автореферат диссертации по геодезии, 05.24.01, диссертация на тему:Нормирование оптимальной точности геодезических измерений при установке, выверке и эксплуатации промышленного оборудования

КИТВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХН1ЧНИЙ УН1ВЕРСИТЕТ БУД1ВНИЦТВА I APXiTEKTYPH

На правах рукапису УДК 528.489

ГЛАД1Л1Н ВАЛЕР1Й МИКОЛАЙОВИЧ

НОРМУВАННЯ ОПТИМАЛЬНО! ТОЧНОСТ1 ГЕОДЕЗИЧНИХ ВИМ1РЮВАНБ ПРИ ВСТАНОВЛЕНН1, ВИВ1РЦ1 ТА ЕКСПЛУАТАЦ11 ПРОМИСЛОВОГО ОБЛАДНАННЯ

05.24.01 - ГЕОДЕ31Я

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацп на здобуття наукового ступеня кандидата техтчних наук

Кшн - 1995

Дисертацкю е рукопис

Роботу виконано в КиГвському державному техн1чному ун1верситет1 буд1вництва \ архггектури

Науковий кертник доктор техжчних наук, професор Чмчян Том Торгомович

Офщ1Йн1 опоненти:

1. Доктор технЫних наук, професор Григоренко Анатол1Й Григорович

2. Кандидат техжчних наук, доцент Самойленко Олександр Миколайович

Пров!дна орган!зац!я: УкраТнський державный науково-виробничий ¡нетитуг зйомок м!ст та гео!нформатики Головного управл!ння геодези, картограф!? та кадастру при КМ УкраТни, м.КиТв

Захист вщбудеться '1Р 03 1995р.

на засщанн! спец1ап1зованоТ ради Д 01.18.02 при Кжвському державному техннному уншерситет! будшництва 1 архггектури за адресою: 252037, КиТв-37, Повп-рофлотський проспект, 31.

3 дисертащею можна ознайомитись в науково-техн!чн1й б\блютец\ КиТвського державного тсхн!чного ун:верситету буд!зництва \ арх!тектури (КиТв-37, Повпрофлотський проспект, 31).

Автореферат роз1сланий * ^^" О _^ 995р.

Вчений секретар спецюлЬованоТ вчено! ради, кандидат техн^них наук

О.П.1саев

Загальна характеристика роботи

Актуальн1сть роботи. Сучасний розвиток промисповосп, будюництво нових \ реконструкцЫ Д1ючих пщприсмств, експлуатацю промислового обладнання потребують високого ступеня надмносп та безаваршного функцюнування промислового обладнання.

Сучасне промислове обладнання за своТми техн1чними параметрами потребуе для встановлення в проектне положения I вив1рки в процес'| експлуатацм використання високоточних геодезичних методт розмтування ! контролю. При цьому геодезичм вим1рювання - £ едине 1 найбтьш над'жне джерело ¡нформацм, необхщноТ для своечасного виявлення деформащй промислового обладнання, причин Тх виникнення та свосчасноТ розробки заходю щодо усунення наслдав деформацШ.

На вибф методе геодезичних вим1рювань та Тх точжсть при визначенм геометричних параметров промислового обладнання впливають особливосп роботи цього обладнання, розм1ри обладнання, його конструктивне розмщення, зовншж умови. Складнкть сучасного обладнання, впровадження автоматичного виконання багатьох операцШ та дистанцжного управл|ння вимагають лщвищення точносп визначення геометричних параметров обладнання. Це в свою черту вимагае тдвищення точносп геодезичних вим1рювань I вдосконалення ¡снуючих та розробку нових методт контролю за теометричними параметрами промислового обладнання, що 1 обумовлюе актуальность теми.

Метою роботи е розробка науково обгрунтованоТ методики обчислення точносп геодезичних вим1рювань при встановленм, вив1рц1 та експлуатацм промислового обладнання. Для досягнення цкТ мети було виконано:

-дослщження взаемозв'язку фундаменту-обладнання з урахуванням влливу зовншнього середовища I точносп' геодезичних вим|'рювань в умовах д!ючого цеху;

-вим1рювання геометричного положения обладнання р1зними способами;

-моделювання розподшу похибок монтажних вщхилень промислового обладнання;

-аналЬ монтажних вщхилень з виявленням домЫуючого фактора;

-визначення допустимих похибок геодезичних розмЫувальних роба за встановленим законом розпод|'лу;

- доведения розробки до р1вня '¡Т ефективного застосування у виробничих умовах.

Наукова новизна роботи полягае в тому, що автором вперше:

- встановлено, що при геодезичному забезлеченн! монтажу та контролю промислового обладнання його необхщно розглядати як едину систему без розриву розмфного взаемозв'язку;

розроблена методика обчиспення емтрично! щшьносп ймовфносп вим1ряних монтажних вщхилень;

- встановлено, що домЫуючим фактором при монта>ю обладнання е похибка монтажних роб|'т, при його експлуатацн - деформацп;

- одержан! модел|' розподтення монтажних вщхилень для обладнання розташованого у простор!, на площиж, а також лп-п'йного.

Практична ц!нн!сть. Застосування розроблено! методики полереднього обчислення точности геодезичних вим1рю8ань при розммуванж ! вив1рц! промислового обладнання та контрольно--геодезичних вим1рювань у процеа визначення геометричних параметра дючого обладнання дозволить:

- досягти необхщноТ точносп визначення геометричних параметра промислового обладнання, що вимагае вив1рки площини: конвейерних л'шм шлифування та полфування листового скла, машин неперервного лиття заготовок тощо;

- попередньо обчислити оптимальну точность детальних геодезичних вим1рювань.

Апробац1я роботи. Основн'1 положения дисертацИ доповдались та обговорювались на науково-технЫних семинарах республжанського будинку економ1чно! } науково-техн)чно1 пропаганд« в М.Киев), як> проводились з таких напрямюв: 'Совершенствование методики производства высокоточных геодезических и фотограмметрических работ при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений* (1986р.), "Совершенствование методики и автоматических устройств для геодезического обследования технологических направляющих* (1987р.).

Публ1кац!|. Результати досл1джень з теми дисертаци опублковаш в 7 друкованих роботах. Всього автором опублковано 10 друкованих роба.

Обсяг роботи. Дисертаци складаеться ¡з вступу, чотирьох роздЫв, висновкш, б!блюграфм. Обсяг роботи становить 140 сторшок, 45 малюнк!в, 13 таблиць. Список Л1тератури. включае 66 найменувань.

Зм1ст роботи

У в ступ} обгрунтовано акгуальжсть теми, доцгпьтсть проведения досшджень, сформовано задач) дослщжень I коротко розкрито Тх зм1ст.

В першому розд!л| наведем загальн1 вщомосп про точшсть геодезичних вим!рювань при встановленн1 та в^в1рщ рЬних вид|в промислового обладнання, анал|тичн|" зв'язки м1ж умовами роботи промислового обладнання та нормуванням точности геодезичних розМ|'чувальних роб|'т при монтаж!' га контрольно-геодезичж'й вив1рц|', при експлуатац:! промислового обладнання. Зроблено поршняння программ

створних BHMipie для сгворення опорно! (базово!) лМ!, вщ яко! ведеться розмнування промислового обладнання i контрольннгеодезичж вим1рювання пщ час експлуатацп обладнання. В результат! поршняння виявлено, що найбтьш точною програмою створних вим!рювань € програма послщовних створт, але вона обмежена у використанж, нею можна користуватись лльки при наявносп прямо? видимости Mix опорними (юнцевими) пунктами. Якщо прямо! видимости Mix юнцевими пунктами немае, то доцтьшше використовувати програму допом1Жних creopiB.

Головною особлив!стю, яка визначае своерщжсть программ створних вим1рювань при BHBipui тд контрол1 працюючого обладнання, е В1дсутн1сть у багатьох випадках прямо! видимосп обладнання безпосередньо бшя нього. До цього також вщносяться нер'|вном'|рне розподтення температур, загазоважсть, запорошення, конвекцю повггряних noTOKie, бокова рефракцы, в1брац1я та ¡Htui можлив1 перешкоди у д1ючому цеху.

Виходячи з цього, для визначення положения направляючих промисловго обладнання на даючому пщприемств'! необхщно використовувати методику змщеного створу або допом!жних creopiB, паралельних площиж вюносносп.

Ршняння першо! направляючо! обладнання та ycix ¡нших направляючих вщносно першо! будуть такими:

|Y(1). = ах + b

[у<0 = ах + b + LHi / cos у ^

де 1_цj - номинальна вщстань Mix першою та кожною • ¡-тою направляючими; у - кут Mix створом (eiccio абсцис) i знайденим положениям першо! направляючо!; a=tgy - кутовий коефщ^нт.

Поправки (величини рихтовки) обчислюються за формулами:

I u(j) ~ 'jnes 'j

(0 _ y0) _ y0) j - -I n (2)

JCj) jmes 'j '• j 'f-fll

ГНсля цього за цими величинами проводиться корегування положения обладнання для його безаварШно! роботи.

Проект монтажу промислового обладнання виконуеться на площиж, тому необхщно враховувати вплив кривизни Земл! при його MOHTaxi та peMOHTi.

Довхина обладнання L, в яке необхвдно вводити поправку за кривизну 3eMni в залежносп вщ допустимого вщхилення 5Х положения обладнання вщ проектного, обчислюеться за формулою:

1> 100^57 (3)

де значения 5Х дано у мМметрах.

Наприклад, при монтаж'1 конвейерних л»н'|й шл'|фування та пол1рування листового асла (ШПЛС), згщно з техн1чними умовами, 5х=0.25мм. За формулою (3) знайдемо довжину устаткування ШПЛС, в яку вже необхщно вводити поправки за кривизну 1>55м, тобто при довжиж обладнання понад 55 м необхщно вводити попраки иь у висоти точок обладнання.

Точна робота промислового обладнання залежить вщ уах вид1в деформування земноТ поверхт, тому виникае необхщжсть виявлення найбтьш критичних для обладнання ВИД1В деформац:'й.

За силою влливу деформацж на основу обладнання (I в цшому на обладнання) вони подтяються на два види:

- загальна деформацш, при якш вщбуваеться зм1щення в ц1лому вс!бТ основи конвейера, причому геометр^ обладнання не змшюеться, а його загальне положения зш-меться у простор^

- часткова деформацш, при яюй вщбуваеться коробления умовно! прямо! (головно! оа) обладнання, площини основи, злами и в непередбачених мюцях I перевттення ТТ в ламану лМю складно! конф|'гурацп (злами площини I перевтшення й в складну ламану площину).

1з загальн о! та частково! деформацЮ складаеться повна деформац1я обладнання. Якщо через цю просторову ламану лМю (ламану площину) провести найбтьш ймов1рну пряму лМю (площину) \ всгановити граничне положения оа (площини) вщ ймов1рно! прямо! лЫп (площини), то положения ймов1рно! прямо! лини (площини) визначить загальну деформац1ю, а ва вщхилення д!йсного положения обладнання вд ймов!рно! прямо! Л'ни (площини) визначать чпсткову деформацю. В процеа експлуатаци обладнання мають мкце горизонталью ! вертикальж (осадка) зм1щення, як! виникають внастдок ендогенних та екзогенних лрацеав. В результат нер'/вномрносп цих з.м.'щень виникають нахили, перекоси, перегини, розриви, розломи та ¡нии види деформац1й, що порушують ц!жсн1сть прецизйного обладнання.

Своечасне одержання 1 правильне використання отриманих геодезичними методами результат^ деформацж обладнання пщвищуе його експлуатацм-п якосл, продовжуе безаварйний строк роботи.

Важливим € виб1р модел1 осадочного процесу для прогнозування подальшо! поведжки основи обладнання. Автором отримано таку модель осадочного процесу:

Тут: I - час вщ початку функцюнування обладнання, м'1сяц,1в; а - ¡нтенсивнсть змии величин осадки, 1/м'1с;

- величина найбшьшо! стабтЬовано! осадки, мм; А - ампл1туда затухаючого коливання осадки, мм; со - частота лерюдичних коливань осадки, 1/м1с; ф0 - початкова фаза коливань; Б^) - величина осадки, мм на момент циклу

Промислове обладнання являе собою динамЫну систему i зазнае деформацм не ппьки при монтаж^ але й при експлуатаци вщ зм1нного навантаження i змочування; грунти нершномфно осщають i вщповщно обладнання зазнае неpi в hom'iр них деформаций, яю становлягь загрозу йог о umicHocTi.

Видшення частковоГ деформаци ¡з загально! мае суттеве значения для обчисления елементш рихтовки обладнання для його безперебшноТ та безаваржно! роботи. Наявн1сть значно? загально! деформацм загалом не впливае на експлуатацжн! характеристики обладнання. Найбшьш критичними деформацыми промислового обладнання е частков1 деформацп.

Поршнявши р1вняння прямих (площин), знайдених у рЬний час (у pi3Hi цикли), знайдемо змщення обладнання у лросторг.

- загальне змщення oci (площини) вщносно початкового циклу вим1рювань:

С = Унсер - У ¡.сер ' , (5)

де ун Ср - середня ордината початкового положения обладнання;

yicp - середня ордината в ¡-циюп вим^ряного положения

обладнання,

- кут \(/ - кутовий зсув ¡-то? угворюючо! прямоТ, яка лежить в оджй координатой площк

1 + tgy( •tgyH M

Кут ЧЛ обчислюють вщносно початкового циклу.

Абсолютж вертикапьж деформацм! обчислюють як рЬницю осадок , Mix сумЧжними осадочними марками в одному й тому ж цикл1 вим1рювань:

" ЗД (7)

Якщо абсолютну деформацю вщнести до вщстан! мЬк осадочними марками, то знайдемо 'вщносну деформац1ю: Sht/ Величини цих деформацп необхщно поршнювати з допустимими деформацшми для даного обладнання, зпдно з техшчними вимогами, а полм приймати ршення для рихтовки та юстировки цього обладнання.

В результат! дослщження встановлено, що для промислового обладнання (конвейера ШПЛС, автом'атичних виробничих лжж, направ-ляючих велико! довжини) необхщна точжсть встановлення в проектне положения, характеризуемся величиною допуска 0.1-0.5мм (на взаемне положения обладнання, яке монтуеться одночасно на вщстаж дектька десят-KiQ або сотень метр1в). Для монтажу обладнання з такою точнктю вико-нують спецгальж геодезичж роботи, особливктю яких е використання ви-сокоточних методш i техжчних засобш вим1рювань в геодезм, машино-будуванж i метрологп, яю спецюльно для цього розробляються. У багатьох схемах геодезичних BHMipie для встановлення обладнання викорис-товуються eifloMi методи. Висока точжсть цих методщ досягаеться викорис—

танням високоточних засобш вим!рювання кутю, довжин лЫш, перевищень, яю зменшують вплив рганих систематичних I випадкових похибок.

Особливу увагу необхщно звернути на встановлення обладнання з найменшою похибкою по заданому напрямку, тому при оцн-ау вибрано? методики розмнування повинна бути отримана не тшьки величина оч1кувано1 похибки в положенж точки, але й напряМки, в яких оч1куються м1н1мальна та максимальна похибки.

наведено георетичне моделювання розподшу похибок при монтаж1 промислового прециз1йного обладнання.

Вперше автор розглянув об'емний взаемозв'язний ланцюг обладнання без розривт, тобто у повн1й сукупносп його елеменлв, а ва похибки в розмфах елемент¡в,що складають цей ланцюг, розглядаються як випадковГ Повною характеристикою випадковоТ величини е закон розподшу щшьност! ймов!рностей.

Задача обчиспення розм1рного взаемозв'язку технолоп'чного обладнання зводигься до визначення залежносп'

Х(т) = ^Х^Хг.....Х„) (8)

розМ1ру замикаючого ктыдя Х(т) вщ скпадаючих ктець Х| розм1рного ланцюга. Встановлення залежност! взаемозв'язку сум1жних кшець розм!р-ного ланцюга обладнання, дозволяе встановити модель точносп монтажу обладнання (точжсть геодезично! розмггки, точнкть виготовлення скпадо-вих частин (ктець) обладнання, точж'сть самого монтажу, деформацн, що . виникають у процеа монтажу, точьнсть контрольних геодезичних вимф!в) 1 визначити закон розподшу похибок взаемозв'язку елеменлв обладнання в едишй системк Ця задача виршена за допомогою марювських випадкових процеав. У вщповщносп з цим ймов1рн1сть того, що розм^р замикаючого кшьця Х(т) розм!рного ланцюга опиниться в межах допуска, буде:

Р{хг5|<Х(т)<х,+5г}>0/ (9)

для будь якого 5>0,

б^т, 5г>ггт, де г, - нормован1 коефщкнти вщхилення т при заданому значенж Р.

Повне поле допуску буде таким:

А(х)=5|+5г>(г,+2г)т-ьЯ,,

де X. - систематична похибка.

Це поле допуску складаеться з суми допуска на:

- виготовлення елеменлв обладнання - Дс,

- геодезичн1 розмЫувальн1 та вив1рн1 роботи - Др,

- монтажж роботи - Дт,

- деформаци - Д^

- контрольно-геодезичт вимфи - Дк,.

Вщповщно модель поля допуску матиме вигляд:

А2(х) = А; + А2р+^+А2й+^ (Ю)

У ui допуски входять випадков1 i систематичн! похибки ycix вище перел1чених факторш:

A^+^WSf+A, ,

де Aj - сумарна систематична похибка вщповщно виготовлення, геодезичних розМ|'чувальних робгт, монтажу, деформацм та контрольно-геодезичних sMMipie.

Залежн1сть (10) можна використовувати як для контролю теомет-рично! якосп 3i6paHoro технолопчного обладнання (або окремого його вузла), так i для призначення точносп проведения окремих видт *po6iT.

Величина Х(т) залежить вщ похибок заводського виготовлення елемент1в обладнання - тс, геодезичноТ розмггки i вив!рки - тР, монтажу -md i контрольних геодезичних робгт - mk. Таким чином, М(х) е сукупною по-хибкою i в загальному вигляд! у корельованм систем! для кожного сформо-ваного i стабтЬованого процесу рюняння perpecil (10) буде мати вигляд:

М2(х) = Arn^ +BmJ +Dm[+Err^ + 2гсдгпр + + +2ryncmd + 2rckmcirv+ 2грятрц, + 2rpampmd + 2гр,тд + ' + 2гупд +К +\+К +К + К,

де Гу - коефщ1енти кореляцп Mix факторами i та j, А, В, С, D, Е - коефщ1енти ртняння perpecii.

Для того щоб отримати будь-яке однозначне ршення цього р:вняння, необхщно представити yci похибки через похибку геодезичних розмЫувальних po6iT, для чого необхщно встановити коефщкнти сшввщношень ecix похибок до похибки тР.

Структуру модели описану ршнянням (11) подано на мал.1.

Об'ект монтажу (технолопчне обладнання) характеризують таю параметри (фактори):

BxiflHi фактори - mc, тР, тт, md, т^; вих!дт фактори - М(х).

Необхщно враховувати, щоб сукулна похибка М(х) процесу Х(т) була в межах допуска Д(х), тобто

ГЛ;<М(х)<Д(х).' (12)

Пщ час монтажу похибки гт^ набувають дискретних значень в штервал1 [-М, М], i величины зб1рних елементт Х(т), залежж вщ похибок, приймають лише дискретн) значения. Ця умова вщповщае ланцюгу . Маркова з кЫцевим числом пунктш. Число пунктш залежить Bifl виду i розм1щення обладнання. Для того, щоб знайти розподт ймов1рностей похибок, складемо диференцшы р!вняння Колмогорова-Чепмена за мнемонжним правилом:

dP, ^ _ (¡ = "12.....к)

(13)

?, 0 = 12.....к) ^ .

— =Уан(х)Р,(х) £р., =1, dx tT ,J ' (j = 12.....к)' 7^1 J

Мал i. МоОель динам1ки формування точносп монтажу промисло&ого облайнання.

Мал. 2. Об'емна система.

льнии емтричний розпоо»л монтажних

«10хилень

ал 3 Функцм* i сцгльтсгь розпод^у похибск об'смног системи

Мал А Ьмшричний pos пол'.л монгажних в<л*идень обмднання по осям X, У

де а;: - ймов1рн1сть (¡нтенсивн1сть зм1ни похибки) переходу ¡з пункту 1 пункт j (1 /мм);

к - кшьмсть пункпв.

В результат! ркиення цих р1внянь знайдемо функщю розподту эхибок замикаючого (або будь якого) кшьця, розм1рного взаемозв'язку зладнання.

Доведено, що випадкова величина X у загальному вигляд1 мае сспоненцгальний розподт з параметром сц-. Таким чином, функцт эзподту похибок т, що не перевищуе граничну величину похибки М(х) 2), матиме вигляд:

1-£ еЧа«»>" д,я х = о ¡•1

О для х < 0 О4)

Р(х) = р[гп < М(х) < А(х)] = '

де п - показник ступеня розподту.

Вираз (14) являе собою загальне ршення рюнянь (13). Щтьжсть лов!рност|" випадково? величини (14) е перша похщна вщ функцп эзподту:

Р(х)=р'[т<М(х)<Д(х)]=Р(х) . (15)

Необхщно зазначити, що експоненцгальний розподт мае таку особ-1В1сть, як вщсутн!сть п|слядп, тобто визначаеться властивютю Маркова.

Змщення в план1 може бути в чотирьох напрямках ¡2 ступен1 юбоди) К=4; при передач) висот змщення може бути у двох напрямках (1 ушнь свободи) К=2; при розгляд1 об'емно! системи-^поданоТ на мал.2) ищення будь-яко! точки обладнання може бути у шести напрямках (3 упен1 свободи) К=8.

Мок штенсивнктю виходу похибки т за меж|" допуску Д(Х) (або аничну похибку М(Х)) \ середньою похибкою ¡снуе залежжсть: __1_

а9~т кУ (Т/мм), (16)

"Уср

де к^ - коефщент подовження дуги ¡¡, що залежить вщ зовншньоТ эрми обладнання, к=1 для розрахунш взаемозв'язку лш^ного зладнання.

Вперше автором одержан! модел1 розподту похибок, розмфних аемозв'язюв при монтаж!- просторового обладнання, монтаж! зладнання на площин1 та монтаж! лМйного обладнання.

Функцм розподту 1 щшьмсть ймов!рносп для монтажу просторового зладнання (14,15) при к=8 мають вигляд (мал.2):

(17)

FH = exp{-(ax + ay + a2)m}, F, = exp{-<ax + a>}-PH, F2 = exp{-(ay + a>)- PH,

F3 = exp{-a2m} - exp{-(ax + аг )n} - exp[-(ay +a2)m} + P„, F4 = exp{-(ax + av)m] - PH,

F6 = exp{-axm) - exp{-(ax + av)m] -exp^a^ +a>) + Ри, F6 = exp{-avrn} - exp{-(ax + ay)m) - exp{-{ay + a>} + Ри, FK = 1 - exp{-axm} - exp{-aym] - expj-a/i} + exp[-(ax.+ ay )m] н + exp{-(a)[ + аг)ш} + exp{-(ay + az>n}-exp[-{ax + ay + az)m},

=axe^+aye^ +аге^-(a, -

-{a, ~(ay +az>^>"+(ar +ay + a,>4wa>

Загальний вигляд цих розподшш наведено на мал.З. Математичне очпсування буде:

Kffl)=1/4 +1/сХу -Н/а, ~1/(а, Щ)-1/ Ц+aJ-l/(о^ 8)

Дисперая буде:

DQn) = 2

1 1

а2х + а2у + а? (ссх + а,)2 (а, +ах)2

1

1

-[ми]5

(1?)

Асиметрш i ексцес розпод'шу не залежать вщ ¡нтенсивносп зммення похибок a i приймають постжн|" значения: А(т)=1.й1, Е(т)=7.08.

Функщя розродту (14) i щ^ьжсть ймов!рносп розм!рних зв'язкщ при монтаж! обладнання на площин'1 мають вигляд:

FH =ехрЦах +ау)т],

F, = ехр{-ахт} - ехр{-(ах +■ ау>п},

F2 = ехр{-аут} - ехр[-(ах + ау>п},

Fk = 1 - ехр{-ахт} - ехр{-аут} + ехр|-(ад + <*>},

Km) = ах ехр{-ахт} + а, ехр{-аут} -(a, +av)exp{-(ax +ау)т}.

1

1

Математичне очкування, дисперая, асиметр(я та ексцес матимуть

вигляд:

Кт) = 1/ах +1/(Ху - 1/(ах +ау),

D(m) = S

ах+а' (ах +а )2

_1 -1 ау

ау (ах +ау)_,

(21)

А(т)=1.46; Е(т)=6.48.

Функцш розподту (14) i щтьнють ймовфносп розм1рних зв'язюв при монтаж! лМйного обладнання мають вигляд:

FH = exp{-ccin}l Fk = 1 - е х р {- а га }, Р(ш) = а л е х р {- а и } ,

(22)

будуть:

Математичне оч!кування, дисперая, асиметрт та ексцес при цьому

M(m)= 1 /а; D(m)=l/a2; А(т)=2; Е(т)=9.

Задавши значения дов1рчо! ймовфносп i поставивши и в формули (17), (20) або (22), знайдемо найбшьшу похибку m при монтаж1 обладнання, яка буде задовольняти вимогу (12). За допомогою niei похибки обчислюють необхщну точнгсть геодезичних вим^рювань для цих видт обладнання.

У третьому розд»л! проведено аналЬ монтажних вщхилень обладнання вщ його геометричного положения з виявленням домшуючого фактора. Для проведения цього анал1зу розроблено алгоритми обчислення функци щГпьностч ймов|рност! i багатофакторного регреайного анаш'зу вим|'ряних монтажних вщхилень.

Вщповщно до визначення функци щтьносп ймов1рносп, функцЫ Р(т) е такою, ¡нтеграл вщ якоТ дортнюе функци розпод'|лу:

)0(t-T)p(T)dT = F(t) (23)

Загалом, зпдно з теоремою Гливенко, емпфична функц1я розподту

= 1"О ,24)

;=1

при достатньо великих п якомога ближче наближаеться до F(t) з ймов!рн1стю, близькою до одиниц1. У вира'зах (23), ¡24) 9(t) - функфя одиничного скачка (функцЫ Хевкайда):

1

1

1

lO при t < О ^ = ll при t)0

Емп1ричн! розподши вщхипень точок на, приклад! конвейера ШПЛС по осям X та У наведено на мал.4. Спшьний розподш в!дхилень наведенс на мал.5.

Характеристики емтричного розподту вимфяних вщхипень:

по oci X по oci У

середне арифметичне M0(x)=-0.l2, М0(у)=0.08,

СКВ ст(х)=1.91, о(у)=2.05,

асиметрю А|х)-+0.37, А(у)=+0.05,

ексцес Е(х)=3.23. Е(у)=3.58.

Ексцес розподМв бшьший вщтрьох, тобто розподши не т'длягають нормальному закону i макэть бшьш TicHe гру'пування навколо МО.

Характеристики емтричного розподту абсолютних в!дхилень точок:

ПО OClX по oci У

середне арифметичне МОа(х)=1.45, МОа(у)=1.53,

" СКВ. <та(х)-1.25, ста{у)-1.36,

асимегри Аа(х)=0.95, Аа(у)-1.16,

ексцес Еа(х)=3.50. Еа(у)-4.05.

Характеристики спшьного емтричного розподту абсолютних в'щхилень точок обладнання:

середне арифметичне МО^=2.83, СКВ сга-2.17,

асиметри АаН .25,

ексцес Еа=4.65.

Характристики сп'шьного теоретичного розподшення (ТЗ), (14): математичне оч!кування МО(т)=2.85, стандартне вщхилення o(m)=2.12, теоретична асиметр1я А(т)=1.46, теоретичний ексцес Е(т)=6.48.

3 цього можна зробити там висновки:

- розподши знаходяться в ¡нтерйал! [О,ад];

- емтричИ характеристики розподшу вщпов!дають теоретичним характеристикам розподМв.

3 цього виходить, що Bci розрахунки щодо точност! проведения геодезичних розммувальних po6iT i точносп контрольно-геодезичних BHMipie геометричних параметра обладнання, на приклад1 конвейера ШПЛС, можна проводити, спираю.чись на теоретичш розподши (17), (20),

(22). Таким же чином можна розраховувати точн!сть виготовлення технолопчного обпаднання 1" точж'сть монтажу.

Наприклад, на конвейер! ШПЛС вим1ряж параметри, ям наведен! в матриц! (25), а в корелящйнм- матриц) (26) наведен! коефвденти кореляци м!ж цими параметрами.

Вим^яж параметри в квадратичнШ форм! наведено у матриц!

М2(х) 2 т и 2 т р 2 т м 2 т а т2 т к

0.22 0.01 0.02 0.12 0.05 0.02

1.85 0.01 0.04 0.51 0.13 0.04

5.92 0.06 0.07 1.72 0.18 0.06

6.30 0.09 0.07 1.03 0.27 0.06

3.85 0.09 0.07 1.27 0.18 0.06

4.66 0.10 0.08 1.57 0.25 0.06

3.28 0.08 0.08 1.94 0.13 0.06

4.98 0.09 0.13 2.13 0.27 0.10

7.60 0.14 0.14 2.30 0.36 0.11

8.80 0.18 0.21 2.26 0.51 0.17

7.96 0.17 0.30 2.19 0.25 0.24

3.97 0.16 0.39 1.73 0.16 0.31

5.08 0.19 0.44 1.97 0.22 0.35

5.53 0.01 0.77 1.98 0.23 0.62

5.87 0.01 0.89 2.18 0.24 0.71

6.62 0.07 1.15 2.25 0.24 0.92

2.34 0.11 1.28 1.02 0.21 1.02

4.05 0.17 1.35 1.24 0.04 1.08

2.59 0.16 0.82 0.25 0.04 0.66

1.40 0.20 0.80 0.38 0.04 0.64

И

мм

глс тр

тк

Кореляц1йна матриця цих лараметр!в мае вигляд:

М(х) + 1.00

1 'С +0.22 +1.00

-0.59

+0.14 + 1.00

тк

+0.83 +0.83 -0.09

+0.09 +0.10 +0.14

-0.04 -0.26 + 1.00

+ 1.00 +0.73 -0.04

+ 1.00 -0.26

+ 1.00

И

У кожному розлод'|л'| присутн! п'ять мод, як'| вщповщають похибкам (11), або допускам (10). 3 кореляфйно? матриц! (26) видно кореляцШн! зв'язки мЬк окремими модами. 3 матриц видно, що коефщ|'ент кореляцм м1ж геодезичними розм1чувальними роботами I контрольно-геодезичними

BHMipaMH Грц-l, Mix другими параметрами зв'язки незначн|' i ix можнс вважати незалежними еипадковими величинами.

3 матриц«' вим1ряних величин (25) видно, що домЫуючим фактором ) змонтованому обладнанн1 с монтажж в'щхилення, noTiM деформаци, пот похибки розм!чувальних po6iT, пот1м похибки виготовлення обладнання найменам - похибки контрольно-геодезичних BHMipie. За ступенем вплив> на кмцевий результат М(х) найбтьший вопив мають деформацм (27), пот* похибки виготовлення, потсм похибки монтажу, i найменший вплив мають похибки розм^чувальних робгт, а похибки контрольно-геодезичних BHMi'pm, KOTpi виключеш з цього рщняння, мають вплив на величину М(х) в 1,25 раза менше, н1ж похибки розмиувальних робгг.

У четвертому розд8л! зроблено сизначення допустимих похибок геодезичних розммувальних ро&т з урахуванням теоретично! модел'| розподту.

В результат обробки великого ряду вимфяних вщхилень точок для р1зних видю обладнання автором одержан! коефщкнти ^¡вняння (11), причому враховуючи дан1 кореляцйноТ матриц! (26) yd фактори (аргументи) Mix собою дуже слабко корельован!, тому Тх практично можна розглядати як НВВ, i р!вняНня (20) значно спроститься:

М2(х) = +4.27 б 9т2 + 0.157т2 + -1465т2 + 9.5055т2, (27)

Це р|вняння perpeciT являе собою модель точносп змонтованого технолопчного обладнання конвейера ШПЛС в залежносп Bifl похибок виготовлення, розбивки, монтажу i деформацж.

Коефвденти при факторах вказують на вплив кожного фактора на результативний при ix зМЖ1 на одиницю. Приймемо коефадент при тр за одиницю, знайдемо умовж коефщенти bcix ¡нших похибок вщносно тр:

т* = 27.20т2; т2 = 60.53^, т2 = 9.33т2; т2 = т2 /125 . (28)

3 урахуванням цих значень р'тняння (27) набуде вигляд:

М(х)=98.057м;, (29)

звщки найбтьша похибка геодезичних розМ1чувальних po6iT

тр=М(х)/9.9024/ (30)

яка не перевищить величини допуску Др. Отже, буде збережена HepiBHicTb (12), i таким чином буде справедливо ртняння:

Др=Д{Х)/9.9. (31)

В результат теоретичних i практичних досл!джень автором одержат формули для обчислення похибок геодезичних вимфювань довжин, кулв, перевищень для проведения розмЫувальних po6iT,

- для обладнання, розташованого у npocropi:

__mp-G niG m.

И' 17.15(Zl + Z,)d' 17.15(Zt + Z„)dS' ^ = 17.15(ZL + Z^d' 11

G = -Ja2nx + b2ny + c2nz)

- для монтажу обладнання, розташованного на площинк

тЭ шрв г~у :

- для монтажу лМйно зв'язаного обладнання:

"нЯ" тРлА\

17.15(^4-^)'^ ШБ^+И^' ^ 17.15^+7,,) (34)

- для попереднього обчислення точносп геодезичних вим1рювань з летою розм!чування та контролю кривол^йних машин (обладнання):

гпй трв тв

т$ ~ (г, + 72)17.151'тр ~ (г3+г4)17.1а_Б' = (г6 н-^уша. (35)

тут

V ¡=1

У формулах ( 32-^35)

пх - кшьюсть секцШ обладнання по довжиж; пу - кшьюсть секц|й обладнання по шириж; п2 - кшьюсть секцШ обладнання по висол;

Ъ^, 7-ъ - коефщ1енти ¡нтервал1в при прийнятж дов1рчш ¡мов(рност1 Р; т - найбтыиа ймов!рна допустима похибка при прийнятж дов1рч1й 1мов1рносп Р визначаеться за формулами (17,20,22);

с1 - довжина дгагонал1 елемента монтажного обладнання;

а - довжина елемента обладнання ;

Ь - ширина елемента обладнання;

с - висота елемента обладнання;

I - довжина замикаючоТ обладнання;

Б - довжина л ¡ни вщ ¡нструменту до розм1чуваемо? точки;

р-206265".

Висновки

Основж науков1 1 практичж результати виконаних досхиджень таю:

1. Встановлено, що при геодезичному забезпеченж монтажу та онтролю обладнання його необхщно розглядати як едину систему без юзриву розм1рного взаемозв'язку.

2. Вперше одержан! модел1 розподту монтажних вщхилень обладания, параметром якого е похибка т, що не перевищуе допуску Д(х) "обто т<;М(х)<Д(х)) для просгорового розташування обладнання, розташу-ання обладнання на площиж, розташування лЫйного обладнання.

3. Одержано ртняння регреси сукупно? похибки монтажу М(х) в ко-ельованш систем! для сформованого 1 стаб^зованого процесу у прос-ор1 п'яти параметра - тс, тР, тт, т^, т^, в яке входять похибки виготов-ення елементш обладнання, похибки геодезичних розмнувальних роб1т, охибки монтажу, деформаци, похибки контрольних геодезичних вим1рш.

4. Одержано регреайне ршняння у простор! чотирьох параметра реального поля допуску на монтаж обладнання ! виведено формул' обчислення допуску на контроль^ геодезичж вим1рювання. Це дозволя при виконанн! контрольних вим|'р1в з таким допуском проконтролювати вс параметри згёраного обладнання.

5. Розроблено методику I алгоритм обчислення емпфично щтьносп ймов^носп вимфяних монтажних вщхилень. По знайденид розподтам встановлено:

- жодне з розподшш не вщповщае нормальному (ексцес бшьший 3);

- монтажн1 вщхилення мають п'ять мод:

- найбшьша мода вщповщае деформац1ям, дал! (вщповщно дс зменшення впливу на результуючу похибку М(х)) - точысть виготовлення полм точ^сть монтажу, полм точжсть геодезично! вив1рки. Найбшьшс точнкть вщповщае геодезичним контрольним вим1рюванням, осюлькк найбтьший вплив мають деформацм, то особливу увагу необхщнс придшяти удосконаленню технолопчних процеав монтажу обладнання;

емшричж розподши абсолютних вщхипень при монтаж обладнання вщповщають виведеним моделям теоретичних розподЫв, щс дозволяе проводити попередж розрахунки точносп вив'|рки 1 контрольно-геодезичних роб1т по теоретичних моделях;

6. За допомогою регреайно! модел1 системи допустимих похибо» вперше визначено кое'фщ|'енти впливу кожного фактора - тс, тР, тт, т т^ на результативну похибку М(х), знайдено залежжсть похибки тР в^ найбтьшоТ (результативно?) похибки М(х) в положенж обладнання, що да« змогу обчислювати точжсть детальних геодезичних розмшувальних роба 1 контрольно-геодезичних вимфювань для промислового обладнання.

7. Виведено формули для розрахунюв точности проведения детальних геодезичних розм1чувальних роб1т (вим1рювання кутш, довжин л!н1й, перевищень) для обладнання (конвейера шл1фування та пол1рування листового скла, машин неперервного лиття заготток).

Основж положения роботи знайшли воображения в таких публ1кац!ях автора:

1. Гладилин В.Н. Расчет точности геодезических построений на монтажном горизонте методами марковских случайных процессов. -К.:Буд1вельник, 1985. Вып.28. - с.25-29.

2. Гладилин В.Н. Точность построения пространственной геодезической сети. - К.:Буд1вельник, 1987. Вып.30. - с.18-19.

3. Гладилин В.Н. Выбор модели осадочного процесса// Геодезия и картография. - 1989 - №1. - с. 14-15.

4. Гладилин В.Н. Розбивка сооружений на плоскости, имеющих форму окружности и эллипса. - ЮБудшельник. - 1993. Вып.36. - с.51-58.

5. Гладилин В.Н., Коваленко А.Н. Моделирование процессов осадки резервуаров большой емкости. //Нефтяная и газовая промышленность. 1986. - №4. с.46-48.

6. Крумелис В.А., Гладилин В.Н. Расчет точности геодезических шерений. в строительстве/Деодезия и картография. - 1987. - N92. -14-18.

7. Самко И.Т., Гладилин В.Н. Обобщение опыта проектирования эксплуатации строительных сеток на строящихся сахарных

зводах//Сахарная промышленность. - 1984. - Ыэ11. - с.51-52.

Gladilin V.N. - Setting of- proper rates of the geodetic measurement: optimum precision when mounting, adjusting and operating the industrie equipment.

Doctor of Engineering Dissertation Geodesy (05.24.01)

Kiev State Technical University of Construction and Architecture, Kie>

1995.

It is being supported the thesis stated in 7 scientific works of a ne> approach to the setting of proper rates of the geodetic measurement: optimum precision when mounting, adjusting and operating the moder industrial equipment for increasing of its performance.

Гладилин В.Н. Нормирование оптимальной точности геодезически измерений при установке, выверке и эксплуатации промышленной оборудования (рукопись).

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технически наук по специальности 05.24.01 - геодезия, Киевский государственны технический университет строительства и архитектуры, Киев, 1995.

Защищаются изложенные в 7 научных работах решения актуально задачи нормирования оптимальной точности геодезических измерений пр установке, выверке и эксплуатации современного промышленной оборудования для повышения его эксплуатационных качеств.

Ключов! слова:

промислове обладнания, допустим! похибки, T04Hicrç> BHMipis.