CN114216438B - 一种风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法，包括：测量并建立洞体状态基准；将超扩段回退到位，支撑固定伸缩段；将超扩段与伸缩段断开；将超扩段整体抬高；清洗导轨滑块；检测平面导轨和V型导轨，对平面导轨和V型导轨进行修复；对导轨滑块局部高点进行修复；在导轨滑块与超扩段主体连接处垫垫片，将超扩段各连接部位复位并紧固到位；将超扩段分别运动至跨声速与超声速试验工位，模型攻角走至零位，进行超扩段轴线测量，分析数据，直至高度方向与横向均达到要求；多次迭代，直至综合效果达到维修要求。本发明解决了超扩段下沉的检测修复问题，有效解决了挂钩别卡、辅助支撑滚轮频繁损坏等问题，同时保证洞体状态前后基本一致性。

Description

一种风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法

技术领域

本发明属于设备检测维修技术领域，更具体地说，本发明涉及一种风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法。

背景技术

风洞是能人工产生和控制气流以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状地面试验模拟设备，主要由若干部段及通气管道组成，各部段轴线按其所处的位置与作用，与洞体主轴线有对应的同轴度要求。国内某风洞中，超扩段与支架段为一体化结构，入口部分布置有模型支撑机构，需保证模型安装在支撑机构后，处于风洞气流核心流区域；如图1所示，超扩段13出口部分通过螺栓与伸缩段15连接，伸缩段15可与超扩段13一起前后运动，伸缩段15与后端亚扩段14通过密封围带实现密封。国内某风洞已投入运行近40年，超扩段轴线下沉问题越来越严重，不仅影响风洞试验质量效率，而且成为结构安全的一大隐患。超扩段轴线下沉后，超扩段13与前端超声速试验段12合拢时会出现严重别卡，只能通过频繁打磨挂钩下表面，才能通过方孔；超扩段轴线下沉还会导致超扩段下方的轨道两侧辅助支撑滚轮受压过重，轴承频繁损坏，且更换难度较大。

因此，为了解决超扩段轴线的下沉问题，需要确定超扩段轴线下沉的原因，还要实现超扩段轴线下沉的恢复性维修。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法，包括以下步骤：

步骤一、测量并建立洞体状态基准；超扩段轴线测量时，将攻角机构回零，并在攻角机构的中部支架上安装等直杆，用等直杆前端中心标记点模拟超扩段轴线高度，每次测量前保证等直杆攻角为零；

步骤二、将超扩段回退到位，对伸缩段进行支撑固定；

步骤三、将超扩段与伸缩段断开，驱动油缸将超扩段前推至适合支撑与维修的工位，将液压缸连接耳环脱开；将超扩段整体抬高；

步骤四、脱开导轨滑块，对导轨滑块进行清洗，查看导轨滑块磨损情况并进行尺寸测量；

步骤五、检测平面导轨和V型导轨的平行度、平面度，并对平面导轨和V型导轨进行修复，复检直至平面导轨和V型导轨的平行度、平面度达到要求；

步骤六、检测导轨滑块局部高点，对导轨滑块局部高点进行修复；

步骤七、依据测量结果在导轨滑块与超扩段主体连接处垫合适厚度垫片，然后将超扩段各连接部位复位并紧固到位；

步骤八、将超扩段分别运动至跨声速与超声速试验工位，模型攻角走至零位，在中部支架的等直杆上标记出中心位置，进行超扩段轴线测量，使超扩段轴线与喷管出口中心轴线基本一致，检测旋心位置和等直支杆横向偏差，分析数据，直至高度方向与横向均达到要求；

步骤九、重复步骤二、步骤三、步骤七和步骤八，多次迭代，直至综合效果达到维修要求。

优选的是，其中，所述步骤一测量并建立洞体状态基准包括：使用水准仪进行纵向状态测量，使用经纬仪进行横向状态测量和使用激光跟踪仪进行对比验证；

其中，使用水准仪进行纵向状态测量的方法包括：超扩段位于最后位，在喷管入口附近架设并调试好水准仪，分别测量喷管入口、出口、等直杆前端中心点；

使用经纬仪进行横向状态测量的方法包括：在喷管入口附近架设好经纬仪，在喷管前、中、后不同位置找到横向中点，做好标记；超扩段回退到最后位，用经纬仪检测喷管三个横向中点和等直杆前端中心，记录经纬仪读数；经纬仪保持不动，超扩段前移至不同位置，记录经纬仪数据；

使用激光跟踪仪进行对比验证的方法包括：超扩段位于最后位，在喷管入口附近架设好激光跟踪仪，依次测量喷管入口、出口及等直杆前端中心；如果激光跟踪仪测得数据与水准仪和经纬仪数据基本一致，测量数据判定有效，可以以激光跟踪仪测得数据作为洞体状态调整参照。

优选的是，其中，所述步骤三在脱开超扩段和伸缩段之前，先将伸缩段支撑固定，防止松开连接螺栓后伸缩段因自重下坠；焊接工字钢支架固定好伸缩段，然后取下连接螺栓，将横跨超扩段和伸缩段的护栏切开，然后将超扩段和伸缩段脱开，用行走油缸将超扩段驱动到维修工位，最后将超扩段和行走油缸脱开；

所述步骤三中将超扩段整体抬高的方法包括：根据重心分布，在超扩段下方搭建四组工字钢支撑，用记号笔给辅助支撑滚轮编号标记，调节滚轮上的螺母，给每一个滚轮打上锁紧销，然后拆除辅助支撑滚轮；取下导轨滑块和超扩段主体连接部位的定位销，用多台液压千斤顶将超扩段均匀抬升少许，然后拆除平面滑块和V型滑块，最后将超扩段整体抬高。

优选的是，其中，所述步骤五用煤油清洗平面导轨和V型导轨，然后架设激光跟踪仪检测平面导轨和V型导轨的平行度、平面度；

以平面滑块黄铜面为基准，对前平面滑块铜条进行铣削，并在黄铜与铸铁交界处铣出凹槽，防止铸铁与平面导轨接触摩擦损坏导轨；对后平面滑块铜条进行铣削；对V型滑块铸铁层进行铣削，且V型滑块铸铁层铣削比黄铜层低。

优选的是，其中，所述步骤六在导轨滑块铜条和导轨配合面上均匀涂抹蓝丹，然后用平尺检测导轨滑块的局部高点；反复用刮刀修复导轨滑块的铜条和导轨表面，直至附有蓝丹的暗点均匀细密地分布在整个导轨表面位置。

优选的是，其中，所述步骤七在导轨滑块与超扩段主体连接处垫合适厚度垫片，以合理控制前导轨滑块垫高量，有效缩小高差同时确保与伸缩段连接顺畅为原则，每次改变垫片厚度后，等直杆攻角和滚转角调零，用水准仪测量喷管出口、超扩段前后四个等高标记点、等直杆前端中心高度与横向数据来动态调整垫片厚度；

调整完成后，用铜皮塞实滑块和超扩段支座连接处缝隙，液压千斤顶缓慢卸力，超扩段回落；用水准仪测量喷管出口和超扩段四个标记点，算出垫片垫高造成超扩段各标记点实际抬高量；最后用经纬仪检测超扩段法兰端面状态。

优选的是，其中，所述步骤七中将超扩段各连接部位复位并紧固到位的方法为：按照编号回装辅助支撑滚轮，取下锁紧销，调整辅助滚轮弹簧压缩量使超扩段回落到位；连接超扩段和伸缩段，回装行走油缸，完成后运行超扩段检测运行情况并用塞尺测量导轨滑块与导轨之间的间隙。

优选的是，其中，所述步骤八超扩段轴线测量的方法包括：在喷管内架设激光跟踪仪，分别测量超扩段位于最后位、前进1.25m、与跨声速试验段合拢到位、与超声速试验段合拢到位时等直杆前端中心，以维修前喷管出口数据为基准进行数据比对；超扩段处于每个位置时都对等直杆进行了多次测量，数据重复性良好，以最后一次测量为准；

在攻角机构的中部支架和上部支架的连接处垫设垫片，通过调整垫片厚度来修正等直杆前端中心的横向夹角，拆除中部支架拉紧螺栓后，逐渐调整垫片厚度，每次调整后前后移动超扩段，将百分表测量头与等直杆母线接触，测量超扩段前后移动过程中等直段两端横向偏差；多次调整垫片厚度后，算出夹角，判断等直杆轴线与风洞轴线夹角的修正效果；最后以标模试验验证维修效果。

本发明至少包括以下有益效果：本发明以喷管出口中心轴线为基准轴线，在超扩段前段攻角机构的中部支架上安装等直杆，以等直杆前端中心点模拟超扩段轴线高度，整体抬高超扩段，有效缩小等直杆前端中心标记点与基准高差；本发明采用这样的设置方式能够准确定位造成超扩段下沉的原因、及时消除潜在隐患。超扩段整体抬高后能够与伸缩段顺利连接，前后运行平稳顺畅；尽量减小了伸缩段状态变化以保证原有密封性能；模型攻角、滚转角通过机构进行修正、小量侧滑角通过中部支架分段间的垫片进行修正，尽量减小了模型在维修前后相对来流所处位置状态变化量，以保证试验数据一致性。

本发明解决了导轨滑块严重磨损问题，可及时消除铸铁与导轨直接摩擦造成导轨不可修复性损伤的安全隐患；较好程度修正了超扩段下沉状态，将高差缩小到1.5mm以内，有效解决了挂钩别卡、辅助支撑滚轮频繁损坏等问题，同时保证洞体状态前后基本一致性，恢复性维修的综合实用效果较好。采用本发明提供的风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法，能够保证维修前后的数据重复性良好，可有效实现了恢复性维修目标。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为风洞中的喷管、跨声速试验段、超声速试验段、超扩段和伸缩段的结构示意图；

图2为图1中A处的放大视图，即攻角机构的中部支架上安装等直杆的结构示意图；

图3为加垫片前，经纬仪测得的超扩段法兰面侧视图；

图4为加垫片后，超扩段法兰面状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在进行检测恢复前，先分析超扩段下沉的原因，通过查阅原始设计图纸，分析超扩段下沉可能来源于以下三个方面：一是导轨的地基出现下沉，二是平面导轨和V型导轨表面磨损，三是导轨滑块磨损。

针对以上三个方面，结构组人员利用现有工具进一步排查：

(1)导轨地基下沉情况通过与风洞标高参照点进行比对，基本未下沉；

(2)用煤油对平面导轨表面进行彻底擦洗，用棉花将导轨表面清理干净，确定无任何铁屑及杂物后，沿导轨滑行方向每间隔200mm用倾斜仪进行测量，测量结果显示沿滑行方向偏差基本0′，垂直滑行方向，偏差基本在1′以内，初步判断导轨表面未出现明显磨损。

(3)导轨长度为4m，材料为HT32-44；滑块长度为0.8m，基体材料为HT21-40，表面覆盖有铜条。滑块与导轨处于相对滑动时，铜条更容易磨损。此原因可能性最大，但铜条封闭安装于滑块下表面，无法直接进行检测，需拆卸分解再进一步检测。

本发明的一种风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法，包括以下步骤：

步骤一、测量并建立洞体状态基准；对喷管9、跨超声速试验段11、超声速试验段12、超扩段13轴线的当前状态进行测量记录，测量数据为后期超扩段轴线调整提供参考，同时作为洞体状态恢复的可靠依据；超扩段轴线测量时，将攻角机构1回零，并在攻角机构1的中部支架102上安装等直杆2，等直杆2全长1306mm，其中等直段长度546mm，用等直杆2前端中心标记点模拟超扩段轴线高度，每次测量前保证等直杆2攻角为零，协调激光跟踪仪与经纬仪、水准仪进行多手段测量与相互验证；图2为攻角机构1的中部支架安装等直杆2的结构示意图，攻角机构1包括上部支架101，下部支架103和位于上部支架101与下部支架103之间的中部支架102；

步骤二、将超扩段回退到位，对伸缩段进行支撑固定，确保伸缩段不发生位置变化；

步骤三、将超扩段与伸缩段断开，驱动油缸将超扩段前推至适合支撑与维修的工位，将液压缸连接耳环脱开，采用两侧液压千斤顶中间工字钢形式将超扩段整体抬高约10mm；

步骤四、脱开导轨滑块，对导轨滑块进行清洗，查看导轨滑块磨损情况并进行尺寸测量；

步骤五、采用激光跟踪仪检测平面导轨和V型导轨的平行度、平面度，利用刮刀对平面导轨和V型导轨进行修复，利用平尺、激光跟踪仪复检直至平面导轨和V型导轨的平行度、平面度达到要求；

步骤六、导轨滑块黄铜面涂满蓝丹，利用平尺检测局部高点，用刮刀对高点进行修复，反复数次，直至附有蓝丹的暗点均匀细密地分布在整个表面为止；

步骤七、依据测量结果在导轨滑块与超扩段主体连接处初垫合适厚度垫片，然后将超扩段各连接部位恢复并紧固到位，去除千斤顶支撑，确保超扩段与伸缩段正常连接、超扩段运行平稳顺畅；

步骤八、将超扩段13分别运动至跨声速与超声速试验工位，模型攻角走至零位，在中部支架的等直杆上标记出中心位置，利用经纬仪、水准仪与激光跟踪仪进行轴线测量，使超扩段轴线与喷管出口中心轴线基本一致，采用激光跟踪仪检测旋心位置和等直支杆横向偏差，分析数据，直至高度方向与横向均达到要求；

步骤九、超扩段轴线调整需兼顾结构件连接、辅助支撑滚轮弹簧压缩量、高度方向与横向调整量等诸多因素，重复步骤二、步骤三、步骤七和步骤八，多次迭代，直至综合效果达到维修要求。

在上述技术方案中，所述步骤一测量并建立洞体状态基准包括：使用水准仪进行纵向状态测量，使用经纬仪进行横向状态测量和使用激光跟踪仪进行对比验证；

其中，使用水准仪进行纵向状态测量的方法包括：超扩段位于最后位，在喷管入口附近架设并调试好水准仪，分别测量喷管入口、出口、等直杆前端中心点，结果如下：

①喷管入口竖直方向中心比喷管出口低约2.6mm，结合喷管段长度9195mm算得夹角约1′；

②等直杆前端中心在超扩段位于最后位时比喷管出口中心低约6.1mm。

利用水准仪在超扩段左右侧壁、伸缩段左右侧壁及亚声速扩散段人孔处做出喷管出口中心的等高标记点。

将超扩段与超声速试验段合拢到位，水准仪测得等直杆前端中心抬高了约2mm，经过检测与分析，造成2mm抬升量的原因为超扩段在与超声速试验段合拢后，超扩段由原本的低头状态受力后抬头所致，检测分析过程如下：

架设好经纬仪检测超扩段法兰面，超扩段法兰面状态示意图如图3所示，超扩段法兰面高度3930mm，经纬仪测得最高点A在轴线方向读数为280mm，最低点D读数为270mm。从大厅往岔洞方向看法兰面侧视图如图3所示，根据A、D两点轴线方向间距10mm，高度方向间距3930mm，算出θ＝9′，结合等直杆伸出法兰面长度约900mm，算出L＝2.36mm。L数值与超扩段从最后位前移到与超声速试验段合拢到位，等直杆前端中心抬高了约2mm基本一致，说明前面的推测成立，超扩段法兰面呈低头状态，超扩段实际轴线与理论正确轴线夹角约9′，超扩段与试验段撞击后超扩段轴线抬头造成等直杆前端中心抬升2mm。

使用经纬仪进行横向状态测量的方法包括：在喷管入口附近架设好经纬仪，在喷管前、中、后不同位置找到横向中点，做好标记；超扩段回退到最后位，用经纬仪检测喷管三个横向中点和等直杆前端中心，记录经纬仪读数；经纬仪保持不动，超扩段前移至不同位置，记录经纬仪数据，测量结果如下：

①超扩段在最后位时，等直杆前端中心在横向上较喷管出口中心偏岔洞1mm；

②超扩段前移至与跨声速试验段合拢，等直杆前端中心较喷管出口中心偏岔洞0.8mm；

③超扩段前移至与超声速试验段合拢，等直杆前端中心较喷管出口中心偏大厅0.3mm。

使用激光跟踪仪进行对比验证的方法包括：超扩段位于最后位，在喷管入口附近架设好激光跟踪仪，依次测量喷管入口、出口及等直杆前端中心，检测得到喷管入口比喷管出口低2.75mm，夹角约1′，等直杆前端中心检测结果如表1所示：

表1激光跟踪仪测量等直杆前端中心结果

激光跟踪仪测得数据与水准仪和经纬仪数据基本一致，存在约0.03差量可认为是水准仪与经纬仪的测量系统差，测量数据判定有效，可以以激光跟踪仪测得数据作为洞体状态调整参照。

在上述技术方案中，所述步骤三在脱开超扩段和伸缩段之前，先将伸缩段支撑固定，防止松开连接螺栓后伸缩段因自重下坠；焊接工字钢支架固定好伸缩段，然后取下连接螺栓，将横跨超扩段和伸缩段的护栏切开，然后将超扩段和伸缩段脱开，用行走油缸将超扩段驱动到两法兰面相距约2160mm的维修工位，最后将超扩段和行走油缸脱开；

所述步骤三中将超扩段整体抬高的方法包括：根据重心分布，在超扩段下方搭建四组工字钢支撑，用记号笔给辅助支撑滚轮编号标记，调节滚轮上的螺母，给每一个滚轮打上锁紧销，然后拆除辅助支撑滚轮；取下导轨滑块和超扩段主体连接部位的定位销，用8台液压千斤顶将超扩段均匀抬升少许，然后拆除平面滑块和V型滑块，最后将超扩段整体抬高约10mm。

在上述技术方案中，所述步骤五用煤油清洗平面导轨和V型导轨，然后架设激光跟踪仪检测平面导轨和V型导轨的平行度、平面度，检测结果表明平面导轨和V型导轨平行度、平面度基本复合要求；

将滑块清洗干净，平面滑块铜条磨损非常严重，用高度尺检测磨损量并与原图纸对比发现前平面滑块铜条磨损约1.5mm，后平面滑块铜条磨损约0.9mm。滑块上部沉孔即将磨平，V型滑块铜条底部局部位置已磨损至与铸铁齐平,此处若未及时发现，超扩段继续带问题运行，铸铁将直接刮擦轨道，给轨道造成不可修复损伤，极可能导致风洞相当长时间停运，且在原有状态下导轨更换同时要保证洞体状态前后一致性难度极大；将平面滑块和V型滑块运送至综合维修加工中心处理，以平面滑块黄铜面为基准，对前平面滑块铜条进行铣削，铣削深度0.65mm，并在黄铜与铸铁交界处铣出宽10mm，深2mm的凹槽，防止铸铁与平面导轨接触摩擦损坏导轨；对后平面滑块铜条进行铣削；对V型滑块铸铁层进行铣削，铣削深度0.15mm，且V型滑块铸铁层铣削至比黄铜层低约3mm。

在上述技术方案中，所述步骤六在导轨滑块铜条和导轨配合面上均匀涂抹蓝丹，然后用平尺检测导轨滑块的局部高点；反复用刮刀修复导轨滑块的铜条和导轨表面，直至附有蓝丹的暗点均匀细密地分布在整个导轨表面位置。

在上述技术方案中，所述步骤七在导轨滑块与超扩段主体连接处垫合适厚度垫片，以合理控制前导轨滑块垫高量，有效缩小高差同时确保与伸缩段连接顺畅为原则，每次改变垫片厚度后，等直杆攻角和滚转角调零，用水准仪测量喷管出口、超扩段前后四个等高标记点、等直杆前端中心高度与横向数据来动态调整垫片厚度；通过四轮调整，等直杆前端中心抬升约5.5mm，基本达到预期维修目标；

表2所示为四轮调整垫高厚度，四轮调整完成后，用铜皮塞实滑块和超扩段支座连接处缝隙，液压千斤顶缓慢卸力，超扩段回落；用水准仪测量喷管出口和超扩段四个标记点，算出垫片垫高造成超扩段各标记点实际抬高量，计算结果如表3所示：

表2垫高厚度表

注：靠近超扩段入口为前，靠近出口为后，增加垫片厚度为正，减小垫片厚度为负。

表3实际抬高量

注：超扩段入口为前，靠近大厅一侧为左。

用经纬仪检测超扩段法兰端面状态，加垫片后超扩段法兰端面状态示意图如图4所示，测得最高点A在轴线方向读数为134mm，最低点D读数为134.8mm，高度方向间距3930mm，算出α＝1′，由于图3测得的θ＝9′，因此超扩段入口法兰端面倾角由维修前的9′变为维修后的1′。

在上述技术方案中，所述步骤七中将超扩段各连接部位复位并紧固到位的方法为：按照编号回装辅助支撑滚轮，取下锁紧销，调整辅助滚轮弹簧压缩量使超扩段回落到位；连接超扩段和伸缩段，回装行走油缸，完成后运行超扩段检测运行情况并用塞尺测量导轨滑块与导轨之间的间隙。

伸缩段连接后，超扩段运行时存在“爬行”现象，同时滑块和导轨配合面前后间隙不均，塞尺检测发现前平面滑块和前V型滑块前后间隙差距较大，前平面滑块后端外侧间隙达到0.30mm，内侧0.90mm，前V型滑块后端内侧和外侧均有0.40mm的间隙。

“爬行”问题原因

经分析讨论，出现“爬行”问题的原因主要有以下几方面：

①滑块和导轨配合面前后间隙不均；

②辅助支撑滚轮弹簧压缩量调节不合适；

③油缸活塞杆与超扩段运行轴线存在夹角；

④油缸供油压力不合适。

“爬行”问题排查过程

①适当调节油源压力，“爬行”现象有一定改善，但未完全消除。考虑到滑块和导轨存在前后间隙不均，拆除所有辅助支撑滚轮，然后用塞尺检测间隙，滚轮拆除前后间隙基本无变化，决定通过局部加垫铜皮调整间隙。

加垫铜皮至间隙在0.03mm以内，运行时“爬行”问题依然存在，因担心加垫铜皮引起等直杆前端中心位置变化过大，用激光跟踪仪检测等直杆前端中心位置，根据检测结果算得等直杆轴线β＝2′，在允许范围内。

②安装辅助支撑滚轮，反复调节匹配30个滚轮弹簧压缩量，同时用塞尺检测滑块与导轨之间的间隙，保证间隙在0.03～0.05mm以内，“爬行”现象有明显改善但未完全消除。

③调整油缸支座垫片厚度，减小油缸活塞杆轴线与超扩段轴线不同轴程度，“爬行”现象完全消除，超扩段前后移动运行平稳。

通过排查可以得到结论：“爬行”问题是以上三个方面因素综合导致的。

在上述技术方案中，所述步骤八超扩段轴线测量的方法包括：在喷管内架设激光跟踪仪，分别测量超扩段位于最后位、前进1.25m、与跨声速试验段合拢到位、与超声速试验段合拢到位时等直杆前端中心，以维修前喷管出口数据为基准进行数据比对；超扩段处于每个位置时都对等直杆进行了多次测量，数据重复性良好，以最后一次测量为准；表4为激光跟踪仪最终测量结果。

表4激光跟踪仪最终测量结果

注：测量结果与维修前喷管出口对比，等直杆前端中心高度方向高于基准为正，横向偏向大厅为正，夹角均偏向大厅。

维修前后对比如表5所示，等直杆前端中心在超扩段与跨声速试验段合拢到位时抬高量为3.52mm，在与超声速试验段合拢到位时抬高量为3.95mm，高差缩小到了1.5mm以内，基本达到了预期维修目标。但横向与维修前对比存在最大2.56mm偏差，与风洞轴线偏差最大1.78mm，夹角约2分，可通过调整中部支架垫片修正夹角，最后以标模试验验证维修效果。

表5数据对比表

注1：以喷管出口中心为基准，等直杆前端中心高度方向高于基准为正，横向偏向大厅为正；

注2：等直杆全长1306mm，其中等直段长度546mm，每次测量等直杆状态为a＝0。

在攻角机构的中部支架102和上部支架101的连接处垫设垫片，通过调整垫片厚度来修正等直杆前端中心的横向夹角，拆除中部支架拉紧螺栓后，逐渐调整垫片厚度，每次调整后前后移动超扩段，将百分表测量头与等直杆母线接触，测量超扩段前后移动过程中等直段两端横向偏差；多次调整垫片厚度后，超扩段前后移动百分表读数变化均在0.1mm以内，结合等直杆等直段长度546mm，算出夹角在1′以内，等直杆轴线与风洞轴线夹角修正效果较好。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、测量并建立洞体状态基准；超扩段轴线测量时，将攻角机构回零，并在攻角机构的中部支架上安装等直杆，用等直杆前端中心标记点模拟超扩段轴线高度，每次测量前保证等直杆攻角为零；

步骤二、将超扩段回退到位，对伸缩段进行支撑固定；

步骤三、将超扩段与伸缩段断开，驱动油缸将超扩段前推至维修工位，将液压缸连接耳环脱开；将超扩段整体抬高；

步骤四、脱开导轨滑块，对导轨滑块进行清洗；

步骤五、检测平面导轨和V型导轨的平行度、平面度，对平面导轨和V型导轨进行修复；

步骤六、检测导轨滑块局部高点，对导轨滑块局部高点进行修复；

步骤七、依据测量结果在导轨滑块与超扩段主体连接处垫垫片，然后将超扩段各连接部位复位并紧固到位；

步骤八、将超扩段分别运动至跨声速与超声速试验工位，模型攻角走至零位，在中部支架的等直杆上标记出中心位置，进行超扩段轴线测量，检测旋心位置和等直支杆横向偏差，分析数据，直至高度方向与横向均达到要求；

步骤九、重复步骤二、步骤三、步骤七和步骤八，多次迭代，直至综合效果达到维修要求；

所述步骤一测量并建立洞体状态基准包括：使用水准仪进行纵向状态测量，使用经纬仪进行横向状态测量和使用激光跟踪仪进行对比验证；

其中，使用水准仪进行纵向状态测量的方法包括：超扩段位于最后位，在喷管入口附近架设并调试好水准仪，分别测量喷管入口、出口、等直杆前端中心点；

使用经纬仪进行横向状态测量的方法包括：在喷管入口附近架设好经纬仪，在喷管前、中、后不同位置找到横向中点，做好标记；超扩段回退到最后位，用经纬仪检测喷管三个横向中点和等直杆前端中心，记录经纬仪读数；经纬仪保持不动，超扩段前移至不同位置，记录经纬仪数据；

使用激光跟踪仪进行对比验证的方法包括：超扩段位于最后位，在喷管入口附近架设好激光跟踪仪，依次测量喷管入口、出口及等直杆前端中心；如果激光跟踪仪测得数据与水准仪和经纬仪数据基本一致，测量数据判定有效，以激光跟踪仪测得数据作为洞体状态调整参照；

所述步骤八超扩段轴线测量的方法包括：在喷管内架设激光跟踪仪，分别测量超扩段位于最后位、前进1.25m、与跨声速试验段合拢到位、与超声速试验段合拢到位时等直杆前端中心，以维修前喷管出口数据为基准进行数据比对；超扩段处于每个位置时都对等直杆进行了多次测量，数据重复性良好，以最后一次测量为准；

在攻角机构的中部支架和上部支架的连接处垫设垫片，通过调整垫片厚度来修正等直杆前端中心的横向夹角，拆除中部支架拉紧螺栓后，逐渐调整垫片厚度，每次调整后前后移动超扩段，将百分表测量头与等直杆母线接触，测量超扩段前后移动过程中等直段两端横向偏差；多次调整垫片厚度后，算出夹角，判断等直杆轴线与风洞轴线夹角的修正效果；最后以标模试验验证维修效果。

2.如权利要求1所述的风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法，其特征在于，所述步骤三在脱开超扩段和伸缩段之前，先将伸缩段支撑固定，防止松开连接螺栓后伸缩段因自重下坠；焊接工字钢支架固定好伸缩段，然后取下连接螺栓，将横跨超扩段和伸缩段的护栏切开，然后将超扩段和伸缩段脱开，用行走油缸将超扩段驱动到维修工位，最后将超扩段和行走油缸脱开；

所述步骤三中将超扩段整体抬高的方法包括：根据重心分布，在超扩段下方搭建四组工字钢支撑，用记号笔给辅助支撑滚轮编号标记，调节滚轮上的螺母，给每一个滚轮打上锁紧销，然后拆除辅助支撑滚轮；取下导轨滑块和超扩段主体连接部位的定位销，用多台液压千斤顶将超扩段均匀抬升，然后拆除平面滑块和V型滑块，最后将超扩段整体抬高。

3.如权利要求1所述的风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法，其特征在于，所述步骤五用煤油清洗平面导轨和V型导轨，然后架设激光跟踪仪检测平面导轨和V型导轨的平行度、平面度；

以平面滑块黄铜面为基准，对前平面滑块铜条进行铣削，并在黄铜与铸铁交界处铣出凹槽，防止铸铁与平面导轨接触摩擦损坏导轨；对后平面滑块铜条进行铣削；对V型滑块铸铁层进行铣削，且V型滑块铸铁层铣削比黄铜层低。

4.如权利要求1所述的风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法，其特征在于，所述步骤六在导轨滑块铜条和导轨配合面上均匀涂抹蓝丹，然后用平尺检测导轨滑块的局部高点；反复用刮刀修复导轨滑块的铜条和导轨表面，直至附有蓝丹的暗点均匀细密地分布在整个导轨表面位置。

5.如权利要求1所述的风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法，其特征在于，所述步骤七在导轨滑块与超扩段主体连接处垫合适厚度垫片，以合理控制前导轨滑块垫高量，有效缩小高差同时确保与伸缩段连接顺畅为原则，每次改变垫片厚度后，等直杆攻角和滚转角调零，用水准仪测量喷管出口、超扩段前后四个等高标记点、等直杆前端中心高度与横向数据来动态调整垫片厚度；

调整完成后，用铜皮塞实滑块和超扩段支座连接处缝隙，液压千斤顶缓慢卸力，超扩段回落；用水准仪测量喷管出口和超扩段四个标记点，算出垫片垫高造成超扩段各标记点实际抬高量；最后用经纬仪检测超扩段法兰端面状态。

6.如权利要求1所述的风洞大型部段轴线下沉的检测与恢复方法，其特征只在于，所述步骤七中将超扩段各连接部位复位并紧固到位的方法为：按照编号回装辅助支撑滚轮，取下锁紧销，调整辅助滚轮弹簧压缩量使超扩段回落到位；连接超扩段和伸缩段，回装行走油缸，完成后运行超扩段检测运行情况并用塞尺测量导轨滑块与导轨之间的间隙。

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