Особливості монтажу технологічного встаткування підвищеної точності

Сучасний розвиток ряду галузей науки й народного господарства приводить до необхідності створення різних унікальних споруд, нормальна робота яких можлива лише при дотриманні високої точності спряження елементів технологічного встаткування й стабільності їхнього положення в часі. До таких споруд ставляться: лінійні й кільцеві прискорювачі ядерних часток, великі радіотелескопи й антенні комплекси, автоматизовані виробничі лінії й інші спеціальні споруди.

Для високоточного монтажу встаткування таких споруд, допуски на який характеризуються десятими частками міліметра, виконують спеціальні геодезичні роботи. Особливістю їх є застосування таких методів і засобів вимірів, котрі забезпечували б задану точність установки й наступного контролю положення встаткування в складних будівельно-монтажних й експлуатаційних умовах.

Вибір загальної схеми рішення завдання по високоточній установці встаткування залежить від компонування окремих частин споруди й елементів усередині кожної частини, їхнього технологічного взаємозв'язку, умов вимірів.

Компонування встаткування при проектуванні споруди виробляється щодо деяких вихідних осей і точок, які при надійному закріпленні їх у натурі можуть бути основою для геодезичної установки встаткування. Якщо це виявляється неможливим, то створюється спеціальна опорна мережа, пункти й сторони якої приймають на себе роль вихідних точок й осей У цьому випадку повинна бути відома або розрахована прив'язка технологічних осей устаткування до опорної геодезичної мережі.

Високі вимоги до точності монтажу встаткування роблять необхідним надійне закріплення опорних точок. Знаки, що служать для закріплення опорних точок, повинні бути стабільними й забезпечувати виконання вимірювальних операцій із заданою точністю. Із цією метою при конструюванні й виготовленні знаків передбачають захист їх від різних впливів, юстировочні пристрою для додання центру знака певного положення в плані й по висоті, пристрою для високоточного центрування вимірювальних приладів й устаткування.

Особливістю побудови опорних геодезичних мереж для високоточної установки встаткування є більша щільність пунктів, що приводить до зменшення відстаней між ними (звичайно ці відстані не перевершують 25м). У цьому випадку найбільш точним методом побудови планової мережі є метод мікротрилатерації Схема мікротрилатерації залежить від форми, розмірів і розміщення окремих частин споруди. Пункти мережі намагаються наблизити до встановлюваного встаткування, тому форма мережі звичайно повторює геометричну форму споруди в плані. Так, наприклад, для кільцевих прискорювачів і радіотелескопів будують радіально-кільцеві (рис. 22.10, а) або кільцеві (рис. 22.10, 6) мережі, для споруд лінійного типу - мережі з витягнутих трикутників (рис 22.10, в). В останніх двох випадках у витягнутих трикутниках додатково вимірюють висоти.

Висотні мережі створюють в основному методом складного геометричного нівелювання коротким променем.

Для установки окремого блоку встаткування на ньому закріплюють два планових і три висотних геодезичних знаки, прив'язаних до технологічної або геометричної осі. Замість трьох висотних

Рис. 22.10 Схеми опорних мереж дм високоточної установки встаткування

знаків можна мати одну базову горизонтальну площину, прив’язану по висоті до технологічної осі, що має проектну оцінку. У ряді випадків прив'язку геодезичних знаків роблять на спеціальному каліброваному стенді.

До основних методів високоточної установки встаткування в плані відносять методи полярних і прямокутних координат, створної і створно-лінейної зарубок.

Приведемо одну з можливих схем планової установки встаткування (рис. 22.11). Окремі блоки встаткування встановлюють полярним способом щодо опорних пунктів P₁,P₂,P₅... -і допоміжних точок, що закріплюють тимчасово в їхньому створі, B_л и В_п Кожен блок зводять по розбивочних елементах l _i, β_i, і _i, Допоміжні точки тимчасово закріплюють переносними геодезичними знаками, верхня частина яких обладнана координатним столиком для установки центра в необхідне положення по створу й радіусу.

У створі суміжних опорних пунктів центри допоміжних точок установлюють одним з високоточних створних способів. Лінійні розбивочні елементи l _i, і _i, відкладають інварнимі стрічками з міліметровими розподілами, використовуючи для натягу чутливі блоки й мікроскопи для відлічення. Відкладення довжин до 4м роблять також машинобудівними нутромірами

Рис 22.11 Схема високоточної планової установки встаткування в кільцевому спорудженні

або спеціально виготовленими мірними жезлами. Кутовий елемент β, відкладають високоточним теодолітом, установлюваним на опорному або допоміжному знаку. У розглянутій схемі опорні пункти й устаткування розташовані на одному горизонти.

На практиці можливі випадки, коли опорні знаки розташовуються значно нижче встаткування. У цьому випадку розбивочні побудови виконують на горизонти опорних знаків до допоміжних точок, положення яких відповідає проектному положенню геодезичних знаків на встаткуванні. Над цими знаками встаткування встановлюють за допомогою високоточних приладів вертикального проектування.

У ряді випадків стосовно до умов монтажу частина блоків устаткування встановлюють від пунктів опорної мережі, а проміжні блоки - від створів знаків уже встановлених блоків. При цьому необхідно, щоб за час монтажу встановлені від опорної мережі блоки не змінили свого проектного положення.

Для високоточної установки встаткування по висоті й усунення його нахилів щодо горизонтальної площини застосовують геометричне нівелювання, мікронівелювання й гідронівелювання.

Геодезична установка кожного блоку встаткування виробляється послідовними наближеннями із чергуванням процесу висотної й планової установок.

Висока точність геодезичних робіт при монтажі технологічного встаткування унікальних споруд досягається застосуванням високоточних вимірювальних засобів, а також спеціального устаткування й методів, що зменшують вплив різних джерел помилок.

Для кутових вимірів застосовують високоточні теодоліти й спеціальні візирні цілі, пристосовані для примусового (механічного) центрування на геодезичних знаках. Застосовуючи різну методику вимірів, можна значно зменшити помилки діаметрів кіл, а вибираючи умови вимірів - послабити вплив бічний рефрайції. Як показав досвід, в умовах закритого приміщення при коротких сторонах кутові виміри можна виконувати із середньої квадратичною помилкою порядку 0,5 - 0,7".

Високоточні лінійні виміри виконують за допомогою мірних жезлів, мірних дротів і стрічок, а також оптико-електронних приладів.

Мірні жезли найчастіше застосовують для відкладення проектних відстаней, довжина яких менш 2м. Для особливо точних робіт їх виготовляють із інвару, кварцу, сучасних композиційних матеріалів з коефіцієнтом лінійного розширення, близьким до нуля.

Мірні інварні дроти або стрічки застосовують в основному для лінійних вимірів в опорній геодезичній мережі. При цьому намагаються вимірювати лінії одним укладенням мірного приладу, для чого їх виготовляють довжиною, що відповідає кожній вимірюваній відстані. Інварні дроти постачають скляними шкалами із ціною розподілу 0,2мм, а відліки по них беруть за допомогою вимірювальних мікроскопів. Всі мірні прилади періодично еталонують на стаціонарних компараторах, а в процесі виконання монтажних робіт - і на робочих компараторах, обладнання на об'єкті.

До числа оптико-електронних приладів, за допомогою яких вимірюють короткі відстані з помилкою до десятих часток міліметра, можна віднести светлодальномір ДК 001 вітчизняного виробництва й Мекометр МЕ 3000 (Швейцарія). Використовують також інтерферометричний метод вимірі, але він не одержав широкого поширення через громіздкість і складність настроювання апаратури.

Дня високоточних створних вимірів застосовують всі описані в даній главі способи вивірки прямолінійності.

Високоточне геометричне нівелювання коротким променем передбачає застосування прецизійних нівелірів типу Н-05, компарованих малогабаритних рейок або точних лінійок, прецизійної нівелірної підставки для зміни горизонту приладу, Нівелювання на станції виконують строго із середини й по симетричній програмі.