摘 要：激光经纬仪作为精密测量仪器，是目前船厂测定轴系中心线最普遍的光学仪器。但在使用激光经纬仪的过程中，需精确调整激光经纬仪的位置，若通过移动激光经纬仪支架，很难达到理想效果，这就需要一种工装来实现激光经纬仪的小范围精确移动（上下和左右移动）。针对此问题，本文在介绍测定船舶轴系中心线方法的同时，也将介绍一种新型工装——激光经纬仪可调平台。
关键词：船舶轴系定位、轴系中心线、激光经纬仪、可调平台
中图分类号: U664.21 文献标识码: B
The Laser Theodolite Adjustable Platform and Method of Use
Song Fang Min
(Graduate School at Shenzhen, Tsinghua University Shen Zhen, 214532)
Abstract: As a precision measuring instrument, laser theodolite is the most common optical instrument for the centerline of the shipyard. However, in the process of measuring the center line of the shafting system., it is necessary to precisely adjust the position of the laser theodolite. If the laser theodolite bracket is moved, it is difficult to achieve the desired effect, which requires a tooling to achieve precise movement of the laser theodolite up and down and left and right. For this issue, this paper introduces a new tooling of laser theodolite adjustable platform while introducing the method of determining the centerline of the shafting.
Key words: ship shafting location; shafting theory center line; laser theodolite; adjustable platform
1船舶轴系中心线测定方法
船舶轴系定位，首先需要测定轴系中心线，目前船厂普遍应用的方法是拉线法和光学法两种。对于船舶轴系总长度小于20m的船舶，常采用拉钢丝法确定轴系中心线。当轴系较长时，一般采用光学法来确定轴系中心线。光学法是解决拉线法精度不高的改进工艺，但光学法没有拉线法操作简便，所以常采用的是先拉线后望光的施工工艺。依靠拉线主要检查轴舵线的相交情况、主机座分中情况，预测主机垫片厚度、确定主机纵向安装位置、检查镗孔余量以及测量舵线至艉管后端面的距离；而光学法是以艏艉两端轴系理论基准点为基准，精确定出轴系各临时拉线架与理论基线的交点，从而测定出轴系中心线。
光学法中有代表性的测量仪器是——激光经纬仪。
2 激光经纬仪在测定轴系中心线时的应用
采用激光经纬仪测定轴系中心线时，在艏、艉基准点位置上装上两只光电接收靶，并使靶中心落在基准点上。而激光经纬仪装在船艉基准接收靶的后方。先大致对准接收靶，启动激光器，发出激光束后，再按两只接收靶上的电表所指示的读数来调整仪器的位置，直到两电表的读数为零，或激光十字线与基准靶十字线重合，此光束中心线所代表的即为轴系理论中心线。然后据此进行各项检查工作，划出基准圆线。激光经纬仪由于同时具有光学经纬仪的性能，所以工作起来更为精确。它可先转动光阑，不让激光束进入望远镜，用望光法将激光经纬仪固定后，再让激光束射出去，经调焦后可在不同位置的光靶上形成红色十字线，最后进入各项检查和划线工作。
激光经纬仪精度高和适用性广的特点，让其受到了各类船厂的青睐。它也是目前船厂测定轴系中心线最普遍的光学仪器。但用激光经纬仪测定轴系中心线的过程中，需精确调整激光经纬仪的位置，确保激光十字线与基准靶十字线重合。此激光经纬仪的位置微调可称为激光经纬仪“精定位”，粗定位可由设计图纸现场量出。“精定位”若通过移动激光经纬仪支架很难达到理想效果，这就需要一种工装来实现激光经纬仪的小范围精确移动（上下和左右移动）。
3 激光经纬仪可调平台及其使用方法
关于激光经纬仪的“精定位”问题。本人经实船调研，结合前辈经验指导，运用机械丝杆传动原理，研制了一款简单轻便的工装——激光经纬仪可调平台，在江苏新扬子造船有限公司实用效果较好。现将其主要原理及使用方法介绍如下，供大家学习交流。
3.1 激光经纬仪外观相片和总装图相片如下：
3.2 可调平台的主要组成：上部为与激光经纬仪连接部分；中部为实现激光经纬仪左右移动部分，移动距离（-46mm~46mm）；下部为实现激光经纬仪上下移动部分，移动距离（0~185mm）；底部设法兰连接面，可与现场装焊的临时管支架连接。
3.3 可调平台在配合激光经纬仪的使用方法：
（1）根据《轴系布置图》要求，装焊激光经纬仪临时管支架，“粗定位”激光经纬仪；
（2）将可调平台与管支架通过法兰面螺栓固定，连接时注意在两法兰面之间加一层减震橡胶，减小测量时仪器的振动；
（3）将激光经纬仪通过锁紧螺栓与可调平台固定；
（4）通过可调平台，实现激光经纬仪的“精定位”。当转动可调平台水平方向的左右手轮时，水平方向的小滑令在小丝杆上沿导向轴左右移动，从而带动激光经纬仪左右移动；当转动垂直方向的大滑令时，即可升高或降低垂直方向的大丝杆，从而带动激光经纬仪上下移动。水平和垂直方向均设有导向装置，确保丝杆直行移动和稳定。
3.4 注意：
（1）为保证精度，在测定船舶轴系理论中心线前，主甲板以下的船体结构、大的舾装件焊接及火工校正等工作均已完成。考虑到船体变形、振动的影响，一般选择在早晚，船体变形较小，船上无施工的时候开展测定船舶轴系中心线的工作；
（2）如图2 所示，A、B两个基准点在船中纵剖面延长线上，在每次调节激光经纬仪位置时，激光线一定要能够同时扫到A、B两个基准点，并且两条激光线的夹角一定是垂直90°00'00''，误差<2''；同时经纬仪水平度为00°00'00''，误差<2''；
（3）每处的测量和调节产生的误差，尽可能做到最小，以免由于误差传递产生更大的误差，甚至错误。
4 结语
船舶轴系理论中心线的测定是一项复杂和精细的工作，理论中心线在三维空间位置的精度直接影响船舶轴系的对中，新工装“可调平台”的使用，更好的发挥了激光经纬仪的精确测量功能，间而保证了船舶轴系的安装精度，也提高了工作效率。对于船舶轴系安装与定位工艺具有积极的意义和影响。
该新型工装的设计原理亦可应用于其它工程测量场景，或加以变通推广到其他领域。
参考文献：
[1] 候显斌，某船轴系安装与校中工艺研究[J]，珠江水运，2018,12：48-50.
[2] 刘法佑，李维嘉，船舶轴系装配用智能支架的研究与实现D]，中国造船，2018，59（2）：198-204.
[3] 刘小凡，杨立云，王贵丽，小型船舶机械轴系安装定位孔装置设计[J]，舰船科学技术，2018，40（5A）：193-195.
[4] 胡长太，吉森林，同心度测量仪在船舶检验中的应用[J],江苏船舶，2017，34[6]:25-26.
[5] 于世永，基于激光经纬仪法建立和确定轴系中心线工艺的研究[J]，广东交通职业技术学院学报，2017，16（1）：54-56.
[6] 李琳，船舶轴系定位中心线测定工艺及其工装设计[J]，机电工程技术，2016，45（11）：51-53. [7] 余仁伟，船舶尾轴轴线定位的3种常用方法及优缺点[J]，中国修船,2016,29[6]:19-21.
[8] 陈慧，王滢，吴秋雨，相福安，船舶轴系安装实训平台的设计[J]，科技创新与应用，2016，24：52-53.
[9] 孙世芳，新型船舶轴系安装设备开发[J],造船技术，2015,4:58-62.
[10] 陈文浩，周文林，李统安，船舶推进系统安装技术工法研究与质量控制分析[J]，船舶工程，2012,34(增刊2)：152-157.
论文作者:宋方敏
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第12期
论文发表时间:2019/8/27
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