亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        船舶柴油機主軸承同軸度的CMOS測量方法

        2007-01-28 08:11:38
        船海工程 2007年6期
        關(guān)鍵詞:同軸中心線曲軸

        (江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 輪機工程系,南京 211170)

        在機座上裝配主軸承和曲軸是柴油機裝配過程中的一個重要工序。因為曲軸是其它運動部件裝配的基礎(chǔ),曲軸裝配的精度,對活塞連桿運動部件的工作有直接的影響。同時,曲軸受力情況復(fù)雜,若裝配精度達不到要求,會嚴重影響使用壽命。曲軸軸線撓度過大,運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生很大的附加彎曲應(yīng)力,會導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋甚至有折斷的危險。曲軸的正確軸線位置是依靠各軸承的正確裝配來達到的,因此船舶柴油機曲軸和軸承同軸度的測量是大中型船舶柴油機制造中的一個技術(shù)關(guān)鍵。在機座上裝配主軸承時,要檢查機座主軸承孔軸線的同軸度,根據(jù)《鋼制船舶建造規(guī)范》,對長2~4 m的機座其軸孔同軸度應(yīng)小于0.08 mm[1]。作為高精密測量,相應(yīng)的同軸度的測量精度需要達到0.03 mm以上,對于跨度2~4 m的支承孔系,這是一個很高的要求。

        傳統(tǒng)的大型柴油機曲軸同軸度測量通常使用的“拉鋼絲”和“上假軸”找中建立測量基線方法[2],耗工費時且精度較低,不能滿足現(xiàn)代船舶制造的要求;基于幾何光學(xué)成像原理的測微準(zhǔn)直望遠鏡方法[3],隨著測量距離的增加,成像質(zhì)量下降;在操作過程中不同距離上的不同孔中心測量需要多次調(diào)焦,鏡筒間隙引入的光軸偏差使得測量基線產(chǎn)生隨機的方向變化,影響測量精度。激光束具有良好的方向性而且亮度高,用做大跨距的測量基線可以滿足要求。近年來半導(dǎo)體激光器和帶尾纖的半導(dǎo)體激光器不僅價格下降很多而且壽命和出射光方向飄移可以達到0.5弧秒以下[4],為在中型以上船舶柴油機曲軸主軸承同軸度測量中應(yīng)用激光光束提供了很好的物質(zhì)基礎(chǔ)。激光準(zhǔn)直用于大型機械零部件孔同軸度測量已提出的方法有三點法、對稱光束法、光纖法[5]和CCD圖像傳感器法[6]。近年來CMOS圖像傳感器發(fā)展很快,它采用0.2 μm硅平面工藝將光敏元件、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器甚至數(shù)字信號處理器和計算機接口電路集成在一塊硅片上,在多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域性能已超過CCD圖像傳感器,而價格比CCD圖像傳感器便宜得多[7]。本文提出測量基線為帶單模尾纖的準(zhǔn)直半導(dǎo)體激光,同時用CMOS面陣圖像傳感器與旋轉(zhuǎn)電感量頭確定軸孔中心位置的新方法。

        1 測量原理

        船舶柴油機主軸承同軸度的測量系統(tǒng)由用做測量基線的光源即帶單模尾纖的準(zhǔn)直半導(dǎo)體激光、包括CMOS面陣圖像傳感器與旋轉(zhuǎn)電感量頭的軸孔中心位置傳感器組成,見圖1。

        圖1 船舶柴油機軸承孔同軸度的測量系

        帶單模尾纖的準(zhǔn)直半導(dǎo)體激光及其準(zhǔn)直系統(tǒng)置于三腳支架云臺上,其輸出光束可以在四個自由度方向上調(diào)整,以使其出射光方位角、俯仰角、出射點高度和前后位置滿足測量要求,建立測量系統(tǒng)需要的大跨距的測量基線。

        2 數(shù)學(xué)模型

        根據(jù)上述原理,建立右手坐標(biāo)系見圖2。

        圖2 測量坐標(biāo)系及同軸度評定最小二乘擬合基準(zhǔn)線示意

        (1)

        一般地說,由被測截面上相應(yīng)內(nèi)孔壁的極坐標(biāo)(rij,θij),計算該截面上內(nèi)孔壁圓心對于回轉(zhuǎn)中心的偏離量(xi,yi)用最小二乘圓進行擬合。為了簡化擬合計算,采用在圓周上等分采樣n次,以x軸為極坐標(biāo)中θ角的起始點,有nθ0=360°,式中θ0為沿圓周的采樣步距。從而最小二乘擬合出的圓心坐標(biāo)為:

        (2)

        (3)

        式中:l,h——CMOS傳感器上像素的長度和高度;

        M、N——CMOS傳感器上在長度和高度方向上的像素總數(shù)。

        由(1)、(2)、(3)式計算出所有imin=4k~5k個截面上內(nèi)孔中心位置(Xi,Yi,Zi)后,用最小二乘法擬合同軸度測量基準(zhǔn)中心線。假設(shè)擬合出的測量基準(zhǔn)中心線通過(X0,Y0,0)和(XL,YL,ZL)兩點,該中心線可以表示為:

        (4)

        編號為i的一個截面上上測量出的內(nèi)孔中心位置(Xi,Yi,Zi)與相應(yīng)該截面與擬合出的同軸度測量基準(zhǔn)中心線之間距離為:

        (5)

        所有imin=4k~5k個截面上測量出的內(nèi)孔中心位置與同軸度測量基準(zhǔn)中心線之間距離的平方和為:

        (6)

        以上式為目標(biāo)函數(shù),用最小二乘法可得到使得D2達到最小值的參數(shù)X0、Y0、XL、YL、ZL。盡管di并不是由測量出的內(nèi)孔中心位置與同軸度測量基準(zhǔn)中心線之間的距離,但是由于擬合出的中心線與z軸夾角接近于零,其近似誤差完全可以忽略不計。

        之后,即可根據(jù)式(5)計算出每個測量面上的內(nèi)孔中心位置對測量基準(zhǔn)線的偏離量di的實際值,根據(jù)定義[10]其最大值的二倍就是該孔系的同軸度誤差

        Ec=2max{di}

        (7)

        嚴格講,同軸度應(yīng)該用最小包容原則來評定,但是作為一種非線性的Minimax(極大極小)問題,求解的過程十分繁雜[11]。盡管最小二乘法在理論上是其近似,由于擬合出的中心線與z軸夾角接近于零,這是一個精度很高的近似,而且計算簡便,適用于現(xiàn)場測量與裝配的需要,因此這里采用最小二乘法來進行計算。

        3 實驗結(jié)果與討論

        按照圖1建立好測量系統(tǒng)后,首先對激光光束的方向穩(wěn)定性進行的實驗檢查。激光開啟1.5 h后,在距離激光輸出光瞳6 m遠處設(shè)置接收光屏,并使光斑垂直照射到位于屏幕中心的CMOS接收器上,按照式(3)計算光斑中心的位置。在1.0 h期間多次測量取得的平均光斑位置的標(biāo)準(zhǔn)差σx、σy均小于3.3 μm,對應(yīng)3σ值為10 μm。因此,激光準(zhǔn)直基準(zhǔn)線的方向穩(wěn)定性為2.33×10-6rad。

        實驗中取k=2,即對兩個孔進行同軸度測量,兩孔間距取3 m,每孔直徑為300 mm,每個孔均測量5個截面。進行了18次測量,并按照上節(jié)的方法計算出每次測量所得到的同軸度,所測的結(jié)果見表1。

        表1 兩孔同軸度測量結(jié)果

        表1中同軸度的平均值為424 μm,標(biāo)準(zhǔn)差為σ=10.9 μm,取極限誤差為2σ=22 μm,則被測同軸度為(424±22)μm。完全可以滿足一般大中型船泊主機主軸和推進器支承孔同軸度的測量精度要求。

        測量要求滿足CMOS面陣圖像傳感器的中心與旋轉(zhuǎn)電感量頭的回轉(zhuǎn)中心相重合的條件。由于這個重合誤差是個系統(tǒng)誤差,只要每個截面測量時CMOS面陣圖像傳感器的坐標(biāo)與旋轉(zhuǎn)電感量頭的回轉(zhuǎn)坐標(biāo)的方向,即圖2中的Y軸始終保持垂直于水平面,對用最小二乘法擬合出的同軸度測量基準(zhǔn)中心線就基本沒有影響,因而對于同軸度的測量精度基本沒有影響。

        4 結(jié)論

        本文提出的測量方法中用準(zhǔn)直激光束作為測量基準(zhǔn)線,而激光束是經(jīng)過單模光纖輸出的,光束發(fā)射方向由于半導(dǎo)體激光器的溫飄引起的隨機改變不復(fù)存在。實驗證明,用帶尾纖的半導(dǎo)體激光使得激光束的方向穩(wěn)定性可以達到1.0 h內(nèi)最大變化小于2.33×10-6rad,實際由于測量方法的自動化,測量用的時間大大小于1.0 h,因而實際穩(wěn)定性還要優(yōu)于0.5 rad。這為大間距的大孔同心度的高精度測量提供的基礎(chǔ)。

        實驗結(jié)果的極限誤差僅為2σ=22 μm,已完全可以滿足一般大中型船舶曲軸軸承孔同軸度的測量精度要求,因此上述方法是可行的。

        鑒于目前該系統(tǒng)中采用的幾種高技術(shù)元器件的市場價格都已經(jīng)下降到相當(dāng)便宜的程度,該方法也是十分經(jīng)濟合理的。應(yīng)該看到,該技術(shù)對于船舶動力裝置軸系同軸度的測量和安裝同樣適用,并對其它重型機電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)中大型機械和電力設(shè)備大型軸孔的同軸度檢測和大型軸系的安裝也有著有良好的應(yīng)用前景。

        [1] 吳中強.船機制造技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2007.

        [2] 許寶森.船舶動力裝置安裝工藝[M].北京:人民交通出版社,2007.

        [3] 測微準(zhǔn)直望遠鏡校準(zhǔn)規(guī)范JJF1077-2002[M].北京:中國計量出版社,2002.

        [4] 江劍平.半導(dǎo)體激光器[M].北京:電子工業(yè)出版社,2000.

        [5] Qun Hao, Rong Liang, Mang Cao.Application of laser diode alignment in measuring large-scale perpendicularity and parallelism [J].Proc.SPIE, 1996,2889:1-5.

        [6] Lu Nai-guang, Den Wen-yi, Yan Bi-xi.Laser alignment system used for coaxiality measurement of large scale holes[J].Proc.SPIE, 2000,4222:383-386.

        [7] 王慶友.圖像傳感器應(yīng)用技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.

        [8] 赫克特.光纖光學(xué)[M].賈東方,譯.北京:人民幣郵電出版社,2004.

        [9] 廖延彪.光纖光學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2000.

        [10] 李 柱.互換性與技術(shù)測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:中國計量出版社,1984.

        [11] 熊有倫.精密測量的數(shù)學(xué)方法[M].北京:中國計量出版社,1989.

        猜你喜歡
        同軸中心線曲軸
        同軸單元的先驅(qū)者 Tannoy(天朗)
        BPRT同軸機組在高爐上的應(yīng)用設(shè)計
        淺析曲軸磨床的可靠性改進
        一種曲軸豎置熱處理裝置設(shè)計
        變速箱輸入軸內(nèi)孔同軸度檢具設(shè)計
        基于支持向量機的曲軸動平衡控制方法
        第十講 幾何公差代號標(biāo)注示例10
        ——目鏡套筒
        X線攝影中中心線對DR攝影質(zhì)量的重要性
        基于Meanshift和Hough變換的秧苗行中心線提取
        基于曲率計算血管中心線特征點的提取方法
        河南科技(2014年8期)2014-02-27 14:08:08
        精品一区二区三区芒果| 欧美性xxx久久| 亚洲一区二区丝袜美腿| 精品国产亚洲av高清大片| 国产成+人+综合+亚洲欧美丁香花| 日韩精品无码一区二区三区免费| 无码中文字幕av免费放| 日本韩国三级在线观看| 亚洲精品中文幕一区二区| 亚洲国产av导航第一福利网| 久久久久久99精品| 亚洲国产成人久久精品美女av| 亚洲人成人无码www| 中日韩精品视频在线观看| 女女同性黄网在线观看| 色噜噜色哟哟一区二区三区| 亚洲av福利院在线观看| 牲欲强的熟妇农村老妇女| 日韩在线视精品在亚洲| 日本韩国一区二区高清| 国产激情视频在线观看的| 国产免费又色又爽又黄软件| 久久精品综合国产二区| 日韩一区二区av极品| 亚洲国产av玩弄放荡人妇系列 | 欧美综合自拍亚洲综合百度| 97人妻中文字幕总站| 亚洲av永久无码天堂网| 99re热这里只有精品最新| 麻豆AV无码久久精品蜜桃久久| 蜜桃视频第一区免费观看| 亚洲人成色7777在线观看| 亚洲一级黄色毛片| 午夜一区二区三区在线观看| 国产精品无码一区二区三级 | 又白又嫩毛又多15p| 99福利影院| 国产一区二区三区啊啊| 超清精品丝袜国产自在线拍| 青青国产成人久久91| 国产91在线播放九色快色|