CN111425704B - 一种拼接式气浮隔振平台及安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种拼接式气浮隔振平台及安装方法，属于空气弹簧隔振技术领域。解决了传统花岗岩气浮平台加工尺寸受限制、质心高、重量大、造价高、运输受限制的问题。它包括T型台体、隔振平台台面和空气弹簧，所述隔振平台台面包括多个花岗岩平板拼接单元，所述多个花岗岩平板拼接单元固定拼接安装在T型台体上，所述花岗岩平板拼接单元与T型台体之间通过结构胶相连，结构胶在花岗岩平板拼接单元与T型台体之间形成结构胶墩阵列，所述空气弹簧数量为多个，多个空气弹簧沿T型台体长度方向支撑在T型台体两侧的翼缘下方。它主要用于气浮隔振平台。
Description
技术领域
本发明属于空气弹簧隔振技术领域，特别是涉及一种拼接式气浮隔振平台及安装方法。
背景技术
在以前的气浮隔振平台台体制作方面，台体材料主要由混凝土、钢制光学平板、整体花岗岩平板材料制作。在上述三种材料中花岗岩平板的表面平面度实现的加工精度最高，混凝土材料的平面度一般在1～3mm，长度4m以下花岗岩材料的平面度一般在23μm以下，而且花岗岩平板还具有线膨胀系数小、无加工附加应力、耐磨、耐腐蚀等优点，因此使其成为高精度加工、高精度光学检测、高精度长度测量所需气浮平台结构的最佳选项。然而，花岗岩平板制作也有它的缺点就是选料加工困难，长度4m以上的平板为了保证标准平面度，其厚度要大于500mm才行、同时连带产生造价极高、运输超重、现场安装平面位置受限等问题。随着我国光学加工技术的飞速发展，各类光学镜片加工尺寸越来越大，面形精度也越来越高，所需的检测光路不断加长，从最初的3m至4m增加到10m以上，有的检测甚至要20m以上。这就使得在整体花岗岩平板制作尺寸上无法满足实际需求的矛盾。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种拼接式气浮隔振平台及安装方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种拼接式气浮隔振平台，它包括T型台体、隔振平台台面和空气弹簧，所述隔振平台台面包括多个花岗岩平板拼接单元，所述多个花岗岩平板拼接单元固定拼接安装在T型台体上，所述花岗岩平板拼接单元与T型台体之间通过结构胶相连，结构胶在花岗岩平板拼接单元与T型台体之间形成结构胶墩阵列，所述空气弹簧数量为多个，多个空气弹簧沿T型台体长度方向支撑在T型台体两侧的翼缘下方。
更进一步的，所述隔振平台台面宽度小于1.8m时，在隔振平台台面宽度方向上设置单块花岗岩平板拼接单元，在隔振平台台面长度方向上采用单块纵向拼接的形式。
更进一步的，所述隔振平台台面宽度大于等于1.8m时，在隔振平台台面宽度方向上设置多块花岗岩平板拼接单元，在隔振平台台面长度方向上采用多块纵向拼接的形式。
更进一步的，所述T型台体为钢筋混凝土、钢纤维混凝土或型钢混凝土材料制成。
更进一步的，所述结构胶墩阵列相邻结构胶之间的间距≤300mm。
更进一步的，所述花岗岩平板拼接单元上开设有多个注胶孔，多个注胶孔之间间距≤300mm，形成注胶孔阵列，所述注胶孔兼做镶嵌件安装孔。
更进一步的，所述花岗岩平板拼接单元上开设有多个调平孔，所述调平孔兼做吊装孔。
本发明还提供了一种拼接式气浮隔振平台的安装方法，它包括以下步骤：
步骤一：将一块花岗岩平板拼接单元通过吊装孔吊装到T型台体上方，通过三个调平螺栓将花岗岩平板拼接单元顶起，使花岗岩平板拼接单元与T型台体上表面之间产生8mm-10mm的安装缝隙，使用框式水平仪对花岗岩平板拼接单元进行初步调平；
步骤二：重复步骤一，以此将其余花岗岩平板拼接单元依次吊装拼接至T型台体上并调平；
步骤三：所有花岗岩平板拼接单元均吊装拼接到位后，使用框式水平仪对所有花岗岩平板拼接单元进行整体调平校准，将每块花岗岩平板拼接单元通过另外两个调平螺栓顶紧；
步骤四：通过注胶孔将结构胶注入到步骤一中调整预留的安装缝隙之间，使其形成直径不小于50mm的胶墩，保证胶墩与花岗岩平板拼接单元下表面及T型台体上表面完全贴合，胶墩全部成型后静置7天以上；
步骤五：使用封闭液剂对隔振平台台面进行整体封闭。
更进一步的，对于要求平面度小于50μm的隔振平台台面需要进行整体研磨，根据隔振平台台面的尺寸，使用相应的研具，经逐级研磨后达到平面度设计数值。
更进一步的，在进行整体研磨之前对不需要保留的注胶孔进行封堵，采用与花岗岩平板拼接单元同材质的封孔圆柱将注胶孔填平，同时进行台面镶嵌件的安装，多个镶嵌件形成镶嵌件阵列。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：解决了传统花岗岩气浮平台加工尺寸受限制、质心高、重量大、造价高、运输受限制的问题。本发明通过使用密集胶墩阵列技术最大限度减小了花岗岩平板的支撑间距，进而最大限度减小了花岗岩平板的厚度，厚度在120mm至150mm之间，平板长度和宽度可以控制在2m至3m左右，每块重量控制3t以下，从而解决了现有花岗岩平板选料加工困难、工艺难度高、成本大、尺寸难以满足实际需求的问题。同时还克服了传统混凝土气浮平台表面平面度底、导致无法满足高精度光学检测需求的缺点，解决了高平面度条件下长光路光学检测难题。
附图说明
图1为本发明所述的一种拼接式气浮隔振平台结构示意图；
图2为本发明所述的花岗岩平板拼接单元结构示意图；
图3为本发明所述的一种拼接式气浮隔振平台T型台体结构图；
图4为本发明所述的花岗岩平板拼接单元结构示意图；
图5为本发明所述的一种拼接式气浮隔振平台力学分析示意图；
图6为本发明所述的气浮平台空载质心位置示意图。
1-T型台体，2-花岗岩平板拼接单元，3-空气弹簧，4-调平螺栓，5-注胶孔阵列，6-结构胶墩阵列，7-吊装孔，8-镶嵌件阵列，9-封孔圆柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。
参见图1-4说明本实施方式，一种拼接式气浮隔振平台，它包括T型台体1、隔振平台台面和空气弹簧3，所述隔振平台台面包括多个花岗岩平板拼接单元2，所述多个花岗岩平板拼接单元2固定拼接安装在T型台体1上，所述花岗岩平板拼接单元2与T型台体1之间通过结构胶相连，结构胶在花岗岩平板拼接单元2与T型台体1之间形成结构胶墩阵列6，所述空气弹簧3数量为多个，多个空气弹簧3沿T型台体1长度方向支撑在T型台体1两侧的翼缘下方。
本实施例T型台体1主要使用钢筋混凝土、钢纤维混凝土或型钢混凝土材料制成。目的在于提高结构刚度、降低隔振系统质心、替代大量花岗岩石材从而降低制作成本。原来的花岗岩气浮平台系统质心在空气弹簧3支撑面以上不利于隔振，现在采用T型结构，质心可设计在空气弹簧3支撑面以下，更有利于隔振。T型台体1的长度和宽度可以根据具体需求设计。隔振平台台面的拼接方式有两种，一种为在隔振平台台面宽度方向上设置单块花岗岩平板拼接单元2，在隔振平台台面长度方向上采用单块纵向拼接的形式；另一种为在隔振平台台面宽度方向上设置多块花岗岩平板拼接单元2拼接，在隔振平台台面长度方向上采用多块纵向拼接的形式。通常情况下隔振平台台面宽度小于1.8m时，采用单块纵向拼接的形式，隔振平台台面宽度大于等于1.8m时，采用多块纵向拼接的形式。花岗岩平板拼接单元2与T型台体1的连接通过密集结构胶墩阵列6实现，其目的在于减小花岗岩平板厚度，从而降低造价、减小安装产生的结构应力，结构胶墩阵列6相邻结构胶之间的间距根据平面度指标确定，通常在300mm左右。所述花岗岩平板拼接单元2上开设有多个注胶孔，多个注胶孔之间间距≤300mm，形成注胶孔阵列5，所述注胶孔兼做镶嵌件安装孔。所述花岗岩平板拼接单元2上开设有多个调平孔，所述调平孔兼做吊装孔7。
本实施例为一种拼接式气浮隔振平台的安装方法，它包括以下步骤：
步骤一：将一块花岗岩平板拼接单元2通过吊装孔7吊装到T型台体1上方，通过三个调平螺栓4将花岗岩平板拼接单元2顶起，使花岗岩平板拼接单元2与T型台体1上表面之间产生8mm-10mm的安装缝隙，使用框式水平仪对花岗岩平板拼接单元2进行初步调平；
步骤二：重复步骤一，以此将其余花岗岩平板拼接单元2依次吊装拼接至T型台体1上并调平；
步骤三：所有花岗岩平板拼接单元2均吊装拼接到位后，使用框式水平仪对所有花岗岩平板拼接单元2进行整体调平校准，将每块花岗岩平板拼接单元2通过另外两个调平螺栓4顶紧；
步骤四：通过注胶孔将结构胶注入到步骤一中调整预留的安装缝隙之间，使其形成直径不小于50mm的胶墩，保证胶墩与花岗岩平板拼接单元2下表面及T型台体1上表面完全贴合，胶墩全部成型后静置7天以上；
步骤五：使用封闭液剂对隔振平台台面进行整体封闭。
完成后平面度一般情况下可达到50μm至70μm，对于要求平面度小于50μm的隔振平台台面需要进行整体研磨，根据隔振平台台面的尺寸，使用相应的研具，经逐级研磨后达到平面度设计数值。在进行整体研磨之前对不需要保留的注胶孔进行封堵，采用与花岗岩平板拼接单元2同材质的封孔圆柱9将注胶孔填平，同时进行台面镶嵌件的安装，多个镶嵌件形成镶嵌件阵列8。
本实施例具体设计参数如下：气浮隔振平台台面尺寸为长度7m，宽度3.6m；设备载荷238kg/m2，设备总载荷5997.6kg；花岗岩隔振平台台面整体平面度≤46μm；气浮平台固有频率fxyz≤1.4Hz；质心位于空气弹簧3支撑面以下60mm。
根据上述设计参数给出如下具体实施方案：
拼接式气浮隔振平台由T型台体1、花岗岩平板拼接单元2、空气弹簧3组成。T型台体1截面尺寸如图3所示，长度7m，宽度3.6m，高度2.3m，翼缘高度0.6m；T型台体1材料为C40混凝土和HRB400钢筋，具体配筋详见图3。隔振平台台面由10个花岗岩平板拼接单元2组成，隔振平台台面长度1800mm，宽度1400mm，厚度150mm，如图4所示：注胶孔间距≤300mm，板上设5个φ25调平孔，其中4个兼做吊装孔7,，注胶孔兼做镶嵌件安装孔，虚线内为封孔区域，封孔区域内的注胶孔用封孔圆柱9进行封堵。
经专业软件分析计算，花岗岩平板拼接单元2在密集阵列胶墩支撑工况下，在设备载荷238kg/m2时的结构变形值为0.23μm，小于46μm，满足研磨加工要求，实现设计指标，见图5。
在T型台体1翼缘下均布10个HX580型空气弹簧3，单簧承载11t，总承载110t，气浮平台及检测设备总重83.16t，故承载能力满足使用要求。气浮平台系统固有频率计算如下：
a.系统垂直方向固有频率
符合设计要求。
式中，f0v为气浮隔振平台垂直方向固有频率，KV为垂直方向总刚度，m为总质量。
b.系统水平方向固有频率
符合设计要求。
式中，f0h为气浮隔振平台水平方向固有频率，KH为水平方向总刚度，m为总质量。
经计算气浮平台空载质心位于空气弹簧3支撑面以下128mm，如图6所示，满载质心位于空气弹簧3支撑面以下60mm，故系统质心位置理想。
拼接单元沿宽度方向采用双拼形式，10个花岗岩平板的拼接步骤详见前面安装步骤。需要补充说明的是，本实施例台面设计要求整体平面度≤46μm，小于50μm，为保证平面度精度，在完成10块平板整体调平且全部胶墩完成后静置7天后，对台面实施整体研磨，研磨前的拼接单元平面度不低于0级板精度，专用研具长宽高尺寸不小于3000mm×400mm×30mm，每研磨一遍用电子水平仪检测一次，直到整体平面精度≤46μm时结束研磨。
以上对本发明所提供的一种拼接式气浮隔振平台及安装方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种拼接式气浮隔振平台的安装方法，其特征在于：所述拼接式气浮隔振平台包括T型台体（1）、隔振平台台面和空气弹簧（3），所述隔振平台台面包括多个花岗岩平板拼接单元（2），所述多个花岗岩平板拼接单元（2）固定拼接安装在T型台体（1）上，所述花岗岩平板拼接单元（2）与T型台体（1）之间通过结构胶相连，结构胶在花岗岩平板拼接单元（2）与T型台体（1）之间形成结构胶墩阵列（6），所述空气弹簧（3）数量为多个，多个空气弹簧（3）沿T型台体（1）长度方向支撑在T型台体（1）两侧的翼缘下方；
所述拼接式气浮隔振平台的安装方法包括以下步骤：
步骤一：将一块花岗岩平板拼接单元（2）通过吊装孔（7）吊装到T型台体（1）上方，通过三个调平螺栓（4）将花岗岩平板拼接单元（2）顶起，使花岗岩平板拼接单元（2）与T型台体（1）上表面之间产生8mm-10mm的安装缝隙，使用框式水平仪对花岗岩平板拼接单元（2）进行初步调平；
步骤二：重复步骤一，以此将其余花岗岩平板拼接单元（2）依次吊装拼接至T型台体（1）上并调平；
步骤三：所有花岗岩平板拼接单元（2）均吊装拼接到位后，使用框式水平仪对所有花岗岩平板拼接单元（2）进行整体调平校准，将每块花岗岩平板拼接单元（2）通过另外两个调平螺栓（4）顶紧；
步骤四：通过注胶孔将结构胶注入到步骤一中调整预留的安装缝隙之间，使其形成直径不小于50mm的胶墩，保证胶墩与花岗岩平板拼接单元（2）下表面及T型台体（1）上表面完全贴合，胶墩全部成型后静置7天以上；
步骤五：使用封闭液剂对隔振平台台面进行整体封闭。
2.根据权利要求1所述的一种拼接式气浮隔振平台的安装方法，其特征在于：所述隔振平台台面宽度小于1.8m时，在隔振平台台面宽度方向上设置单块花岗岩平板拼接单元（2），在隔振平台台面长度方向上采用单块纵向拼接的形式。
3.根据权利要求1所述一种拼接式气浮隔振平台的安装方法，其特征在于：所述隔振平台台面宽度大于等于1.8m时，在隔振平台台面宽度方向上设置多块花岗岩平板拼接单元（2），在隔振平台台面长度方向上采用多块纵向拼接的形式。
4.根据权利要求1所述的一种拼接式气浮隔振平台的安装方法，其特征在于：所述T型台体（1）为钢筋混凝土、钢纤维混凝土或型钢混凝土材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种拼接式气浮隔振平台的安装方法，其特征在于：所述结构胶墩阵列（6）相邻结构胶之间的间距≤300mm。
6.根据权利要求1所述的一种拼接式气浮隔振平台的安装方法，其特征在于：所述花岗岩平板拼接单元（2）上开设有多个注胶孔，多个注胶孔之间间距≤300mm，形成注胶孔阵列（5），所述注胶孔兼做镶嵌件安装孔。
7.根据权利要求1所述的一种拼接式气浮隔振平台的安装方法，其特征在于：所述花岗岩平板拼接单元（2）上开设有多个调平孔，所述调平孔兼做吊装孔（7）。
8.根据权利要求1所述的一种拼接式气浮隔振平台的安装方法，其特征在于：对于要求平面度小于50μm的隔振平台台面需要进行整体研磨，根据隔振平台台面的尺寸，使用相应的研具，经逐级研磨后达到平面度设计数值。
9.根据权利要求8所述的一种拼接式气浮隔振平台的安装方法，其特征在于：在进行整体研磨之前对不需要保留的注胶孔进行封堵，采用与花岗岩平板拼接单元（2）同材质的封孔圆柱（9）将注胶孔填平，同时进行台面镶嵌件的安装，多个镶嵌件形成镶嵌件阵列（8）。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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