基于全站儀的軸類機械隱藏軸線的測定

摘 要：本文在分析現代機械維修和更新面臨的軸線丟失或破壞的現實問題基礎上，對隱藏軸線的特點和隱藏軸線在機械設備安裝和維修等方面的應用進行分析，提出了在保證精度要求前提下對隱藏軸線進行測定的方法，即采用全站儀和垂球中線結合的原理對隱藏軸線及進行測定。該方法適用于各類機械設備在軸線丟失或破壞條件下進行維修和更新。

關鍵詞：軸類機械；隱藏軸線；精度；全站儀

Determination of Hiding Axis of Shaft Machine based on Electronic Total Station

Wu Tian'en

（Henan Qiantu Surveying and Mapping Geographic Information CO.， Ltd， Kaifeng Henan， 475000）

Abstract： Based on the analysis of practical problems faced by modern machinery maintenance and updating on the axis lost or damaged， this paper proposes the method of hiding axis surveying In ensuring the accuracy，based on the analysis of characteristics and application on hiding axis， which uses the principle of Electronic Total Station and vertical ball midline blinding. The method is applicable to all types of machinery and equipment for maintenance and updates at the axis of lost or damaged condition.

Keywords： shaft machine； hiding axis； accuracy； Electronic Total Station

引 言

在軸類機械安裝和維修、廠房建設和更新等工業生產中，需要建立各種裝備安置軸線，這樣便于合理規劃生產、大型機械的安裝和維修重組，讓生產和安裝規劃存在參照和數據可循。全站儀是集光、機、電為一體的高技術測量儀器，可以實現點位放樣、坐標測量等工作的直接進行，廣泛應用于機械設備安裝、工程施工等精密工程領域，再結合必備的施工工具，能夠很好的滿足軸線的放樣和施工工作要求，已經得到廣泛應用。然而，對于已經施工的機械設備而軸線因客觀原因丟失或損毀來說，機械設備的維修和更新缺乏軸線數據的支撐，并且這些軸線軸心位置都是在機械內部，不能直接獲取，基于此情況，對隱藏軸線的確定和隱藏軸線上任意點的測定方法進行探討。

1 隱藏軸線的特點及工程應用

對于已經施工的機械設備來說，軸線因施工、維修等客觀原因遭到破壞或者已經丟失，在機械設備進行維修或更新時，需要對軸線進行重新測定，以便滿足工程需要。而軸心位置一般處于機械設備內部，軸心位置不能直接進行確定，需要重新對軸心位置進行確定，進而獲取機械設備的安裝軸線，這類軸線因軸心位置的被隱藏稱為隱藏軸線。隱藏軸線最為突出的特點：（1）為它的軸心位置是隱藏的；（2）軸心位置一般不能作為軸線導線計算的起始點；（3）不能用已有的確定軸心、測定軸線的方法來進行測定；（4）對結果精度要求高。這些特點要求隱藏軸線的測定需要在保證精度的前提下對已有的測量方法進行改進。

2 軸心的確定方法

隱藏軸線的測定最主要的任務就是隱藏軸心的確定。以圓形機械中心確定方法為例，常規方法是根據圓內任意兩條弦的中垂線的焦點即為圓心的幾何原理來確定軸心位置，而常規方法只適用于軸心位置暴露的情況，對于隱藏軸心的確定需要采用其他方法，本文中借用帶有垂球的線繩來實現，具體做法，見圖1：（1）在頂墻或高處穩定部位安置三條可移動的垂球線繩，中間線繩應較短，處于圓軸位置上部即可；（2）兩邊線繩自然下垂，移動線繩與圓軸相切，固定于K1、K2點；（3）用卡尺量取K1、K2點間距離，即為圓軸直徑2r，移動中間線繩至K1、K2連線中點O1處，即間距為圓軸半徑r，讓中間線繩自然下垂，精確量取O1點距離圓軸頂面點O2點的距離h。利用垂球線繩的方法可使隱藏軸心位置與O1點位置處于同一鉛垂面內，則在同一鉛垂面內，隱藏軸心位置在O1點處鉛垂方向-（h+r）處，方便進行坐標系的建立和數據計算。

3 基于全站儀的隱藏軸線的確定

軸心位置確定后，隱藏軸線位置已經形成，如何將軸線位置實現現場標定供生產施工應用，需要借助全站儀和相應測量方法的支撐。利用垂球線繩將軸心點位置和線繩頂端位置處于同一鉛垂面內，為了方便數據計算和全站儀測量，以O1點位置的水平面為基準面，建立以O1點為原點，O1點與另一軸心處線繩頂部位置O'1點連線在水平面內的投影為Y軸，O1點處垂球線繩處的鉛垂面與水平面的交線為X軸建立平面直角坐標系。則隱藏軸圓心點O坐標為（-（h+r），0），O1與O'1點兩點在坐標系內的投影A（與O1位置重合）、B點坐標X值均為0，見圖2。

對隱藏軸線上任意點位置進行現場測定，具體方法如下：

4 結 論

上述針對隱藏軸線測定的方法對軸線因客觀原因丟失或損毀而需進行維修和更新的機械設備提供了一種實用性的測定方法，該方法實用性強，操作簡單，設站對點位要求較低，只要能夠架設全站儀，進行導線測量即可。為了達到測定精度的要求，需要對測定的點位進行檢驗和精度評定，并且進行相應的調整。機械設備軸線的重要性要求對軸線點位應當進行很好的保存，以免產生不必要的工作量，影響施工進程。

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作者簡介：吳天恩（1986-），男，河南滎陽人，主要從事工程測量、地籍測量、工程管理方面的工作和研究。