Способ центровки судовых механизмов и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК B63H23/34 G01B11/26 

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано для центровки механизмов при их монтаже.

Цель изобретения - снижение трудо- ,. емкости.

На фиг. 1 приведена схема расположения приборов и механизмов при центровке; на фиг. 2 - устройство для осуществления способа центровки судо- ю вых механизмов.

Лазер 1 (фиг. 1) с коллиматором 2 установлены таким образом, что пу- чок 3 совмещен с теоретической осью валопровода. На центрирующем пояске 15 вала механизма 4 установлен поворотный фланец 5 с закрепленным на нем зерка- - лом 6, причем фланец прикреплен к валу постоянными магнитами (не показаны) . В отверстие фланца перед зерка- 1 2о ом 6 установлена полупрозрачная миень 7 так, что ее центр совпадает с осью вращения вала 8. Для перемещения механизма 4 при центровке слуат отжимные винты 9. Непосредствен- 25 но у зеркала 6 предпочтительно под углом л. 45 к пучку лазера установено полупрозрачное зеркало 10 (фиг. 2), которое направляет отраженное от зеркала 6 излучение на реги- о Стрирующее устройство, включающее устройство формирования вторичных когерентных источников излучения, выполненное в виде обтюратора, включающего диск 11, приводимый во вращение- электродвигателем 12. Диск 11 имеет ва отверстия - центральное 13, совмещенное с осью оптической системы и центром мишени 7, и радиальное отверстие 14, вращающееся по окружности. Соосно с отверстием 13 расположена оптическая система 15, в фокусе которой формируется интерференционная картина из эквидистантных полос перед диафрагмой 16, за которой установлен электронносчетный блок,вклю чающий фотоприемник 17, подключенный ко входу усилителя 18, а к выходам усилителя подключен частотомер 19. При этом отраженный от зеркала 6 поток, обтюратор, приемная оптическая 50 система 15 и фотоприемник 17 расположены СООСНО и связаны оптически.

Способ реализуется с помощью предлагаемого устройства следующим образом.55 I

Пучок 3 лазерных лучей пропускают через мишени (не показаны), установленные по теоретической оси валопро35

40

п- 45

- ,.

я- ю

15 й - - 1 2о 25о-5055I

35

40

45

вода„ Коллиматором 2 фокусируют вначале луч лазера 1 на поверхности мишени 7, установленной на зеркале 6. После этого, действуя отжимными винтами 9, перемещают механизм 4 до совмещения центра съемной мишени с лазерным пятном, для чего на мишени нанесены концентрические окружности. После этого расфокусируют лазерный луч и вращают фланец 5, взаимодействующий подвижно с валом, совместно с закрепленным на нем зеркалом 6 и мишенью 7, причем перед этой операцией устанавливают на пути светового потока блок регистрации частотного сдвига. Отраженный от зеркала 6 поток излучения отражается от полупрозрачного зеркала 10 и направляется в оптическую систему 15 через щели отверстия диска 11 обтюратора. В плоскости диафрагмы 16 (фотоприемника 17) сформируется интерференционная картина. При этом отверстие 13 обтюратора совмещают с цетром оптической системы 15 и центром изображения мишени . 7 и фиксируют неподвижно. Мишень в этом случае выполнена полупрозрачной. Отверстия 13 и 14 обтюратора вьфе- зают из волнового фронта два вторичных когерентных световых потока. Если зеркало 6 перпендикулярно пучку 3 лазера, т.е. ось вала не совпадает с осью лазерного пучка, то между интерферирующими пучками существует оптическая разность хода. При этом плоскость равных фаз волнового фронта наклонена также под углом ti к плоскости обтюратора, вследствие чего оптическая разность хода между центральным лучом и боковым будет функцией угла Ч в плоскости обтюратора и будет изменяться по гармоническому закону:

(У сУо-СОзЧ,(1)

где S - максимальное значение разности хода интерферирующих пучков, соответствующее максимальному углу несоосности

ci.

Зависимость (1) реализуется при вращении диска 11., что эквивалентно вращению отверстия 14 по окружности с угловой скоростью и . В этом случае вьфажение (1). принимает вид

S $у cos со t, где t - время.

(2)

Следовательно, относительное вращение вторичных когерентных источников приведет к модуляции разности хода интерферирующих лучей в плоскости фотоприемника 17 по закону (2) и поэтому в спектре излучения появится частотный сдвиг, определяемый как

..--(-/-c5;costot)-f- OsitMJt (3) 10

максимальном сдвиге

f

МО КС

(SoW

.--.

фиксируемом частотомером 19.

Если ось вала совпадает с осью ла- зерного пучка, частотный сдвиг Либо будет постоянным при повороте оси вала, когда зеркало 6 не перпендикулярно падающему на него пучку, либо будет равен нулю при взаимной перпендикулярности пучка и зеркала 6 и : вновь постоянными при наклоне оси вала. Когда же ось вала 10 не совпадает с пучком лазера и не перпендикулярна зеркалу 6, то поворот вала приведет к изменению частотного сдвига,

.Следовательно, именно по характеру изменения судят о направлении центровки механизма. Реализация процесса центровки может быть, например,

следующая.

При наличии некоторого постоянного частотного сдвига, определяемого, например выражением (4) поворачивают мишень на 180 относительно исходного положения. Возникнет новое зна- чение частотного сдвига, отличающееся от исходного на величину изменения (приращения) д, обусловленного приращением SQ- А УО Р- которого справедливо соотношение

4f U

d-ici,

где А сС изменение угла несоосности на- 50 ла механизма с осью пучка лазера. Из выражения (5) следует

л

Uld

const-Д f .

Значение 7i /u d известно предварительно. Следовательно, для достижения цели ось вала изменяют на угол

10

15

2о 25Q

35

: 4045

50

55

й«;/2 в плоскости, в которой находились начальное положение вала и поло- жение после поворота его на . Прак-, тически для этого следует воспользоваться известной длиной вала L, перемещая его конец на величину 1 такую, чтобы 1/L Aiii/2, При расстоянии между отверстиями d 0,06 м, (J, 0, (1 интерференционная полоса) отклонение оси вала механизма (зеркала) составит л, 2 или 10 м на один метр длины вала. В этих условиях to , например 100 Гц, и при погрешности определения f., , или

Л

W mf mu 10 (достаточно легко достигаемая величина) погрешность центровки составит 10 , т.е. удовлетворяет практически всем требованиям, предъявляемым к точности центровочных работ.

Полупрозрачное зеркало устанавливают под углом предпочтительно 45° к оси лазерного пучка, что обусловлено необходимостью выделения части излучения и направления его в уст- ройство формирования вторичных когерентных источников, значение же угла определяется удобством работы.

Формула изобретения

1. Способ центровки судовых механизмов, заключающийся в том, что через установленные по теоретической оси валопровода центрируемого механизма мишени пропускают лазерный луч,

геремещают механизм до совмещения совпадающего с осью вала механизма перекрестия мишени, установленной перед зеркалом, закрепленном на взаимодей- : ствующем подвижно с валом механизма фланце,с проекцией лазерного луча, фокусируют последний, поворачивают фланец с зеркалом и перемещают механизм до окончательной центровки, о т- личающ.ийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, перед вращением фланца с зеркалом расфокусировывают лазерный луч, разделяют его по интенсивности на два потока в плоскости, поперечной отраженному от зеркала лучу и формируют два вторичных когерентных источника излучения, при этом один из источников закрепляют неподвижно и совмещают с цент- ром отраженного изображения мишени, а второй вращают по окружности вокруг первого, фланец с зеркалом поворачиBarot во взаимно перпендикулярных плоскостях н а угол от О до ) и при каждом, повороте измеряют частотньй сдвиг в спектре излучения, по величине изменения которого регистрируют положение оси механизма и направление окончательного перемещения механизма. 2..Устройство для центровки судовых механизмов, содержащее оптически связанные между собой зеркаЛо, закрепленное на подвижном фланце, установленную перед зеркалом мишень с перекрестием и источник излучения для формирования базового направления, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости, оно

5

снабжено установленным перед мишенью полупрозрачным зеркалом для отклонения пучка излучения по оси, усилителем и частотомером, а также соосно установленными по оси отклоненного пучка и оптически связанными между собой обтюратором, включающим закрепленный с возможностью вращения диск с радиальным отверстием и центральным отверстием, совмещенным с центром изображения мишени, которая выполнена полупрозрачной, собирающей линзой, диафрагмой и фотоприемником, при этом вход усилителя связан с выходом фотоприемника, а его выход - с входом частотомера.

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано для центровки механизмов при их монтаже. Цель изобретения - снижение трудоемкости. Пропускают через мише- ни пучок 3 лазерных лучей. Коллиматором 2 фокусируют вначале луч лазера 1 на поверхности мишени 7, установленной на зеркале 6. После этого, действуя отжимными винтами 9, перемещают механизм 4 до совмещения центра сьемной мишени с лазерным пятном, для чего на мишени нанесены концентрические окружности. После этого расфокусируют пучок лазерных лучей и вращают фланец 5, взаимодействующий подвижно с валом, совместно с закрепленным на нем зеркалом 6 и мишенью 7. Причем перед этой операцией устанавливают на пути светового потока блок регистрации частотного сдвига. При каждом повороте измеряют частотный сдвиг в спектре излучения, по ; величине изменения которого регистрируют положение оси механизма и направление окончательного перемещения механизма. 2 с.п.ф-лы, 2 ил. с 9 Фиг.1

Фиг. 2

Составитель Н.Круглов Редактор Н.Егорова Техред И.Верес Корректор И.Шулла

Заказ 5082/17 Тираж 408 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4