工业设备安装中高精度测量方法

工业设备安装中高精度测量方法

乐兵兵

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摘要：随着科学技术的发展，工业设备安装工程中的安装精度要求越来越高，尤其是大跨度、长距离、高速运转的自动化生产线的设备安装，如造纸生产线设备的安装，其水平度及垂直度的允许偏差均仅为0.3mm。

关键词：工业设备安装；安装精度要求；精度测量；地脚螺栓；测量放线；自动化

生产线随着科学技术的发展，工业设备安装工程中设备安装精度要求越来越高，尤其是大跨度、长距离、高速运转的自动化生产线的设备安装，如造纸生产线设备的安装，其水平度及垂直度的允许偏差均为0.3mm。

设备安装的精度取决于地脚螺栓的预埋精度，而在较大范围内的地脚螺栓预埋精度则由测量放线的精确度所决定。因此掌握整套的高精度测量放线技术是保证设备安装精度的基础。

1、主要技术特点1.1使用本工法，建立基准线网络，各基准线之间的平等度、垂直度均能达到很高的精度要求。

1.2网格基准线贯穿于整个厂房，无论是整条生产线，还是单体设备均能借助该基准线，利用精密仪器保证其安装精度。

1.3利用网格基线来控制设备地脚螺栓的预埋偏差，减少误差传播量，从而保证设备安装精度。

1.4利用网格基准线上基准点（线）的永久保存性，更方便于将来生产运行过程中的设备维修。

2、适用范围本工法适用于安装精度要求较高、大跨度、长距离、高速度运转的自动生产线设备安装。例如造纸机生产线安装，厂区钢结构管架安装等。

3、施工准备利用厂房原始的纵、横向的控制点，借助精密测量仪器（如T2经纬仪、GTS-311全站仪等）测设出厂房内设备的成条中心线，以及平等和垂直此中心线的纵、横辅助中心线，并在其纵向辅助中心线上设立各控制点，从而建立一基准线网格。

4、工艺流程及操作特点4.1工艺流程制作控制点基准标板→确定底层纵、横中心线→确定底层纵向辅助中心线→确定底层纵向辅助中心线上各距离控制点的起点→确定底层纵向辅助中心线上各距离控制点→其他层基准线网格投测（方法与底层测设方法相同）。

4.2操作要点：4.2.1控制点基准标板的制作、预埋为使控制点可长期保存，我们可用δ=10mm的不锈钢板制作100*100mm见方的基准标板，下部焊铆筋，上部加盖板，并用螺栓将盖板与标板相连接，以加强对基准点保护。标板亦可采用Ф=25mm，L=150mm的铜棒制作，顶部车成凹槽形并攻丝，下部加工成工字形，上部加盖板（带螺纹），基准标板制作好后，在底层地坪及各楼层浇注时，将各标板精确定位并预埋。养护期间应定期逐个进行检查、复测，确保基准标板的牢固、稳定。

4.2.2底层纵、横中心线的投测在本工法的实施过程中，两点间距离、垂直度、直线性等精度要求均为小于0.5mm。

（1）复检土建施工轴线底层纵、横中心线是以土建施工轴线为基准进行投测的。

纵、横中心线是其余各基准线的投测起点，因此，保证该两线的垂直度至关重要。在纵向中心线投测之前，我们利用T2经纬仪架设于X2、Y2点，测出土建纵、横轴线的交点O，并用冲头在基准标板上标出该点。然后，架设T2经纬仪于O点，利用正倒镜现两侧回法，校核土建纵、横轴线的垂直度，并对其方向控制点进行调整，使土建两轴线的垂直度满足其精度要求。

（2）底层纵向中心线投测底层纵向中心线是其余各基准线的投测起点，保证该线的投测精度至并重要。分别架设T2经纬仪于X1、X2点，采用正倒镜两侧回法，用划针在基准标板Os、Oe上划出垂直于土建纵向中心线的垂直线，然后根据土建纵向中心线与底层纵向中心线的相对距离a，将GTS311全站仪架于X1、X2点，分别测出距离X10sX2Oe等于距离a。并用钢盘尺和弹簧秤复检此距离，然后用冲头标出该两点，通过此两点的直线OsOe即为纵向中心线，。

（3）底层横向中心线的确定按照底层纵向中心线的投测方法，采用T2经纬仪，借助于划针在基准标板T10，D10上划出垂直于土建横向中心线的垂直线，再根据土建横向中心线与底层横向中心线的相对距离b，利用GTS300全站仪测出距离Y1T10、Y2D10为b，并用钢盘尺和弹簧秤复检此距离。用冲头在标板上标出T10、D10点，通过T10、D10点的直线即为底层横向中心线。

在底层纵、横中心线投测之后，我们应利用T2经纬仪或GTS311全站仪按照复检土建施工轴线的方法，定出其纵、横中心线的交点Oo，将GTS311全站仪或T2经纬仪架设于Oo点，对纵、横向中心线的垂直度进行检验，并进行调整，直至其垂直度满足精度要求。

在标定O点及Oo点时，我们采用正倒镜两侧回取中法，以消除仪器本身角度偏差而造成的偏差，确保O点及Oo点精确度，采用该方法即考虑人工做点误差亦可满足其相对于纵、横中心线的直线性误差（小于0.5mm）4.2.3底层纵向辅助线的确度在测定底层纵向辅助线时，我们分以下两步骤进行，以保证其与纵向中心线的平行性。

（1）纵向中心线的垂直线DsTs，DeTe线的确定影响DsTs，DeTe线相对于纵向中心线垂直度误差的因素有两项，以Ds为例分析如下（1.1）仪器偏差导致的误差△d＇在施工中利用仪器对点时，其两点间的距离一般都大于50m，人工做点误差能保证在0.5mm以内，则有：△d=（8000*50000）*△dmax=（8000/50000）*0.5mm=0.08mm。

根据误差传播定律，以上两项对Ds的影响为0.2mm，满足0.5mm精度要求。

（2）纵向辅助方向点的确定在测定纵向辅助的方向点时，我们采取测小角的方法间接测定，这种方法的应用，可使距离误差小于0.5mm。以Ds点为例分析如下：在距离OsDs线约5d（本工法中取d=8m）处设一测站，利用GTS-311全站仪测距离d1、d2，用T2经纬仪测定α角，通过余弦定理d2=d12+d22-2d1d2cosα可计算出d值，经过多次测定，对Ds点进行逐步修正，使Dsos=8m，从而定位Ds点。利用同样方法即可定们De、Te、Ts三控制点。以满足纵向辅助线（DsDe、TsTe）与纵向中心线OsOe的平行性要求。

则上式可化简为：m=2b（1-cosα）/d+2bsinα/dρ=2-40.2*0.02/8+2*1616*0.198/8*206265=0.2mm，满足0.5mm的精度要求。

4.2.4底层纵向辅助线上各距离控制点的测定在4.2.2中，我们已确定了横向中心线上定出Do、To点，此两点即为纵向辅助线上各距离控制点的起点，其与纵向中心线距离的偏差根据4.2.3中的发析可知，满足0.5mm的精度要求。

5.总结在某些工程中，因设备及厂房的要求，须在其它层测设同样的基准线网格。在此测设过程中，测设方法及步骤与4.2中所述方法及步骤基本相同。其误差主要是由于仪器本身的纵轴与横轴垂直度偏差引起的，我们采用正倒镜两测回取中的方法即可消除些误差，确保精度要求。

经过以上步骤，我们已在厂房各层测设了一完整的基准网格线，利用此基准线，在后期的地脚螺栓预埋；基础板的划线、钻孔、攻丝；设备的水平度、垂直订等测量中，我们可利用T2经纬仪及GTS311全站仪，借助于一些辅助工具（如磁力表座、标尺等），便可进行各项测量，并确保精度。

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