專利名稱：T形結(jié)構(gòu)桁架安裝位置誤差的調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種T形結(jié)構(gòu)桁架安裝位置誤差的調(diào)整方 法。
背景技術(shù)：
核電站反應(yīng)堆內(nèi)輻照監(jiān)督管“水下輸送及操作系統(tǒng)”(英文簡稱HDS)是核電站反 應(yīng)堆內(nèi)高輻射水下維修的大型、高精度的設(shè)備。該系統(tǒng)是可拆裝的，在核電站反應(yīng)堆檢修時(shí) 運(yùn)往現(xiàn)場拼裝后整體安裝在裝有核反應(yīng)堆芯的吊蘭筒體上，該系統(tǒng)完成所有核輻射環(huán)境的 水下檢修工裝、照明監(jiān)視系統(tǒng)、操作手臂、測量工具、零部件的輸送工作。水下檢修作業(yè)的操 作正確性極大的依賴對HDS系統(tǒng)的整體精度調(diào)整水平。HDS系統(tǒng)中主桁架為T形結(jié)構(gòu)，如圖1所示，可分為豎直支架部分(下文稱豎桁架 9)和水平支架部分(下文稱橫桁架10)。安裝時(shí)，橫桁架通過八個(gè)支撐塊安裝在模擬體11 上(模擬體如圖1左下方所示，八個(gè)支撐1 8塊如圖2所示)。理想狀態(tài)是橫桁架10完 全水平安裝，豎桁架9通過螺釘固定在橫桁架右端部，兩者完全垂直。然而在實(shí)際安裝過程 中，由于安裝條件限制，不可避免地會存在安裝角度偏差，無法達(dá)到上述理想狀態(tài)。安裝角 度偏差將導(dǎo)致豎桁架9末端E點(diǎn)(如圖1所示)偏離理想的位置，存在位置誤差。E點(diǎn)在水 平方向上的位置誤差將直接影響到HDS系統(tǒng)的水平定位精度(HDS系統(tǒng)工作時(shí)的水平定位 精度要求為1mm)。因此，如何對HDS系統(tǒng)的主桁架進(jìn)行安裝調(diào)整，保證HDS系統(tǒng)在工作精度 要求下可靠運(yùn)行具有重要意義。經(jīng)廣泛查閱相關(guān)技術(shù)資料，目前尚沒有針對類似T形結(jié)構(gòu) 桁架安裝位置誤差的調(diào)整方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種T形結(jié)構(gòu)桁架安裝位置誤差的調(diào)整方法，該方法能夠保 證核電站HDS系統(tǒng)在工作時(shí)的定位精度，提高HDS系統(tǒng)進(jìn)行水下檢修作業(yè)操作的正確性。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案一種T形結(jié)構(gòu)桁架安裝位置誤差的調(diào)整方法，包括 以下步驟(1)初步T形結(jié)構(gòu)桁架；(2)準(zhǔn)確測定橫桁架和豎桁架分別在水平方向(X軸)和豎直方向(Y軸)的安裝 角度偏差α ρ α 2、α 3和α 4以及E點(diǎn)到豎桁架的垂直距離L3 ；(3)按照下面的公式⑴、(2)和(3)計(jì)算E點(diǎn)在水平圓周誤差ΔΓ ；Δ X = -L3 ( α 2+ α 4)(1)Δ Y = -L3 ( α j+ α 3)(2)Ar= ( Δ X2+ Δ Y2)1/2(3)(4)核對E點(diǎn)水平圓周誤差Δ r是否滿足安裝要求，否則調(diào)整α工、α 2和L3的值， 然后返回步驟(2)繼續(xù)操作直到Ar滿足安裝要求為止。上述的α工和α 2的值可以通過調(diào)整八個(gè)支撐塊的高度來調(diào)整。
本發(fā)明取得的有益效果建立的桁架位置誤差分析模型簡單，誤差精密調(diào)整方法 簡單有效，能夠滿足實(shí)際工程中桁架結(jié)構(gòu)的高精度安裝要求。


圖IHDS桁架與模擬體結(jié)構(gòu)圖；圖2水平支架的支撐腳示意圖；圖3繞X軸轉(zhuǎn)動角度偏差示意圖；圖4繞Y軸轉(zhuǎn)動角度偏差示意圖。圖中1 8.支撐塊9.豎桁架10.橫桁架9'.偏離理想位置的豎桁架10'. 偏離理想位置的橫桁架11.模擬體。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明整個(gè)T形結(jié)構(gòu)桁架安裝位置誤差的調(diào)整方法和過程。本發(fā)明提出的T形結(jié)構(gòu)桁架安裝位置誤差的調(diào)整方法具體實(shí)施步驟如下1.根據(jù)測量數(shù)據(jù)，建立主桁架E點(diǎn)的位置誤差分析幾何模型。如圖3和4所示，主桁架E點(diǎn)的位置誤差是偏離理想位置的橫桁架10'的安裝角 度偏差和偏離 理想位置的豎桁架9'的安裝角度偏差共同作用的結(jié)果。運(yùn)用矢量合成原理， 將橫桁架10'的安裝角度偏差分解為繞X軸的轉(zhuǎn)動和繞Y軸的轉(zhuǎn)動，并測量它們對應(yīng)的偏 差角分別為α Pd2;同樣將豎桁架9'的安裝角度偏差也分解為繞X軸的轉(zhuǎn)動和繞Y軸的 轉(zhuǎn)動，并設(shè)它們對應(yīng)的偏差角分別為α3、α4。HDS系統(tǒng)主桁架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵幾何參數(shù)均在圖 3和圖4中用字母表達(dá)。圖中R點(diǎn)表示橫桁架10'與豎桁架9'的連接點(diǎn)，L1表示模擬體 軸心與連接點(diǎn)R的距離，L3表示R點(diǎn)與E點(diǎn)距離在豎桁架方向上的投影，L4表示E點(diǎn)到豎 桁架9'的距離。2.根據(jù)幾何模型，推導(dǎo)E點(diǎn)的位置誤差分析數(shù)學(xué)模型。(1)首先計(jì)算存在安裝角度偏差時(shí)，R點(diǎn)坐標(biāo)值R(xK，yE, zE)按照圖3和圖4所示的幾何關(guān)系，分別計(jì)算存在α ρ α 2時(shí)R點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)值，最 后進(jìn)行線性疊加得到R(xK，yE, zE)對應(yīng)值為xE = 0 ;yE = L1 · cos α 工；ζκ = L1 · sin α 工(1)(2)然后計(jì)算存在安裝角度偏差時(shí)，E點(diǎn)相對于R點(diǎn)的坐標(biāo)值E(xek，yEE, zEE)分別計(jì)算存在α3、Ci4時(shí)E點(diǎn)相對R點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)值，最后進(jìn)行線性疊加得到 E(xee, yEE, zEE)對應(yīng)值為Xee = -L3 · sin ( α 2+ α 4) ；yEE = L3 · sin ( α j+ α 3) -L4 · cos ( α 丄+ α 3)ζΕΚ = L3 · (1-cos ( α 2+α 4))-L3 .cos ( α 廣 α 3)-L4 .sin ( α 廣 α 3)(2)(3)再由 R(xe, yE, ζΕ)和 Ε(χεκ，yEE, ζΕΕ)計(jì)算出 Ε(χε，yE, ζΕ)由相對坐標(biāo)和絕對坐標(biāo)之間的關(guān)系，計(jì)算得存在角度偏差α ρ α 2、α 3、α 4時(shí)E點(diǎn) 坐標(biāo)值E(xE，yE，zE)對應(yīng)值為xE = -L3 · sin ( α 2+ α 4) ;yE = L1 · cos α ^L3 · sin ( α 廣 α 3) -L4 · cos ( α 汁 α 3)ζΕ = L1 *sin α JL3 · (Ι-cos ( α 2+ α 4)) -L3 *cos ( α 廣 α 3) -L4 *sin ( α 廣 α 3) (3)(4)最后計(jì)算得到E點(diǎn)的位置誤差Δ χ、Δ y、Δ Ζ
已知沒有安裝角度偏差時(shí)，E點(diǎn)在參考坐標(biāo)系U中的坐標(biāo)值E (x，y，ζ)為Ε(0，
Li L^ JLg) ο因此存在α ρ α 2、α 3、α 4四個(gè)角度偏差時(shí)，E點(diǎn)的位置誤差表達(dá)式為Δχ = -L3 · sin(a 2+α 4)Δ y = L1 · (cos a「1) +L3 · sin ( α 汁 a 3) +L4 · (1-cos ( α 汁 a 3))Δ ζ = L1 · sin a「L3 · (2_cos ( a 2+ a 4)) -L3 · cos ( α 汁 a 3) -L4 · sin ( α 汁 a 3) (4)式(4)即HDS系統(tǒng)主桁架的位置誤差分析數(shù)學(xué)模型。對于實(shí)際工作狀況，我們更多關(guān)心的是E點(diǎn)在水平方向上的誤差，即前兩者Δχ和 Ay。3.分析安裝角度偏差對E點(diǎn)位置誤差的靈敏度，推導(dǎo)E點(diǎn)位置誤差的簡化數(shù)學(xué)模 型根據(jù)式(4)得到的關(guān)系，對各個(gè)偏差角度分別求偏導(dǎo)，即得四個(gè)安裝角度偏差對E 點(diǎn)位置誤差的靈敏度。( Ct 工，Ct 2，a 3，a 4) = δ X = -L3 · sin ( a 2+ a 4)f2 ( a j, a 2, a 3, a 4) = Δ y = L1 · (cos a「1)+L3 · sin( a j+a 3)_L4 · (1-cos (a ^a3))令^(a” a2，a3，a》=Δζ = I1 .OOsa1^ · (^" ^(c^+a》)"^ .a^afa)"^ .sir^afa) ⑤重點(diǎn)考察前兩者，即分析各個(gè)偏差角度對函數(shù)^a1, a2, a3, a4) *f2(ai，a 2, a 3, a 4)的影響。通過兩個(gè)函數(shù)分別對α ρ α 2、α 3、a 4求偏導(dǎo)得
Qil di,, df, Sf1,
權(quán)利要求
一種T形結(jié)構(gòu)桁架安裝位置誤差的調(diào)整方法，其特征在于，包括以下步驟(1)初步T形結(jié)構(gòu)桁架；(2)準(zhǔn)確測定橫桁架和豎桁架分別在水平方向(X軸)和豎直方向(Y軸)的安裝角度偏差α1、α2、α3和α4以及E點(diǎn)到豎桁架的垂直距離L3；(3)按照下面的公式(1)、(2)和(3)計(jì)算E點(diǎn)在水平圓周誤差Δr；ΔX＝ L3(α2+α4)(1)ΔY＝ L3(α1+α3)(2)Δr＝(ΔX2+ΔY2)1/2 (3)(4)核對E點(diǎn)水平圓周誤差Δr是否滿足安裝要求，否則調(diào)整α1和α2的值，然后返回步驟(2)繼續(xù)操作直到Δr滿足安裝要求為止。
2.—種T形結(jié)構(gòu)桁架安裝位置誤差的調(diào)整方法，其特征在于，上述的、和Ci2的值可 以通過調(diào)整八個(gè)支撐塊的高度來調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種T形結(jié)構(gòu)桁架安裝位置誤差的調(diào)整方法，包括以下步驟(1)初步T形結(jié)構(gòu)桁架；(2)準(zhǔn)確測定橫桁架和豎桁架分別在水平方向和豎直方向的安裝角度偏差α1、α2、α3和α4以及E點(diǎn)到豎桁架的垂直距離L3；(3)計(jì)算E點(diǎn)在水平圓周誤差Δr；(4)核對E點(diǎn)水平圓周誤差Δr是否滿足安裝要求，調(diào)整α1、α2和L3的值，然后返回步驟(2)繼續(xù)操作直到Δr滿足安裝要求為止。本發(fā)明建立桁架位置誤差分析模型，調(diào)整方法簡單有效，能夠滿足實(shí)際工程中桁架結(jié)構(gòu)的高精度安裝要求?？蛇m用于有高精度要求的、可現(xiàn)場臨時(shí)安裝和拆卸的大型形桁架結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌輸送裝置的精度調(diào)整。
文檔編號G01B21/00GK101988823SQ20091016255
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者何小劍, 杜正春, 王宇晗, 王德忠, 陳梁 申請人:秦山核電有限公司;上海交通大學(xué)