中心与参考轴线共线；将此方法连续应用在其他孔系上，即可保证各个镗筒2的旋转中心与参考轴线共线，最终保证了整个大跨度孔系的同轴度。
作为优选的实施方式，所述步骤B之前在两所述调整架4上设置可摆动的托盘3，两所述托盘3上各自安装屏幕31和CCD相机32，两所述屏幕31均垂直于所述支撑筒1的轴线，两所述屏幕31各自处于激光源7和同组的CCD相机32之间，两所述CCD相机32均正对同一组的屏幕31，在所述镗筒2的两端分别设置投射激光束并绕镗筒2旋转的激光器6，两激光器6分别朝向对应的屏幕31。
本实施例中，两激光器6通过临时安转的支架连接镗筒2。
作为优选的实施方式，步骤B依次包括以下步骤：
打开激光源7和两激光器6，然后旋转镗筒2；
此时左侧的屏幕31上产生一个固定的光斑和一个由旋转的光斑形成的光环，CCD相机32拍摄所述固定光斑和光环的图像，计算机图像识别软件计算出固定光斑和光环的圆心位置，从而得到固定的光斑和光环圆心之间的位置误差；
调节左侧的调整架4使左侧的激光器6投影出的光环的圆心与激光源7的光斑重合。
作为优选的实施方式，步骤C依次包括以下步骤：
旋转撤下左侧的托盘3，使激光源7的激光投射到右侧的屏幕31；
调节右侧的调整架4使右侧激光器6投射出的光环的圆心与激光源7的光斑重合。
实际使用中，两激光器6的激光会受到调整架4的部分遮挡，在对应的屏幕31上走出断断续续的圆弧，但根据数学原理在圆弧上取三点即可得出镗筒2的旋转轴心。
激光源7的光斑与激光器6投射出的光环圆心重合的程度能控制在加工误差范围内。
具体参照图1，以垂直纸面的方向为前后方向，为了使托盘3上的屏幕31和CCD相机32不阻挡激光源7投射，需要使托盘3转移离开参考光轴。实施例是，托盘3与调整架4铰接，托盘3可以绕该铰轴摆动，避开激光源7的激光束。
作为优选的实施方式，两所述屏幕31透光且厚度小于3mm，使投射到屏幕一面的光斑能在另一面清晰可辨。
本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (1)

1.一种大跨度孔系加工的同轴度测量和调节方法，包括支撑筒(1)、套在支撑筒(1)上的镗筒(2)和驱动所述镗筒(2)绕支撑筒(1)旋转并沿支撑筒(1)移动的驱动装置，所述镗筒(2)和支撑筒(1)之间设有轴承组件，所述支撑筒(1)两端设有调整架(4)，使支撑筒(1)上下和前后位置得到调节，其特征在于包括以下步骤：
A.在所述支撑筒(1)的单侧摆放激光源(7)，保证激光源(7)投射的激光与若干待加工孔的轴线共线，在两所述调整架(4)上设置可摆动的托盘(3)，两所述托盘(3)上各自安装屏幕(31)和CCD相机(32)，两所述屏幕(31)垂直于所述支撑筒(1)的轴线，两所述屏幕(31)各自处于激光源(7)和同组的CCD相机(32)之间，两所述CCD相机(32)均正对同一组的屏幕(31)，在所述镗筒(2)的两端分别设置投射激光束并跟随镗筒(2)旋转的激光器(6)，两所述激光器(6)分别朝向对应的屏幕(31)，两所述屏幕(31)透光且厚度小于3mm；
B.调节左端的调整架(4)使激光源(7)的激光束经过镗筒(2)左端的回转中心，具体是打开所述激光源(7)和左侧的激光器(6)，然后旋转镗筒(2)，此时左侧的屏幕(31)上产生一个固定的光斑和一个由旋转的光斑形成光环，所述CCD相机(32)拍摄固定光斑和光环的图像，通过计算机图像识别软件计算出固定光斑和光环圆心的位置，从而得到固定的光斑和光环圆心之间的位置误差，调节左侧所述调整架(4)使光环的圆心与激光源(7)的光斑重合；
C.调节右端的调整架(4)使激光源(7)的激光束经过镗筒(2)右端的回转中心，具体是旋转撤下左侧的托盘(3)，使所述激光源(7)的激光束投射到右侧的屏幕(31)，打开右侧的激光器(6)，调节右侧的所述调整架(4)使右侧的激光器(6)投射的光环的圆心与激光源(7)的光斑重合；
D.重复所述步骤B和步骤C两次以上；
E.所述激光源(7)投射的激光束同时经过镗筒(2)两端的回转中心时调节结束；
F.在其他待加工孔上重复所述步骤B～步骤E，直到完成多个孔系的加工。
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