一种大直径法兰面平整度的测量和校正方法

摘要

本发明涉及一种大直径法兰面平整度的测量和校正方法，该法兰面的直径大于3米，该方法包括如下步骤：将待测法兰面清理干净，去除锈蚀及油漆；利用激光测平仪测量法兰平面的平整度；取得测量后法兰面的数据并分析数据，标示出需要打磨的特定区域；利用碗式平面打磨机进行平面打磨；利用激光测平仪进行测量，并对测量结果再次分析，判断是否达到大直径法兰面的精度要求，重复打磨测量直至打磨后的大直径法兰面达到设计的精度要求。本发明的方法用于海洋工程，船舶建造，风力发电，机械制造等领域大直径法兰面平整度的测量及校正，有利于提高大直径法兰的使用寿命、提高法兰平面平整度的测量精度、缩短建造周期及减少建造成本。

权利要求

1.一种大直径法兰面平整度的测量和校正方法，该法兰面的直径大于3米，其特征在于，该方法包括如下步骤：第一步，将待测法兰面清理干净，去除锈蚀及油漆，该法兰面可以是水平放置，也可以是倾斜放置、或者是垂直放置、或者就是一个倒立的法兰面；

第二步，利用激光测平仪测量法兰平面的平整度，根据法兰面宽度的不同同时测内外两圈的平整度，最大测量点数为300个点，测量的水平精度可达0.2mm/m，显示精度大于

0.001mm，最大测量距离为40m；

第三步，取得测量后法兰面的数据，分析该数据，以对法兰面的精度要求为基准判断法兰平面各个区域的平整度，并标示出需要打磨的特定区域；

第四步，利用碗式平面打磨机进行平面打磨，碗式平面打磨机上的打磨片的宽度为

100～150mm，所述碗式平面打磨机通过打磨片与打磨面进行面打磨，所述打磨片的直径为

120mm，若法兰面宽度超过120mm，要进行两次或更多次平行打磨，以打磨到整个法兰面，所述碗式平面打磨机对法兰面进行打磨的方法为：先将所测量的高点部分进行打磨，打磨的程度取决于打磨部位的高度值，并且打磨时要确保打磨后的法兰面要过渡均匀，以避免出现法兰面有台阶；

第五步，利用激光测平仪进行测量，并对测量结果再次分析，判断是否达到大直径法兰面的精度要求；

第六步，重复第四步和第五步的操作，直至打磨后的大直径法兰面达到设计的精度要求，所述的激光测平仪包括有激光发射器、激光接收器和数据处理器，所述的发射器发射激光信号，激光接收器放在法兰平面的测量点位置处并接受发射器的激光信号，数据处理器采集所测的数据，并对所测的数值进行数据分析，得出所有测量点相对于法兰平面的高度差值，分析高度差值，若差值大于一定范围，则显示该测量点需要打磨。

2.根据权利要求1所述的一种大直径法兰面平整度的测量和校正方法，其特征在于，测量距离为40m时，激光发射器和激光接收器的最大距离为40m，若将激光发射器放在法兰的圆心点，则可测量的法兰直径可达80m。

3.根据权利要求1所述的一种大直径法兰面平整度的测量和校正方法，其特征在于，第三步中激光测平仪测量出所有点的数值，通过均分的三个任意基准点确定的一个基准面作为平面基准，以其它测量点相对于这个基准面的高度差来判定各测量点的高低状况，以在法兰面上标出需要打磨的部位和打磨的程度。

4.根据权利要求1所述的一种大直径法兰面平整度的测量和校正方法，其特征在于，待测量的法兰面宽度小于150mm时，测量法兰面内任意一半径的圆圈的平整度；待测量的法兰面宽度大于150mm时，测量法兰面内两个半径的圆圈的平整度，两个半径的圆圈即为内圈和外圈。

说明书

一种大直径法兰面平整度的测量和校正方法

技术领域

[0001] 本发明涉及机械制造，特别是涉及到一种机械制造时大直径法兰面平整度的测量和校正方法，其可用于船用吊车、装载机、海洋平台、风力发电、岸吊、各式汽车吊、舰炮、陆用炮及坦克等设备上法兰的加工操作。

背景技术

[0002] 吊车、风车等带回转轴承的设备，由于机加工条件的限制，通常底座分为上下两部分，上底座的法兰加工完后与下底座焊接或螺栓连接，然后再安装设备。这些法兰的直径有3米以上，属于大直径法兰。由于施工或运输过程中等引起法兰平面的变形，而对于回转轴承的功能和使用寿命重要的一点就是法兰的平整度，所以在安装设备前，要对法兰的平整度做测量，并对超差进行处理。对于法兰平面的测量多采用配对法兰用塞尺测量。但此测量方法存在如下问题：配对法兰与本体法兰之间的接触面也存在误差；法兰面之间的间隙随着不同的安装位置会有不同的间隙；配对法兰的强度要求比较高，在吊装时会产生变形，影响测量的精度；对于大直径的法兰（直径大于3m）,制作配对法兰的成本比较高。

[0003] 现有技术中，对于目前法兰平整度的测量和处理的方法及存在的问题如下：

[0004] 第一种对于不满足安装要求的法兰平面处理方式，目前的方法有如下几种：根据配对法兰研磨，使用蓝油，根据压痕来研磨。此种方法存在的问题是：配对法兰和本体法兰之间也存在误差，用配对法兰研磨本身精度的控制就有误差，这种误差在安装本体时，如果对位不准，间隙会更大；研磨工具的选用对平整度得精度影响也很大，目前大多数采用的打磨机只能是点式打磨或线式打磨，即使是熟练的打磨工也很难做到整个平面打磨保持一致的打磨量，而对于打磨的低点，在抛光后也很难消除。

[0005] 第二种处理法兰平面的方法是机加工，其主要工具是镗床和铣床，此种方法存在的问题是：法兰的直径限制了机加工，对于小法兰和大法兰，此种方法都不适用；底座的位置也限制了机加工的方法，比如底座的位置太高，或没有吊车配合等；机床的固定难度大，一是空间的影响，二是底座对焊接等的限制；法兰厚度的要求也限制了机加工的方法；法兰连接螺栓孔也限制了机加工方法，镗床的使用受到限制；对机床的加工精度要求高，同样对机床的固定件的强度要求也高。其它的机械研磨工具，同样也要固定的底座。

发明内容

[0006] 本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的不足，提供一种新的大直径法兰面平整度的测量和校正方法。本发明的方法要简单方便地完成大直径法兰面平整度的测量和校正工作，要能提高回转轴承的使用寿命，并且提高法兰平面平整度的测量精度、缩短建造周期及减少建造成本。

[0007] 为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

[0008] 一种大直径法兰面平整度的测量和校正方法，该法兰面的直径大于3米，其特征在于，该方法包括如下步骤：

[0009] 第一步，将待测法兰面清理干净，去除锈蚀及油漆，该法兰面可以是水平放置，也可以是倾斜放置、或者是垂直放置、或者就是一个倒立的法兰面；

[0010] 第二步，根据法兰面宽度的不同可同时测内外两圈的平整度，最多测300个点，测量的水平精度可达0.2mm/m，显示精度大于0.001mm，最大测量距离为40m；

[0011] 第三步，取得测量后法兰面的数据，分析数据，以对法兰面的精度要求为基准判断法兰平面各个区域的平整度，并标示出需要打磨的特定区域；

[0012] 第四步，利用碗式平面打磨机进行平面打磨，碗式平面打磨机上的打磨片的宽度为100～150mm；

[0013] 第五步，利用激光测平仪进行测量，并对测量结果再次分析，判断是否达到大直径法兰面的精度要求；

[0014] 第六步，重复第四步和第五步的操作，直至打磨后的大直径法兰面达到设计的精度要求。

[0015] 在本发明大直径法兰面平整度的测量和校正方法中，所述的激光测平仪包括有激光发射器、激光接收器和数据处理器，所述的发射器发射激光信号，激光接收器放在法兰平面的测量点位置处并接受发射器的激光信号，数据处理器采集所测的数据，并对所测的数值进行数据分析，得出所有测量点相对于法兰平面的高度差值，分析高度差值，若差值大于一定范围，则显示该测量点需要打磨。

[0016] 在本发明大直径法兰面平整度的测量和校正方法中，对于宽的法兰面或法兰面内外圈均有平整度要求的，激光测平仪需要同时测量法兰内外两圈的平整度，根据测量数值对内外圈的平整度进行分析。待测量的法兰面宽度小于150mm时，测量法兰面内任意一半径的圆圈的平整度；待测量的法兰面宽度大于150mm时，测量法兰面内两个半径的圆圈的平整度，两个半径的圆圈即为内圈和外圈。

[0017] 在本发明大直径法兰面平整度的测量和校正方法中，根据测量直径和精确度要求的不同，所述激光测平仪可同时测量300个点来满足法兰平面的精确度要求，水平面测量精度可达0.2mm/m，显示精度大于0.001mm，测量距离可达40m。测量距离为40m，则激光发射器和激光接收器的最大距离为40m，若将激光发射器放在法兰的圆心点，那么可测量的法兰直径为80m。

[0018] 在本发明大直径法兰面平整度的测量和校正方法中，第三步中激光测平仪测量出所有点的数值，通过均分的三个任意基准点确定的一个基准面作为平面基准，以其它测量点相对于这个基准面的高度差来判定各测量点的高低状况，以在法兰面上标出需要打磨的部位和打磨的程度。

[0019] 在本发明大直径法兰面平整度的测量和校正方法中，所述碗式平面打磨机通过打磨片与打磨面进行面打磨，所述打磨片的直径为120mm，若法兰面宽度超过120mm，要进行两次或更多次平行打磨，以打磨到整个法兰面。

[0020] 在本发明大直径法兰面平整度的测量和校正方法中，所述碗式平面打磨机对法兰面进行打磨的方法为：先将所测量的高点部分进行打磨，打磨的程度取决于打磨部位的高度值，并且打磨时要确保打磨后的法兰面要过渡均匀，以避免出现法兰面有台阶。

[0021] 基于上述技术方案，本发明的大直径法兰面平整度的测量和校正方法与现有技术相比具有如下技术优点：

[0022] 1.通过本发明的方法来对大直径法兰进行测量和校正，测量的精度高，通过打磨可以保证法兰平面平整度达到或者超过法兰设计的精度要求。

[0023] 2.发明的方法来对大直径法兰进行测量和校正，要求待处理法兰平面的位置要求低，法兰平面可以是水平、倾斜、垂直或是倒平面。

[0024] 3.发明的方法来对大直径法兰进行测量和校正，打磨的方法简单高效，不需要大型的专用设备，只需要较少的人力和物力即可保证法兰的平整度。

附图说明

[0025] 图1是本发明大直径法兰面平整度的测量和校正方法的工艺流程示意图。

[0026] 图2是本发明大直径法兰面打磨前平整度的测量示意图。

[0027] 图3是本发明大直径法兰面打磨后平整度的测量示意图。

具体实施方式

[0028] 下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明的大直径法兰面平整度的测量和校正方法做进一步的详细描述，以求更为清楚明了地理解本发明的方法原理和工艺流程，但不能以此来限制本发明的保护范围。

[0029] 本发明通过激光测平仪和碗式平面打磨机实现法兰平面平整度的测平和校正。具体的实施方法是先利用激光测平仪测量法兰面平整度，然后根据测量的结果来计算出需要打磨的位置区域和打磨要求，再利用碗式平面打磨机对需要打磨的区域按照打磨量的要求进行打磨，最后再利用激光测平仪进行测量确定，通过测量——分析——打磨——测量——分析的过程来最终获得所需要的法兰面平整度和表面精度，本发明的最大特点是可以测量大直径法兰，可以保证水平度的法兰最大直径可以达到80米。

[0030] 本发明可根据法兰面大小和精度要求同时测量法兰内外两圈，最多可以测量300个点，水平精度最大可达0.2mm/m，显示精度最低可达0.001mm，测量距离最大为40m。待测量的法兰面宽度小于150mm时，测量法兰面内任意一半径的圆圈的平整度；待测量的法兰面宽度大于150mm时，测量法兰面内两个半径的圆圈的平整度，两个半径的圆圈即为内圈和外圈。

[0031] 在对法兰平面测量后根据所测量的数据分析，对特定的区域用碗式平面打磨机进行平面打磨。然后再用激光测平仪测量，再对结果进行分析，直至平整度达到要求。

[0032] 实施例中的大直径法兰为一个底座，该底座的法兰外径为5456mm，根据厂家要求其最高点和最低点的最大值（以下简称为：P-P）不得超过0.2728mm，并且相邻点之间的差值不能超过0.060mm。

[0033] 根据本发明大直径法兰面平整度的测量和校正方法，根据图1所示的流程，对该底座的处理方法包括如下步骤：

[0034] 第一步，将法兰平面清理干净，去除表面的锈蚀及油脂等污渍，以免影响法兰平面的精确测量。

[0035] 第二步，利用激光测平仪测量法兰平面的平整度，共测68个点，没处理前的底座平整度P-P为0.805mm，部分相邻点的差值也不满足要求，如图2所示，下表列出了超出要求的相邻点。这里用到的激光测平仪包括有激光发射器、激光接收器和数据处理器，发射器发射激光信号，激光接收器放在法兰平面的测量点位置处并接受发射器的激光信号，数据处理器采集所测的数据，并对所测的数值进行数据分析，得出所有测量点相对于法兰平面的高度差值，分析高度差值，若差值大于设定值0.060mm，则显示该测量点需要打磨。

[0036] 第三步，取得测量后法兰面的数据，分析数据，标示出需要打磨的特定区域。具体是利用激光测平仪测量出所有点的数值，通过均分的三个任意基准点确定的一个基准面作为平面基准，以其它测量点相对于这个基准面的高度差来判定各测量点的高低状况，以在法兰面上标出需要打磨的部位和打磨的程度。

[0037] 第四步，利用碗式平面打磨机进行平面打磨，所述碗式平面打磨机通过打磨片与打磨面进行面打磨，所述打磨片的直径为120mm，若法兰面宽度超过120mm，要进行两次或更多次平行打磨，以打磨到整个法兰面。碗式平面打磨机对法兰面进行打磨的方法为：先将所测量的高点部分进行打磨，打磨的程度取决于打磨部位的高度值，并且打磨时要确保打磨后的法兰面要过渡均匀，以避免出现法兰面有台阶。

[0038] 第五步，利用激光测平仪进行测量，并对测量结果再次分析，直至达到大直径法兰面的精度要求。

[0039] 第六步，重复第四步和第五步的操作，直至打磨后的大直径法兰面达到设计的精度要求。

[0040] 使用本发明打磨完成后底座平整度P-P为0.174mm，相邻点也满足要求，如图3所示，相邻点打磨前后的比较如下表所列：

[0041]相邻点号 打磨前相邻点差值mm 打磨后相邻点差值mm
7-8 0.100 0.013
21-22 0.070 0.014
23-24 0.099 0.014
24-25 0.073 0.004
41-42 0.072 0.020
42-43 0.061 0.014
44-45 0.118 0.035
45-46 0.074 0.007
48-49 0.072 0.041
49-50 0.095 0.004

[0042] 整个底座水平度的测量及打磨工作仅要两人一天即可完成。

[0043] 由此可见，本发明的方法来处理大直径法兰面，对于提高法兰平面测量精度及法兰平面处理效率等方面有很大的改进。

[0044] 本发明的方法可以用于海洋工程，船舶建造，风力发电，机械制造等领域所有大小法兰面平整度的测量及校正。可具体用于船用吊车、装载机、海洋平台、风力发电、岸吊、各式汽车吊、舰艇及陆用炮、坦克等法兰(直径在80m以内)平整度的测量及校正。本发明有利于提高大直径法兰的使用寿命、提高法兰平面平整度的测量精度、缩短建造周期及减少建造成本。