基于全站仪的轴类机械隐藏轴线的测定

摘 要：本文在分析现代机械维修和更新面临的轴线丢失或破坏的现实问题基础上，对隐藏轴线的特点和隐藏轴线在机械设备安装和维修等方面的应用进行分析，提出了在保证精度要求前提下对隐藏轴线进行测定的方法，即采用全站仪和垂球中线结合的原理对隐藏轴线及进行测定。该方法适用于各类机械设备在轴线丢失或破坏条件下进行维修和更新。

关键词：轴类机械；隐藏轴线；精度；全站仪

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

在轴类机械安装和维修、厂房建设和更新等工业生产中，需要建立各种装备安置轴线，这样便于合理规划生产、大型机械的安装和维修重组，让生产和安装规划存在参照和数据可循。全站仪是集光、机、电为一体的高技术测量仪器，可以实现点位放样、坐标测量等工作的直接进行，广泛应用于机械设备安装、工程施工等精密工程领域，再结合必备的施工工具，能够很好的满足轴线的放样和施工工作要求，已经得到广泛应用。然而，对于已经施工的机械设备而轴线因客观原因丢失或损毁来说，机械设备的维修和更新缺乏轴线数据的支撑，并且这些轴线轴心位置都是在机械内部，不能直接获取，基于此情况，对隐藏轴线的确定和隐藏轴线上任意点的测定方法進行探讨。

1 隐藏轴线的特点及工程应用

对于已经施工的机械设备来说，轴线因施工、维修等客观原因遭到破坏或者已经丢失，在机械设备进行维修或更新时，需要对轴线进行重新测定，以便满足工程需要。而轴心位置一般处于机械设备内部，轴心位置不能直接进行确定，需要重新对轴心位置进行确定，进而获取机械设备的安装轴线，这类轴线因轴心位置的被隐藏称为隐藏轴线。隐藏轴线最为突出的特点：（1）为它的轴心位置是隐藏的；（2）轴心位置一般不能作为轴线导线计算的起始点；（3）不能用已有的确定轴心、测定轴线的方法来进行测定；（4）对结果精度要求高。这些特点要求隐藏轴线的测定需要在保证精度的前提下对已有的测量方法进行改进。

2 轴心的确定方法

隐藏轴线的测定最主要的任务就是隐藏轴心的确定。以圆形机械中心确定方法为例，常规方法是根据圆内任意两条弦的中垂线的焦点即为圆心的几何原理来确定轴心位置，而常规方法只适用于轴心位置暴露的情况，对于隐藏轴心的确定需要采用其他方法，本文中借用带有垂球的线绳来实现，具体做法，见图1：（1）在顶墙或高处稳定部位安置三条可移动的垂球线绳，中间线绳应较短，处于圆轴位置上部即可；（2）两边线绳自然下垂，移动线绳与圆轴相切，固定于K1、K2点；（3）用卡尺量取K1、K2点间距离，即为圆轴直径2r，移动中间线绳至K1、K2连线中点O1处，即间距为圆轴半径r，让中间线绳自然下垂，精确量取O1点距离圆轴顶面点O2点的距离h。利用垂球线绳的方法可使隐藏轴心位置与O1点位置处于同一铅垂面内，则在同一铅垂面内，隐藏轴心位置在O1点处铅垂方向-（h+r）处，方便进行坐标系的建立和数据计算。

3 基于全站仪的隐藏轴线的确定

轴心位置确定后，隐藏轴线位置已经形成，如何将轴线位置实现现场标定供生产施工应用，需要借助全站仪和相应测量方法的支撑。利用垂球线绳将轴心点位置和线绳顶端位置处于同一铅垂面内，为了方便数据计算和全站仪测量，以O1点位置的水平面为基准面，建立以O1点为原点，O1点与另一轴心处线绳顶部位置O'1点连线在水平面内的投影为Y轴，O1点处垂球线绳处的铅垂面与水平面的交线为X轴建立平面直角坐标系。则隐藏轴圆心点O坐标为（-（h+r），0），O1与O'1点两点在坐标系内的投影A（与O1位置重合）、B点坐标X值均为0，见图2。

对隐藏轴线上任意点位置进行现场测定，具体方法如下：

4 结 论

上述针对隐藏轴线测定的方法对轴线因客观原因丢失或损毁而需进行维修和更新的机械设备提供了一种实用性的测定方法，该方法实用性强，操作简单，设站对点位要求较低，只要能够架设全站仪，进行导线测量即可。为了达到测定精度的要求，需要对测定的点位进行检验和精度评定，并且进行相应的调整。机械设备轴线的重要性要求对轴线点位应当进行很好的保存，以免产生不必要的工作量，影响施工进程。

参考文献

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作者简介：吴天恩（1986-），男，河南荥阳人，主要从事工程测量、地籍测量、工程管理方面的工作和研究。