автореферат диссертации по геодезии, 05.24.01, диссертация на тему:Разработка теории и методов геодезического обеспечения эксплуатации крупногабаритных промышленных агрегатов

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ГЕОДЕЗИИ, АЭРОЕОТОСШКИ IÍ КАРТОГРАФИИ

m правая рукописи АСТАШЕШЮВ ГЕННАДИЯ ГРИГОРЬЕВИЧ

уда 020. 482-

РАЗРАБОТКА ТЕОРШ И ЦЗТОДОЗ ГЕОДЕКШЗШГО ' 'ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ КРУЩОГЛВАКШШ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Специальность 05.24. Oi-Гоодэвил

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соисканио учёной отепвни доктора технических наук

Москва, 1991

Тпоота выполнена и 'Новосибирском ордена Трудового Красного Онамэш! шипонерио-отроителыюм институте км. В. В. КуМьшова.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Е.Б.КДШШ доктор технических наук, профессор М. И. ЛОБОВ доктор технических наук, профессор В.К.ПАНКШ1Ш

Годлцая организация - ШИШ0ШМ(ЖЦ<ЯР0Й (г.Москве)

Вахта диссертации состоится " ■j'^'A 1092 г. в 10 часов на васедании специалиеированного совета Д 063.01.01 при Мэсковском ордена Ленина институте инжэ-неров геодезии, аэрофотосъемки и картографии по адресу: 103064, Иооква, К-64, Гороховский пер. , 4, МИИГАиК, (ауд. 821).

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИГАиК.

" (> " I Itiljy,

Автореферат рагоояан " k " _I ШЦП1&* 1092 г.

УчЭиый секретарь специализированного совета

—у

e "¿TV ^__' А"Г"Чибуничев

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. В речении ответственных и сложных проблей аввтоия народного хозяйства существенную роль играет надежная абота промышленного оборудования, которая обеспечивается как ка-зствэшшм монтаяем, так и системой профилактики и методов ремон-1 оборудования при эксплуатации. Нарушите конструкций агрега-эп, несоблюдение требований к взаимному пространственному элолаэнию отдельных их элементов вызывают отрицательные последс-вия вплоть до частичных или полных отказов оборудования. Уста-эвдено, что причиной значительной части отказов является наруше-ке требований к взаимному пространственному расположения опорных злов агрегатов и около трети отказов происходит из-за несоот-зтствия геометрических параметров оборудования их нормативным качениям. Особенно опаски полные отказы, т. к. они могут быть яезапными, что создает угрову кизни обслуживающего персонала, вляэтся одной из причин экологических катастроф, влечет Сольсой атериальный ущерб и значительны? затраты на ремонт и восстанов-эние. О целью профилактического предупрезкдения нарушений в рабо-з агрегатов, поЕьсаения и сохранения их надобности необходимо задание научно обоснованных программ исследований, математичес-эго обеспечения к ним, npone^-!"-^ o62fpi:ux натурных наблюдений о ^пользованием технических средств измерений, количественных ха-актеристик расположения otestcteshíiux уз лаз, их пространственных эремещений. и деформаций. Органнаозшга система планово - прэдуп-эдит ель наго ремонта, в тоторуи сргаштчзской частью входит под-нотема геодевических измерений, прэдн^эначэкная для периоднчэс-эй технической дшгностшш спстопина сгрэгатов в геоштричэскои зпекте и для получения исходных , используемых в рихто-

эчных и ремонтных мероприятиях. ГТрз огом подразнивается топи-эская диагностика геометрии-крупкогсОаритиых агрегатов, т.е. аг-1 эгатов,габариты которых превышают несколько метров и достигаю? аких размеров, которые исключают BCSttosaocTb применения других этодов контроля, кроме геодезических. Однако эффективность гео-гзкческого контроля геоиэтричесгах параметров агрегатов скижаят-í. из-за отсутствия научно обоснованной методики производства нэ-грений в условиях действующего цеха, из-за необходимое?:! эекращения производственного процесса на время наблюдения, а иетэ вследствие выполнения, в большинстве случаев, измэрени? тэ-;i ra методами, что при монтага оборудования, без учЗта специфики ространственного располомэния опорных узлов работающее arpera-

тов. Это отрицательно сказывается на оперативности и объективное ти технического диагностирования агрегатов, снижает их фагегичас. кую производительность, Учитьшая диапазон и б начет использования крупногабаритных проыыхчешшх агрегатов з народнс хозяйство, совершенствование и дальнейшее развитие их геодесиче! кого обеспечения при эксплуатации слидует отнести к актуальн; теме геодезической науки.

Формулировка проблем. Техническое диагностирование в ге метрическом аспекте и совершенствование системы профилактики • рихтовки действующих крупногабаритных промышленных агрегатов.

Цель'диссертации. Разработка теории и методов объективног оперативного и своевременного геодезического контроля геометр чаоких параметров крупногабаритных промышленных агрегатов в раб чем режиме и подготовки по результатам измерений•параметров оптимальной рихтовки.

Для достижений поставленной цели разработана единая теореч ческая концепция геодезического обеспечения эксплуатации круги габаритных промышленных агрегатов и создан механизм реализш згой концепции, включающее: установление обедос " закономерное связи мегвду геодезически определённым пространственным положен опорных-узлов агрегатов, их перемещениями и деформациями за вр рабочего цикла, с одной стороны, и основными геометрическим прочностными параметрами агрегата, с другой стороны ; разраОо «¡тематической модели, адокватно отражающей процесс пэрешцеии дефзрмаций объекта иссладораний; аналм модели и обоснование, ходя из этого анализа, состава геодезических и?морений для ши lloro контрога агрегатов в рабочем рокимэ; разработку аф&жти! ¡¿отодики производства измерений в рабочем рэкиме оборудован', удобного ц£я непосредственного практического иопольооезниг е. ритма обработки их результатов; разработку Ш". д-сп оптю-иа; (в смысле обоснования ксличосгвеюшх л качественных критьр! технологии рихтовки аггэгатов по результатом гсод.>в:<аде;сдх и рений,

Cteyony исолодпванкй составили сзсро^экииэ лолоье^чц г«зод Hooiaí» науки и практики преигяиокицх геодсзичооккх каюрыш «юрка и изтоди ьатвматичэекс-Д обработка геодззкчгских ис.ор и 1п1тэрпрэ?ации их рваулЬгокю, штодн сп>оигч.£ькой шхаь.а. Gosoxstrf: и понятил теории надЛгясотч и ur.m-scaviccraa

Тсоротяуоокис коолзапьтин nco'oi;opu;;i,.j i-. ■_.<>.

r:v опредздсиного гоодезиизскши is^ocrpcia utc," ...

- о -

?чэш:л центров опорных сечений узлов от силового взаимодействия в системе "игрегат-фундаменти-основание"; изучение перемещений и ееформзциЛ элементов опорных углов агрегатов при действии из ни кргтковременных переменных нагрузок, восникаюцих вследствие работы агрегатов с искр и плен ними осями; анализ влияния форм! злокс::-топ опорных узлов агрегатов на измеряемые геодезически;»;! кето,уа;,'Н перемещения и деформации; исследование точности определения гео-нетрическнх параметров по разработанной б диссертации методике производства геодезических измерения в рабочем ре.-етме оборудования; ' анализ принципов оптимизации технологии рихтовки агрегатоа по результатам геодезических измерений.

Экспериментальные исследования состояли из: натурных измерений перемещений и деформаций опорных узлов агрегатов в рабочем режима оборудования; определение влияния вогмупдюалх факторов (конвекции воздушных потоков, вибрации) на точность геодезических измерения при их выполнении вблизи действующих агрегатов; производственного апробирования разработанной методики определения гео-кзтрических параметров крупногабаритных агрегатов в рабочем рэ-;киме.

Научная новизна и значимость. диссертации заключается в расширении тематики и области применения прикладной геодезии ва счет использования принципа репения обратных задач математической физик» при разработке методики определения геометрических пара-

С1 |

мэтров крупногаоаритных промышленных атрегбв без прекрап^ния технологического процесса, в разработке нового класса математических моделей системы "агрегат-фундаменты-сснование" и создания предпосылок подъёма инженерно-геодезических раоот на новый уровень вследствие появления возможности более глубокого и объективного изучения сущности физических процессов перемещения и . деформаций инженерных объектов, подвергающихся кратковременным переменным нагрузкам.

Практическая ценность. Исследования выполнены в рамках отраслевых программ: .темы 05.25 ГУГК "Разработка технологий по ведению геодевических измерений при монтаж и эксплуатации некоторых видов технологического оборудования", "Программы метрологического обеспечения производства 'монтажных и специальных строительных работ и промышленной продукции в системе Минмонтажс-пецстрой на 1931-1990 г. " и целевой программы 2.01.07 Министерства промышленности строительных материалов, предусмзтривазсщэй "разработать методы поЕкаения надёжности и долговечности основно-

го и вспомогательного оборудования, ооганизации ремонтного обслуживания оборудования" и её основным заданием 0. 3 "Разработать : внедрить систему приборов для диагностики технического состояни цементного оборудования'^ и доведены до уровня практической реали еации. Созданы предпосылки для широкого ведения технологическог процесса геодезического контроля геометрических параметров в ра бочем режиме агрегатов с надлежащей точностью. На основе исследо ваний автором разработан нормативный документ - "Руководство п геодезическому обеспечению монтажа и эксплуатации технологическс го оборудования цементной промышленносаи", М., Недра , 1983 ( П. л.). фактическая целесообразность разработок подтверждена а* тами внедрения в промышленности строительных материалов ( Чернс реческий цементный вавод",' г. Искитим, завод "Керамзит", г. Новс сибирск), в чёрной металлургии (Челябинский металлургическ; комбинат), в цветной металлургии (Новосибирский электродный bi вод), в бумажно-целлюлозной промышленности (Селенгинский целш лозно-картонный комбинат) с экономическим эффектом одноразово: контроля 146. 4 тыс. руб. Разработанные при участии автора фото рамметрические способы измерений перемещений фундаментов крупн габаритных промышленных агрегатов вошли в нормативный документ "Руководство по наблюдениям за осадками и смещениями инженеры сооружений фотограмметрическими методами", М., Недра, 1979, с.1 (8 20 и 21 ). Ряд полояеяий внедрен в учебный процесс геодезич ких вузов путём включения в учебники в нашей стране ( учебник i студентов вузов , обучающихся по специальности "Прикладная reo; вия": Г. П. Лэвчук, В.Е.Нзвак, К. R. Лебедев. Прикладная геодев! Геодезические работы при изысканиях и строительстве инженер} сооружений. М., Недра, 1983, с. 1Б1 -153) и за рубежом (учеб1 для студентов высшей шкохы геодеаии и картографии и студен1: секции геодезии и картографии Технического университета Дрезде: Henneke, F., Warner, Н. I гщеп i eurgecdäs i е. 1 Auflage, VEB Ver fur Bauwesen, Berlin, 1962, S. 669). Результаты исследований : пользуются в учебной программе Всесоюзного института повыше квалификации руководящих работников и специалистов №шистерс промышленности строительных материалов СССР, включены в учеб программу студентов НИСИ, изучающих раздел "Инженерная геодезк . Апробация работа Работа в полном объёме докладывалась и вучила принципиальное одобрение на расширенных заседаниях кафе ?еодс8йи Киевского инженерно-строительного института и кафз Родезии Ростовского инженерно-строительного института. Соде{

шю диссертации налагалось такке б 1975-1931 г. на'научно-технических конференциях и семинарах Ш£ГАиК, ШК^ЛиК, НИСИ, ЛИСИ, ГИ-СИ, ЛГИ, НИИПГ, Е!.{ИИмонтажапецстроя, в трест« "Сашцемремонт", на Всесоюзных совещаниях по проблемам прикладной геодезии в 1978 г. (Новосибирск), в 1964 г. (Москва), ь 1986, 1989 г. (Новосибирск), на Всесоюзных съездах ВАГО в 1986 г. (Ленинград) и в 1990 г. (Новосибирск), на peí иональной конференции "Гуманизм и НТГГ' (Новосибирск) , на семинарах геодезистов при областных домах науки и техники в Киеве и Новосибирске, на иеддународной конференции геодезистов-в Дрездене (1977 г.), на научно-технических конференциях Технического университета Дрездена и строительного института Веймара (1972 г.).

Публикация. Основное содержание диссертации отражено в 22 работах, из которых I ыоаографил, I нормативный документ, I авторское свидетельство, 9 работ опубликованы в соавторстве).

Структура и объем работы. Содержание диссертации изложено в 4-х главах на 210 страницах машинописного текста и иллюстрируется ' 35 рисуккшлн и томом приложений на 171 странице. Список литература включает 129 наименований (30 - на иностранных языках).

Во введении обоснована актуальность темы. В первой главе до;алана несостоятельность стремлений продиагнсстпровать крупногабаритное технологическое оборудование с геометрической точки грения лишь путем определения пространственного полегания опорных узлов. Установлена необходимость разделения характеристик слоино-го Типического процесса перемещений и деформаций на простые составляющие для выяснения источников и первопричин перемещений и

.деформаций. Исследования второй_глпвы показали необходимость

формирования единой теоретической концепции организации геодезического контроля агрегатов, позволили разработать математическую ».¡одель объекта исследований и теоретически обосновать состав геодезических измерений. Е результате теоретических и экспериментальных исследований, отраженных в третьей главе , установлены характер перемещений и деформаций опорных элементов, точность визирование при производстве измерений вблизи работающих агрегатсп,

В . __главе ,, как логическое следствие предцдуи;« глаз,

сфорнулировзнц основные пришдапи и разработаны мотоди проиаюдс-тва геодезических и.п«рений и рабочем раотне оборудоЕ: чпл, нэто-д-таа оОработкк, интерпретации результатов игезрмшл ц исяоазова-киз геодезических данных дг,-» оптш<иг>ицни те::ио,погич о';слуп!ащ;:п(

- е -

ремонта и рихтовки агрегатов. Заключение подавив..«®®1 работы.

На защиту выносятся: •

- концепция необходимости разработки геодезического обеспечения эксплуатации крупногабаритных промышленных агрегатов о позиций решения1 обратных задач математической физики - определение недоступных непосредственному контролю геометрических характеристик состояния-инженерного объекта по результатам многократных геодезических измерений в рабочем режимеj

- математическая модель, отражающая во времени рабочего цикла связь1 между- геодезически- • определяемыми изменениями пространственного"положения опорных узлов и - оценками искривления осей агрегатов,- получаемых: в результате решения задачи интерпретации, к которой редуцируется обратная вадача математической физики',

- теоретическое обоснование»состава геодезических измэрений для технического i диагностированиям геометрическом аспекте действующих агрегатов*-"

- технодогиЯ"'1многократных^геодезических иамеренийв рабочем реииме ш* наиболее* информативная'в геометрическом- аспекте часть технологии ■ эксплуатации'-агрегатов,* .

- методика-опрэделения.:по' геодезическим ■ данный параметров оптимальной гехнологии 'ртатовки агрегатов.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

. Анализ 'состояния-; вопрооа... К настоящему времени накоплен большой опытгеодееических работ 'при--монтажа оборудования. Теория II методика'-производства'специальных геодезических работ, служащих базой дальнейшего прогресса® геодезическом обеспечении рр в личных отраслей народного хозяйства, развиты в трудах крупнейших ученых И руководимых ими коллективах. Существенна роль ЩИГАиК, внесли ваметный вклад НИИГАиИ, КИСЧ, ЛПИ, хорошо известны достижения научно* исследовательских '-институтов и предприятий ЦНИИГАиК, НШГ, В1Ю " Инжгеодеаия" , рада специализированных отделов и лабораторий отраслевых' НИШ' ■ Отмечая-больше успехи в геодезическом обеспечении монтажа промышленных агрегатов, следует подчеркнуть, чп в геодезическом обеспечении эксплуатации оборудования имеется ря; важных проблем,1- ■ требующих скорейшего решения. Глазная из них оп ределяется тем/- что не обеспечивается объективность техническог диг-ностиризания'-агрегатоп, т. к. в подав ляюидм большинстве сл^а

ев методика геодевических работ при монталэ механичес!« переносится в условия эксплуатации. Очевидно, что при монтаже имеется возможность объективной оценки положения отдельных элементов, т. к. проверяется их последовательная установка при отсутствии взаимного силового воздействия. При эксплуатации же контролируется агрегат, все элементы которого взаимосвязаны, находятся под воздействием постоянно действующих знакопеременных нагрузок и, вследствие этого, в разных положениях агрегата, в различные моменты рабочего цикла, имеет и разное пространственное положениэ опорных уэлов, что и наблюдается геодезическими методами и вызывает трудности в интерпретации результатов измерений и принятии решений по ремонту и рихтовке. Для объективного анализа нужно било бы остановить технологический процесс, устранить силовые взаимосвязи посредством разборки агрегата и проконтролировать его отдельные элементы, что применительно к выверке действующего крупногабаритного оборудования нереально. Поскольку выполнение геодезических измерений по методике, .применяемой при монтажа, предполагает предварительную остановку оборудования и выделение специального времени на производство измерений, а это может быть лишь при плановой или внеплановой остановке, то снижается оперативность геодезического контроля, возникают простои агрегатов и, естественно, снижение их фактической производительности. Такуз ситуацию никак нельзя назвать удовлетворительной. Нужен принципиально новый подход к организации геодезического контроля промышленных агрегатоь в рабочем режиме, разработка теоретических основ и практических методов производства геодезических измерений для выяснения по результатам геодезических наблюдений причин возникновения усилий, деформаций и перемещений. Только такой подход даёт возможность объективного технического диагностирования оборудования в геометрическом аспекте и создает основу его безотказной и эффективной работы, пос, * ..ьку техническая диагностика, являясь частью общей теории надёжности, обеспечивает раннее обнаружение дефектов и неисправностей узлов, оптимизацию амортизации ресурсов, технологии обслуживания и ремонта.

Теоретическое обоснование решения проблемы баз руется на общем принципе обратных, задач математической физики - изучение явлений, недоступных для непосредственных наблюдений, по их косвенным физическим проявлениям - и имеет целью разработку нового метода назначения состава геодезических измерений для определения основных геометрических параметров и оптимизации технического об-

служизация, ремонта и рихтовки объекта исследований - крупногабаритных промышленных агрегатов. Вео многообразие и сложность агрегатов сведено в работе к динамической системе "агрегат-фундаменты -основание". Агрегаты являются технологическим звеном в обкой цэ-пи технологического процесса, от надёжности и производительности которого зависит ься система производства. Внутренняя структура агрегата представляет собой сочетание отдельных опорных уелов, соединенных между собой промежуточны!«! элементами. С точки зрения геодезического контроля внешнее проявление свойств агрегата (перемещения и деформации опорных узлов от постоянно действующи кратковременных нагрузок вследствие работы агрегата с искривленной осью) предопределяется его внутренней структурой. Разработки выполнены при следующих'предпосылках:

•1. Первостепенным вопросом является определение свойств динамической системы "агрегат-фундаменты-основание" с установивши-. мкек характеристиками динамического процесса и разработка на этой основе теории и методов геодезического контроля геометрических параметров агрегатов в рабочем режиме. Теория и методы геодезического контроля должны быть представлены в возможно более общей форме, обладать общностью для широкого класса промышленных агрегатов и обеспечить проведение высокоточных многократных измерений в самых сложных и трудных условиях, в первую очередь при контроле крупногабаритных вращающихся агрегатов.

2. Объектами геодезических измерений являются углы, линии и превышения, по которым определяются форма, размеры элементов опорных узлов и координаты точек, в том числе и тагах точек, которые труднодоступны 1ми недоступны для непосредственных наблюдений или даже не сущег;руют физически (например, центры поперечных сечений полого цилиндрического элемента и т.п.).

3. Основное геометрическое требование к агрегатам - их прямолинейность.

4. Работа агрегата происходит при действии на опорные узлы кратковременных знакопеременных нагрузок.

5. Входные Еизмущающне воздействия - отклонения от прямолинейности - являются следствием ошибок монтажа, нарушении праьил эксплуатации, неравномерных осадок, совокупость влияния которых может быть определена только по результатам геодезических измере-ш.";; выход системы - пространственные перемещения и деформации опорных узлов, определяемые также лишь геодезическими методами.

6. Фундаменты и основание имеют малые коэффициенты упругой

податливости, котор«ге в вертикальном направлении на порядок и лэо »/энита, чем в горизонтальном, что существенно угрожает контроль агрегатов в вертикальной плоскости.

7. Наибольиий интерес прэдставлязт техническое диагностирование агрегата по результатам геодезических наблюдений На момент их выполнения.

0. При разработка рихтссочних мроярпятпЯ слсдует строится к максимальному сохранению приработки деталей агрегата. Это обусловлено известными требованиями теории надёжности, суть которых состоит в том, что после приработки деталей интенсивность отказов сведана до минимума.

Кроме того, принят ряд общеизвестных ограничений при геодезическом исследовании иияенерндо объектов значительной протяженности: искривления оси обтекта -■ величины второго порядка малости по сравнению'с расстояниями между оперными сечениями; идеальная ось -.прямая линия , положение которой находится по методу наименьших квадратов; искривления оси но должны выходить иа поля допуска прямолинейности и несоосности; температурное влияние иа геометрические показатели учитываются относительно просто путём измерения температуры элементов объекта и ввода поправок по существующим формулам.

Разработка модели объекта выполнена, с физической точки зрения, на основе непосредственного анализа физических процессов перемещений и деформаций. Теоретически, при расположений всех опорных и промежуточных узлов в проектном положении, перемещения и деформаций быт:, не должно, по крайней мэра, они не доллош превышать заложнные в проекте значения. В действительности жэ, в большинстве случаев, агрегаты работают с перемещения!« и деформациями опорных и промежуточных узлов, значительно превьЕзкизаа рас.четные. Базируясь на основных понятиях машиностроения и терминах системы допусков и посадок, для исследования причин возникновения и зависимости перемещений и деформаций из-за опыюнэний узлов агрегатов от проектного положения из системы "агрегат-фун-даменты-основание" выделены подсистемы - подсистема "отверстие" и Подсистема "вал". ^

"Отверстие" образуется основанием, фундаментами, находящемся на них элементами и конструкциями (подшипники, направляющее и т. п.), воспринимающими нагрузку от "вала". Под "валом" понимается часть агрегата, выполнтюцая непосредственно технологические операции. "Вал" через опорные сечения передает нагрузку на фундамэи-

ты и основание. Ось "отверстия" (рис. 1} - ломанная линия, соединяющая центры опорных поперечных сечений, положение которых определено положением центров опорных сечений "отверстия", причем предполагается, что силовая связь между опорными сечениями отсутствует (например, физически это имеет место при разъединении агрегата или при его разрезке во всех промежуточных сечениях ). Ось "отверстия" це меняет ваыет'но своего положения в пространстве ез эпоху наблюдений.

Ось "отверстия" Ось "вала"

Рис.1 1ис. 2

ось "вала" (рис.2) - ломанная линия, соединяющая центры г г.ервчиых сечений "вала" при отсутствии воздействия "вала" на "( верстке" ( обеспечить физически такое состояние в большие; сдучаев невозможно, поэтому оно рассматривается теоретически представляется в виде соответствующих математических зависимое Ось "вала", в противоположность к оси "отверстия", постоя меняет свое пространственное положение за один цикл работы обе дования.

Очевидно, что "отверстие" и "ъал" имеют в обшьы случай I дый овою непрямолинейную ось. Взаимодействуя между собой, верстие" и "Бал" образуют рабочую (фактическую) ось агреп которая постоянно меняет свое пространс ¿генное положение в р;

режиме оборудования (рис. 3,4). Такова суть подсистем

верстка" и "вал", объединяемых системообразующим фактором - прямым силовым взаимодействием опорных элементов - п систему "агрегат-фундаменты-основание". Математической моделью "отверстия" является ломанная линия, соединявшая центры опорных сечений "отверстия" в предположении отсутствия силового воздействия "вала" на опорные сечения "отверстия". Отклонения центров опорных сечений "отверстия" от идеальной оси характеризуют прямолинейность "отверстия". Аналогично, математической моделью "вала" является ломанная линия, соединящая центры опорных сечений "вала" при отсутствии силового воздействия "отверстия" на "вал". Точно такязэ отклонения центров опорных сечений "вала" от идеальной оси позволяют судить о прямолинейности "вала". В дальнейшем математические модели "отверстия" и "вала" называется, а соответствие с общепринятыми понятиями оси инженерного объекта, осью "отверстия" и осью "вала". Параметры математических моделей "отверстия" и "вала".- координаты вершин ломанных линий.

Математической моделью объекта исследований является ломанная линия, соединяющая центры опорных сечений работающего промышленного агрегата, и описание её пространственного полотания ва

Первое положение рабочей Второе положение рабочей оси оси

X X

Рис. 3 ' Рис. 4

время рабочего цикла с помощью математической смашзликк с цельго отражения сущности физического процесса перемещений и деформаций. Параметры математической модели объекта исследований - координат« вершин ломанной линии, геометрические и прочностные характеристики объекта. Существенно важным моментом является то, что при ган-таже, как правило, вначале устанавливаются в проектное полокенкэ

- а -

элементы и конструкции, формирующие "отверстие". (Тактическая ось "отверстия" может быть проконтролирована геодезическими методами и при необходимости отрихтована. Точно также при монтаже может быть последовательно смонтирован и проконтролирован "вал". Следовательно, зная раздельно отклонения осей "отверстия" и "вала" от прямолинейности, можно объективно продиагностировать техническое состояние агрегата (с точки зрения его геометрии) и разработать рихтовочные мероприятия отдельно для "отверстия" и отдельно для "вала".

Внешнее параметрическое воздействие на систему "агрегат-фун-даменты-осиование" в горизонтальной плоскости характеризуется элементами векторов Х° ,ХВ и г® , являющихся оценками векторов искривлений оси отверстия" (Хь ) и "вала" (Xе , г® ) в плоскости ХОУ (рис.2) и в перпендикулярной к ней плоскости 20У, причём Ха и 1Ь - функции искривлений в начальный момент наблюдений и времени I текущего момента наблюдений. Структура и свойства системы характеризуются оператором 3, посредством которого каждой реализации внесшего воздействия приводится б соответствие^ реализация поведения х, выходными параметрами которой являются перемещения и деформации

о ' в в

* - 3 [X , X (Ь) , 1 (I) ] . (1)

Оператор Б задается уравнениями, отражающими во времени связь между результатами геодезических измерений и геометричеок: -ми и прочностными характеристиками системы "агрегат-фундамен-. ТЫ-основание". Соотношение (1) позволяет рассчитать перемещения к '.деформации в зависимости от искривлений оси "отверстия", оси "ва-..а" и вренени (краткосрочный диагноз), что является типичной задачей математической физики, имеющей теоретическое и практическое ■вначение в процессе проектировании агрегатов и их фундаментов. ] результате преобразований (1) получен обратный оператор V, такой, что

V * - У , (2)

т. е. оператор, дающий "озмояшость найти характеристики входны ; параметров пи ха!актеристикам выходных параметров (обратная за^а ,ча математической физики). Опэраторкое ои.оцение (2) позволил • решить главную из задач, предусмотренных поставленной црдыо исс ледований, а именно, теоретически ст^пго обосновать принцип низ ншь-ния состава геодезических измерений для контроля промим^инь агрегатов. Суть этого принципа заключается в проведении геодези <даек:.х измерений в таком оСъе),..- и при та ;их г.оложенгчх агрегате

которые обеспечивают получение необходимой и достаточной информации для определении искривлений его основных осой - оси "отверстия" и оси "Бала".

Теоретические исследования и эксперимент. Исследовались зависимости (2) с точки зрения влияния конструктивных особенностей системы "агрэгат-фундамзнты-основание" на состав геодезических измерений. Установлено, что состав геодезических измерений'зависят от упругой податливости опорных узлов и ¡заключается в определении во время раСоты агрегатов, при соответствую^« их полол® ни-ях, пространственных координат центров оперных поперечных сечений. В общем случае конплзко геодезических измерений долге) обеспечить получение координат центров опорных сечений в трЗх положениях агрегата, ' разнесенных на треть времени рабочего цикла (на 120° для вращающихся агрегатов). Рассмотрены такие случаи, когда один, несколько или все фундаменты агрегата гесткке.

Исходя из того, что центр тяжести .опорного сечения в об£$эм случае может описывать некоторую кривую, в работе исследоэан вопрос определения центра тяжести этой кривой по результатам геодезических измерений. Поскольку подавляюще Оольсиистео агрегатов обязательно икеют контактирующие опорные детали круглого поперечного сечения, а для вращзгавдхся агрегатов это основной вид опорных элеменов, был выполнен теоретический анализ влияния изменения формы круглых спорных элементов на положение их центров. В ряде уже имеющихся научных разработок специалистов установлено, что деформированные опорные детали круглого поперечного сечения чаиз всего принимают форму эллипса. Есть теоретические исследования траектории перемещения центра эллипса при вращении его с опирани-ем на два круглых элемента. В развитие таких исследований получены зависимости, позволяющие найти перемещения центра опорного сеч >ния "вала" с изменяющейся, в общем случае, эллиптичностью поперечного сечения "вала" при движении его по эллиптическим опорным деталям в виде двух опорных роликов, образующих "отверстие" (рис. 5).. Найден алгоритм определения координат центра опорного сечения х и у в виде функций от а, Ь, а, , Ьс , , и.г, , к 0- , (а, Ь, а„ , Ь„ - размеры полуосей эллипса опорного сечения "вала" и, соответственно, роликов; Хл , , Лъ ^углы начального поворота осей эллипса "вала" и опорных роликов; х0 - половина расстояния между центрами опорных роликов) и от фактора времени -поворота осей эллипсов в течение рабочего цикла. Исследовано перемещение центра опорного сечения "ва-

ла" с постоянными параметрами вдоштичноотв при двидевил "♦¡ала" по эллиптическим опорны;.! роллкан. Составлены и реализованы лрог-раыщ для ЗВЫ с цель» расчёта параметров двцхэадш центра опорного сечения с зллипткчаскиш элементами. Установлено, что эллиптичность опорных злешнтов долгша учитшаться прц кот рола прямолинейности атрегатог.

Поскольку геодезические измерения долмш кшоддоьоя ьо врь-ш работы агрегатов, то иоаишхет необходимое?!, изучета ьоздействия на геодезические приборы и шкщику исшрсшй перош-цгний и дгфоршцнй фундаментов агрогатор при передаче на них ека-копэреиэшж кагруао^ Сжатой целью с работе получены уршлклшя

Вашше форш опорных ало:,китов на полокошк центра опорного сечения

.Цэ 5.0 рца ц ит; а ле ю кт о и йущдоэщга 01 горшои-тедапод нзгруеки Р (лестное соединение стоек ц рягеа!)-

Р;;с. Б Рас. 6

упругш; даиЗ стоек а ригеля ц-образцах упруго-податлиыдх иэнтоп с осповпта! способам? соединении стоек и ригеля - гветга» и шарняраиа, учтено влйянш коэффициента податливом»; основания. Теоретическим шкажвои зтих уравнений установлено, что следствие»

дэформвдий упруго-податливых Фундамзнгов при дейегвии пзрзюннк: горизонтальны:-: и аэрхктагьиах нагрузок ео время работы эгрогатоз являются перемещения верха стоэк и ригеля (рис.б), ютор:» ictf? -достигать, в зависимости от сада фундашитов и его про'пгосттк характеристик, зтпчитодгпих пс?й;чш - or нссюл'ызис кшиятрзв до ксаетдьких 'сантиметров. Позтс;,у грк рзгргОоггл кзгодкги горений в рабочей рзлшэ егрзгатов надо продусготривать 748?, пак-лаченцэ ил? ослабление влияния пэрежцзШ'Л геодэгм'чзекпж приборов, устзншшгагеиых ¡¡а фуидзшптах, подсгрЛошпя деформации.

3 развития теоретически« «ссхздозагиа пэргмегпкй а деформаций . опоршя узлов KpymtorcSapsiiinffi npctaoralmrat егрэготоа Сил вшолнэн .прогпвоясгезрдИ ^тспэгнгзст на гитоглтаг cuscrsft единичной (лог-ностп - врасдазкся печах-, пр: f г л с а в р?э.гг*-шос отраслях промгалэнности: в цсгййтКой, где outt кзмйгея сопов-hl;.i технологическим оСорудосшйган; в чаркой il адздиоА »зталтр-ггл! хшагчесгай, бумагао-целлюлоэнсЯ, горпосЗсгатт^йпсЗ к т. Д. Ерагпкхцзяся печь - сложный тепловой агрзгат (ргге. 7), сспоптс:»

Ррапдюцаяся печь

3 6 3

1-корпуо; 2-бендагн; З-рлдо'зые фундгуонтм; i-олсрпчэ рогоз;

б-векцогая пестерия; б-фундамент редуктора

Рис. 7

частью которого является наклонно распологкенный цилиндрический корпус, Футерованный изнутри огнеупорным кирпичом. На корпус одеты бандажи, посредством которых масса корпуса и находящегося в коМ ., материала передается опорным рйликам. Опорные ролики установлены на железобетонных или металличесгатх фундаментах.

Ерашэние печи осуществляется электродвигателем через редуктор и укрепленную на корпусе веПцовую вестерню. Скорость вращения печи при работе составляет О. 5-1 об. /мин.. Несмотря на вначитель-ную толщину футеровки, корпус печи снаружи ыокег нагреваться /¡о температуры свыше 300 С. Врашдюшиеся пэчи достигают значительных размеров'(в диаметре до 7 м, в длину до 230 м), обладают большой производительностью (до 3500 т/сутки) и имеют косткое допускаемое отклонение от прямолинейности 3 мм.

Для проведения производственного эксперимента была разработана специальная методика и наготовлены необходимые устройства для натурных исследований. Горизонтальные первые цент верха фундаментов, их кручзннз, пространственное перемещение наиболее крупных опорных элементов - бандажей - определялись усовершенствованным струнным (с разработанными автором электрическими датчика;,« непрерывкой регистрации перемещений) и оптическими способами (малых -углов, с использованием плоско-параллельной пластинки, сетки параллельных нитей). По результатам натурных наблюдений подсчитаны пластические и упругие деформации бандажей и перемещения их центрог По методу наименьших квадратов ппдобра-ны аппроксимирующие кривые перемещений и деформаций, которые тлеют сиь/соидальный вид. Проведен корреляционный анализ. Максимальные горизонтальные перемещения центров опорных сечений достигали Б см, деформации бандажей до 2 см. Анализ перемещений и деформаций приЁёл к выводу, что вследствие достаточно высокой пластичности бандажей и корпуса вращающихся печей перемощения центра опорного сечения при отсутствии аварийных искривлений корпуса, вызывающих о.рыв бандажа сг опорных ролиг.ов, повторяют траекторию перемещения верха фундаментов ("вал" повторяет перемещение "отверстия"). Кроме того, искривления фактической, рабочей оси, по-лучэгные по результатам определения положения спорных роликов, в пределах точности измерений совпадают ■ с искривлениями, получшны-. ыи по результатам наблюдения положения бандажей, поэтому определение положения центра опорного сечения агрегата возможно как путём наблюдения бандажей, так и опорных роликов. Из специальных натужных исследований получены зависимости средних квадратических

оигибок ".иоироваяил от расстояний до визирных целей, :т?р-э-

мясэикй визирных целей, вибрации, что даёт зозмогаость более достоверно выполнять рассчёт необходимой точности измерений для специфических условий геодезического контроля промыяленногэ оборудования в рабочем рейте.

Нэушшзм роалиадции разработанных принципов геодезпчасксга обеспечения эксплуатации крупногабаритных проыьпялелных агрогатод основан на результатах теоретических ч экспериментальных исследований и включает: рабочий алгоритм для адаптации математической шдели к процессу геодезического контроля геоматричооких параметров; методы производства геодезических кзыэрэннй в рабочем реняма агрегатов при максимальном использовании'суцествуюкего парка геодезических приборов г перспектив его развития! простых и надёггяня вспомогательных устройств; методику оптимизации технологи! р'пс-тозки агрегатов по геодезическим данным при матопмчльнои сохрзнэ-нии установн.ЕЕэйся приработки Езокмодойстзугсз«' деталей оборудо-, вания и мипи.альных экономических и трудовых затратах.

' Рабочий алгоритм для нахождении ¿озмущ?вщ1х воздействий -искривлений оси "отвгрстия" и (,<:и "вала" - получен а результата преобраэогания операторного ог'Носешщ (Я) иг общем вида предо-"алан так

о -1

X - Р R X ,

в х

x -gd

в Z

г - g d ,

причём элементы матриц p,R,g состоят иа зетичин, котэрыэ яялякгел функциями геометрических (расстояния «эиду опорными сэчениями, наружный и внутренний диаметры "вала"). и прочностных парамэг-роц агрегата (модули упругости стали и железобетона а учётом те:«пера» туры, коэффициенты жесткости фундаментов и основания), С/нкьим прочностных параметров рассчитываются п^ известным Форнугач строительной механики , примеклетея ряд формул, предлоглкных апторсн:

., т

X - вектор результатов геодезических измерений, найлеизыЛ по итогам определения координат центров опорных сочзиий в трех по'о-жениях агрегата; d ,d - векторы результатов ■'геодоаи'-йс.тии измерений, полученные с учетом рззностей коорд"нат опоршгх ел^/г-ний в трех положениях агрегата. Ре гторы результатов тюдес.^к-сет^ измерений найдены в соответствия о математической модел! v i ссде-зических наблюден;.?.. Использование рабочего алгоритма г.рн oOpi-

ботке и шгеерпрэтащш результатов гоодсзичвсглх кз»х>рси;й подтвердило, ■ что разработанная штешишская издзль ободка на противоречит полю экаперимзкталышх данных.

Рабочий алгоритм и составлошшо прегреши длл ЭШ поосодпот найги иекоиш вартзтри, ощта точнзети шхерах выкоклазюг по катоду наименьших квадратов. 'Швоьлшз пппрогасикрукч;«. пргкиж -осей "отверстии" и "вала" - определяется по известному ш.торстыу паралотричзского способа. В дзпслкзшю к обычно сшол.'шэгад ацаи-га точности параметров тагах прямых, б работе получс-на ыгр-оадниэ длл нахсжденид матрицы обратных взоов кзкрисизкий, что пгешмяет найти сродлкэ квадратичейккз ояиЗт кскргщдз шШ ¡1 ад слать есмд о качзстье определения искомых гоошгрстеских парачзтров агрзгатоз.

В ргЗочем алгоритма нспааьсухюй результаты геодзшгюсккх измерений, длл ешолшшш которьк с рабочем ринг.» сгрогатов создан кошшкз способов а моходи;;, п^ач^^я: программ стыориызс" иаиэрзнкй и способы восстшгеашш нглрамзйия порзкригого отпора пря'контроле щшязлийойиости} спосоой опрэдод518п дуагитров круглых злсшнтов окорнах узлов, расстояний до них; способу шнгроа горизонтальности, кэсооспооти, пореыоьзкий фундамзнто:; по одному или трои иапрашгзнилм.

Шотроенио параллельных иеяду собой створов с овдшиви ка основной створ 1-Н пли на вытянутый треугольник

¡Ьотроскк- паралязлышк

МЗКДУ ссоэй СТЕОрОЕ с

ояиранизм ка замкнуть^

УГЛЗЕОЙ ХОД

Новые программы етьорнцх измерений базируются на расположении плоскости относимости в возможно благоприятных условиях и наблюдении контролируемых точек с вспомогательных станций, находящихся в непосредственной близости к ним, что обеспечивает ослабление возмущающих факторов на результаты измерений. Реализация такой схемы достигнута п;тем построения параллельных ысдлу собой

'соротоп аспс! агате хьиш плоскостей'отиодааисти для гардой порм (пл!1 длл нзегаэльма соседних) ючон коотролпруляго г.грогита. Ог-лг-то разргботалиг* прсгрг!Л1 створов ст кпгостнш дехаяических и оптических 'спссоСсо ессстглоехо'шя створов, пэралотлышх заданной осп ккзшрного сОгигга,1 чаклкгкется в построотш параислыогг ."з;'ду собой стг.орсп путем измерения горисонтагыпп углов в спгии-

.К^гэтг-ткпл:п1.о папрпвюнгя пергкг^т'то стсорч ДВ

Стена и пшгопособлзютя для определения дкаьзтра оперного элемента круглого се-чопия

! - 0ПСГН1.М зчеи?пт; 2 -теодолит; 0- приспособ-

етг,'/:п:я с? юодоигсп до с.'р-лу» спг-г-иого шм-л - •,1!поад:«й{", б - кндигмер часспогс

тип"; б - ч'ол.гоглзяьиос-

тн шглга о воптп^иш рог.'П'-с:-;; ? - ¡тдт.аптк. • ос; с я.яз(.г.;;ой

Г:де. 10

Глс. Ц

^г-г^гт сет?;':. 3 'гоклх сотлх коротка пзлсг.сс^ц и !!сс!п.-.лз-ончгг-!"тсл па осглгутои с ^ лот гт'1

;:г г:;тгш;тг;Л ^ТуУГсгшу,;, я гстс-оч "ггэпгщ д-о (леропи и

5 г.ттсл ;.г~у у..:--: (г-::с. 3), гл змзглуий (р:;з.О) г: к.г.е: купа ут-с'; Гогэул; по с ¿т.орт ¡со-1 и и 1:1;.о:;.исл

и - А)' , г,-о и ■- ог.-п.-Х! ;:скгора нзсоторясзтяЛ, А - гитркт»,. е-гм-

хашдя геометрию геодезических построений; X - вектор изморенных расстояний от вспомогательных плоскостей относимости до контролируемых точек (см. р»:е. 8 и 9). Дополнительным достоинством разработанных программ является возможность обойти препятствие; перек-рызаюцее видимость вдоль объекта наблюдений. Матрица обратных secos оценки вектора отклонений d находится известным образом с учетом »»нкретной программы наблюдений. Разработанные авторов программ створных измерений по точностиым характеристикам вани-каот промежуточное пололенке меиду известкьс.ги программами последовательных створов, точность которых Еьппе точности предлокэннщ программ, и частных створов, точность которых нижа предложенных bbtopcí.l '

Босстш-ювланке налравлэння перекрытого препятствием створа АЕ (рио. 1CJ) обеспечивается, в зависимости от условий и наличия приборов, применением либо способа вытянутого треугольника ABC, на величины углов которого, в отличие от известного способа, уже па накладываются с граничения, либо по упрощенной схеме наблюдений геодезического четырехугольника ABCD. В первом случае измеряются горизонтальный угол в точке С и расстояния АС и ВС, во втором -только горизонтальные углы в точках А, В и С. По результатам измерений вычисляются углы, отложив которые от направлений АС и ВС (во втором способе это можно сделать дополнительно и от AD и ED), восстанавливается направление створа АВ. Определение диаметров опорных деталей круглого поперечного сечения следует выполнять посредством измерения вертикальных углов между касательными к образующим» с применение» приспособлений для измерения расстояний от теодолита до образующих контролируемого элемента; с помощью прибора типа "наездчик" (рис.11); путем обкатки мерным роликом с механическим способом фиксации числа его оборотов; измерением теодолитом (с использованием насадки с пентапризмой) зенитных расстояний с двух сторон объекта наблюдений. Измерение расстояний до опорных деталей круглого сечения и расстояний между ними следует делать с помощью теодолитов ч специальных телес копкческих штанг (рис. 11). Контроль горизонтальности следует производить по разработанной методике с использованием геометрического или тригонометрического нивелирования и специальных устройств. Так, превышения в нивелирных ходах следует измерять либо с использованием подвешенного стального тросика в резиновой оболочке с имеющимися на ней метками, относительно которых при измерениях закрепляется шкалы, либо точным геометрическим нивелированием с использованием

коротких реек и установкой нивелира на переходах. На агрегатах с большими перемещениями верха фундаментов следует применять методику измерения превышений на основ* известного способа тригонометрического нивелирования с концов горизонтально.о базиса (автором , в развитие известного способа , предложена компакп.ая формула вычисления превышений и формула предраочеть точности измерений). Контроль несоосности агрегатов, основя::ми (о геомэтри-ческой точки зрения) элементами которых являются два соединэшпс! между собой "вала", надо делать путем измерений взаимных превышений опорных дета-.ей и определения расстояний от них до створа и использования алгоритма нахождения параллельного смещения и перекоса осей "валов" в двух плоскостях. Измерение осадок фундадантов агрегатов нужно выполнять с использованием разработанных автором осадочных марок. Измерение перемещений фундаыентгв агрегатов по трем направлениям следует производить фотограмметрическими спосо-' баш, в создании которых автор принимал непосредственное участив. Первый способ заключаотся в раз6ив"а базисов съемки вдо:^ створа с определением, в каждом цикле, геодезических координат концов базисов и производства с них фотосъемки. Во вирой способе в каждом цикле такжэ производится фотосъемка с концов базисов, устанавливаемых в створе, но геодезические координаты определяются лкиь 1ля крайних марок, находящихся на объекте съемки. Отрахкны перспективы автоматизации и использования новой техники для мониторинга перемещений и деформаций, дана принципиальная схема автоматизации геодезического определения пространственного положения опорных узлов крупногабаритных врпсдюшдхся агрегатов. Приведенный комплекс способов и методик, (многократно проверенный на прсиз-водстЕв, обеспечил возмснгасть оперативного п своеврзмечиоп контроля геометрических параметров агрегатов в рабочем ротзз и повышение фактической производительности оборудования, при "тон следует учзсть, что эконс./ическнй аффект складываетс-д не то.гысз из исключения простоя оборудован::! из-за остановки агрегатов на время геодезических измерзний, но и из предупреждения возможных потерь вследствие повреждений, дафектов, частичных или полных отказов.

Раврзботанн' й метод геэдь.зического определения гсоыг±ру,ччс-.•зт параметров крупногабаритных прокыкленких агр^готоа являйте методом активного контроля, результаты которого следует оперативно использовать как для технического диагностирования, таи и, при технической возм кнссти, для рихтовки оси "отверстия" но только

ао -время ремонта агрегатов, но и в рабочем режима. Зсли искривления оси "отверстия" превышают корг.;ативные значения, то производится рихтовка агрегата путем сдвижки опорных элементов "отверстия". Шскодьку при выполнении собственно рихтовки "отверстия", а точки ерения трудоемкости, первостепенное значение приобретает кв столько величина сдвижек, сколько их количество, то необходимо количество сдвк>ак максимально сократить и в то жэ время добиться минимума суммы модулей сдвижек. Это обеспечивает максимальное сохранение приработки деталей и ¡.змимум напряжений в рихтуемом объекте, что весьма важно для обеспечения надежности его эксплуатации. В общем случае требуется найти прямолинейное положение оси объекта х - ау + Ь, где а и Ь - параметры оптимальной прямой (рис. 12). На половинке'точек прямой наложены ограничения, образующие неравенства :

т I < ау + Ь <1г ,

....................(3)

< ау + ь < , из юэторых негаторыэ должны выполняться обязательно, а выполнен» других желательно. Задача формулируется следующим образом : найт! такие числа а и £>, для гаторых выполняются заданные обязательны-' неравенства в системе (3), из этих чисел выбрать числа, при кото рых выполняется наибольшее количество других неравенств систем (3), го найденных чисел выбрать такие, для которых значение целе вой фуккцгят 5(а, Ь)- 1|ау + Ь - х^тш, причем только для тех ах^ Ь - х^, которые превышают нормативное отклонение от прямодиней кости. После этого оставляем такие коэффициенты а.Ь уравнения х ау + Ь которым соотЕэтсгаует наименьшее значение целевой фуга ции Ь). Таким образом, принципиальное отличие разработаннох алгоритма от существу»- ;'базирующихся, в частности, на опредс лении оптимального положения оси инженерного обгекта "утём миш мкзации суммы модулей отклонений отдельных точек от искомой ос; заклшается в следующем. Во-первых, решение задачи предполагав' что сдвижки опорных сечений для рихтовки объекта следует дела лишь там, где величины сдви.ек превышают нормативное отклонени причем сумма модулей так;.х сдвижек должна быть минимально Во-вторых, число сдвижек должно быть наименьшим . Такое решен обеспечивает оптимальную рихтовку агрегата по результатам геод зкческих наблюдений и способствует его безотказной работе.

Очевидно, что отрихтовать ось "вала" в рабочем режиме не.7 зя, но при ремонте агрегата этот процесс следует оптимизировав

Оптимальное положение оси "вала" находится путем определения прямолинейных участков,сьтсгг^л^як?« минимальное число разрезов (разъединений ) "вала" дм его рихтов:и?. Для крайних пряшлгс.'ейкыз

Оптимальная ось "отверстия"

X

FQ - кскоуяя прямая х = ау + Ь; А , , А ,----А „ -

центры опорных се -:екий "отверстия" до ' рихтовки; Т1,Тг - проекции точек А, , Аг , ...ДР

на искомую прямую; Ц М , , ... ЦМг- поля допусков.

Рис. 12

участков "вала" их оси находятся при условии »/пнкмума скнэд-ратор отклонений отдельных центров опорных сечена от uní'.декад прямых ( с учетом ограничений ). Положение промежуточных участкоз определяется оискагкеч прямых, ее .'Д«н!их?;х центры крайних для этого участка опорных сучений при услозии максимального количества расположенных ыв:.ду ними опорных сечений, центры котор:я т отстоят от прямой более, чем на величину норматив;.ого отклзнещк. Полученные параметры прямолинейных участков кспользугггся для r.'J-числения углов излома оси "вала" и расчета не-нчин рчхтогочПьн" параметров. Для определения оптимального поломэькя оси "отверстия" и оси "вала" составлены и реализованы программы ка 3121 Все разработки прошли г.^оизв'дственные испытанил на круеттоггЗар:гг.тау. вращающихся печах и мельницаг.

- 26 -ОСНОВНЫЕ ШВОДЫ

1. Выполненные. исследования явились научно-технической основой решения крупной научной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное вначение и заключающейся в повышении объективности и оперативности геодезического обеспечения эксплуатации крупногабаритных промышленных агрегатов. Широкое рассмотрение теории и практики геодезического контроля геометрических параметров технологического оборудования предопределило необходимость разработки концепции организации выполнения геодезических работ с позиций решения обратных зада»' математической физики. Такой подход дает новый импульс перспективам дальнейшего совершенствования теории и методов геодезических измерений при сооружении и эксплуатации технологического оборудования различного назначения.

2. Сформулированы единые общие принципы геодезического обеспечения действующих крупногабаритных промышленных агрегатов: исследование объекта в условиях возникновения знакопеременных кратковременных нагрузок как стационарной динамической системы, разделение системы "агрегат-фундаменты-основание" на подсистемы осей "отверстия" и "вала", переход от объекта к математической модели путём использования результатов геодезических измерений и физических за х)нов протекания во времени процессов перемещений и Деформаций, проведение геодезических измерений в рабочем режиме оборудования, введение новых критериев оптимизации технологии рихтовки агрегатов по геодезическим данным.

3. Разработана математическая модель, отражаюшэя во времени физический процесс перемещений и деформаций опорных узлов агрегатов и устанавливающая связь между результатами геодезических измерений и внешними проявлениями силовых взаимодействий в системе "агрегат-фундаменты-основание".

4. Теоретически строго обоснован состав геодезических измерений, суд/зственно зависящий от величин перемещений и деформаций опорных узлов агрегатов. В общем случае требуется определение пространственных координат центров опорных сечений в трех положениях агрегата, разнесенных соответственно на треть времени рабочего цикла. Рассмотрены наиболее часто встречающиеся частные случаи.

Б. Проведены натурные исследования, в результате которых получены фактические величи-ы перемещений и деформаций опорных узлов крупногабаритных вращающихся печей - промышленных агрегатов, геодезический контроль которых наиболее сложен и представи-

телен выполнен корреляционный анализ измеренных Ееличин, установлена зависимость точности визирования от влияния основных возмушэюших факторов в действующих цэхах.

6. Разработана методика проведения натурных измерений без прекращения технологического процесса, включающая: программ створных измерений на основе построения параллельных мегду собой коротких плоскостей относимости для каждой пары или для нескольких соседних контролируемых точек,посредством измерений горизонтальных углов в-специальных угловых сетях - в виде основного створа, расположенного в наиболее благоприятных условиях, в виде вытянутого треугольника, замкнутого или разомкнутого углового хода; способы восстановления направления перекрытого створа на базе способа вытянутого треугольника или упрощенной схемы наблюдений геодезического четырехугольника; способы определения диаметров опорных элементов круглого сечения с помощью измерения вертикальных углов между касательными ;с образующим и расстояний до этого элемента,'посредством измерения зенитных расстояний с использованием насадки с пентапризмой, путем обкатки мерным роликом и механического счетчика числа его оборотов, прибором типа "наездник"; способы измерения расстояний от геодезического прибора до Брасро-щихся элементов в рабочем режиме, расстояний ме.мду этими элементами с использованием теодолита и спе1Ц1альных телескопических штанг; способы контроля горизонтальности с использованием разработанной методики геометрического и тригонометрического нивелирования и специальных устройств; методику контроля несоосности посредством измерения в рабочем режиме взаимных превышений опорных элементов и расстояний от них до створа; методику измерения осадок фундаментов, имеющих краткоаременные вертшалыше перемещения за время рабочего цикла; фотограмметрические способы определения пространственных перемещений фундаментов агрегатов лутем фотограмметрической съемки-с концов базисов, устанавливаемых в обцдЯ створ с определением геодезических координат либо концов базиса* либо марок на краях маршрута съемки объекта наблюдений. Отралеяь! перспективы автоматизации и использования новой техники для мониторинга перемещений л деформаций, дана принципиальная схема автоматизации геодезического определения пространственного положения опорных узлов крупногабаритных вращающихся агрегатов. Отмечено, что периодический контроль по разработанной методике дает объективный исходный материал для оценки состояния агрегатов в геометрическом аспекте и комплексного прогнозирования индивидуального

■ -,28_-

остаточного ресурса оборудования.

7. Разработана методика подготовки параметров оптимальной технологии рихтовки агрегата по результатам геодевических измерений, для чего введены новые критерии оптимизации по методу упорядочивания критериев: при расчете сдвижек опорных элементов "отверстия" - минимум количества сдвижек спорных элементов, прохождение оптимальной оси черев обязательные поля допусков, прохождение оси через максимальное число необязательных полей допусков, минимум суммы модулей сдвижек, превышающих допускаемое отклонение оси от прямолинейности; при рихтовке "вала" - минимум разрезов и разъединений "вала" при соблюдении минимума суммы квадратов, отклонений центров опорных сечений от оптимальных осей крайних участков "вала" и при условии прохождения оптимальной оси через. центры, поперечных сечений в местах разрезов или разъединений.

8. Разработки доведены до уровня практического использования: содержат програшы реализации алгоритмов на ЭВМ; внедрены в производство (черная и цветная металлургия, целлюлозно-бумажная промышленность, промышленность строительных материалов) с подтвержденным актами внедрения разовым экономическим эффектом 145.4 тыс.руб.; легли в основу нормативного документа по геодезическом] обеспечению монтажа и эксплуатации технологического оборудована промышленности строительных материалов, частью вошли в нормативный документ по применению фотограмметриических методов в строительстве; включены в отечественный и зарубежный учебники по прикладной геодезии - и в учебные программы слушателей Всесоюзное института повышения квалификации руководящих кадров промышленное ти строительных материалов и.студентов НИСИ при изучении ими кур са "Инженерная геодезия":

9. Разработки предназначены для широкого класса крупногаба ритных промышленных агрегатов: в первую очередь для вращающихс печей, мельниц, сушильных барабанов, вращающихся аппаратов охлал дения горячих материалов, бумагоделательных машин, а также д1 станков обработки деталей больших размеров, кантователей, эагр> зочных и перегрузочных устройств, прокатных станов, направляющ! вначительной протяженности, конвейеров и т. п.

• 10. В целом разработанные методы и методика обеспечивш оперативное, объективное и своевременное техническое диагностир< вание агрегатов, оптимизацию обслуживания и ремонта, что гарант! рует их нормальную эксплуатацию, сохранность, надежность, сокр

щзние простоев, повышение производительности, экономию юте шальных, энергетических и трудовых ресурсов и оказывает, влияние на повышение качества проектирования, изготовления и моятаяа различного промышленного оборудования. Выполненные исследования даюгг возможность существенно развить обцегеодезические методы ¡1 представляют вследствие этого широкий самостоятельный интерна для специалистов прикладной геодезии.

Основные публикации по теш диссертации I

1. Лсташенков Г. Г. Геодезические работы при эксплуатации крупногабаритного промышленного оборудования, Ы, Недра, 1088/ }51 с.

2. Руководство пи геодезическому обеспечению монтаяа и экс-' рлуатации технологического промышленного оборудования цементной . Промышленности. М., Недра, 1983, 112 о;

3. А.С. 987387 (СССР). Осадочная марка. Авторское свидетель-1 ство; .Асташенков Г. Г., опубл. в Б. И. Ы 1, 07.01. 1993.

4. Асташенков Г, Г., Астраханцев В, Д,, Здесенко Г. и., Озга 0.

Измерение превышений вспомогательных точек при выверка врадаю-

сдося печей с большими поперечными перемесэшгами. - В сб. Геодо-зические работы в строительстве и мелиорации. а^'О, Ы., 1900, с. 17-25,

Б. Асташенков Г. Г. Измерение продольных колебаний и круч» к::Д верха фундаментов вращающихся печей. - Изв. вузов. Строительство' и архитектура, N 12, 1980, с. 129-130.

6. Асташенков Г. Г. Анализ результатов геодег ических исследований деформации системы "Цемон-ная вращающаяся лечь - фтндймен-ты". Гео.-еаичеслке раЗоты при монтаже и эксплуатация технологического оборудования. - Материалы всесоюзно.! научно-технической конференции (Новосибирск, 1973), ЦЮШГАиК, К, 1080, с.85-88.

7. Асташенков Г. Г. Выверка в плане вытянутых инженерных соо-ругяний I. агре^аточ при отсутствии непосредственной видимости вдоль них. - Кав, вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 19а", N 4,-' с.51-о4.

8. Асташенков Г. Г., Тимоеэнко Е. 11 Рацкональныэ способы ОП-пе/елеьия оптимального положения осе/, вытянутых инженерных соор>-гданий н промыгленнкх агрегатов. - Изв. вузов, Строительство н архитектура, И 10, 1983, о. 89-Е2,

9. Асашенков Г. Г. Геодезическая выверка цементных кэльниц о процессе работы. - Геодезия и к .ртогршЬия, N 1, 19е5, с. 25-27.» "

r so -

10. Астакенков Г. Г.., Тимошенко Е. И. Определение опти!.:алышй оси промышленного объекта значительной протяженности с учетом минимального количества сдвижек. - 1Шв. вузов. Строительство и архитектура, Н 7, 1985, с. 77-61.

11. Асташенков Г. Г., Гребешок Г. И. Методика оптимального геодезического контроля прямолинейности крупногабаритных вращающихся нечей при эксплуатации. - Депонированная рукопись ь «журнале Изв. вузов. Строительство и архитектура, U: .ВНШИО, II 5367, выи. 6, 1985.

12.- Асташенков Г. Г. Точность и методика намерения осадок опор крупногабаритных вращающихся печей при их эксплуатации. Геодезия и фотограмметрия. Ростов II/Д, 1986, с. 118-123.

13. Асташенков Г. Г. , Тимошенко El. И. Ь!ногскритериальные задачи при определении оптимального положения оси промышленного агрегата значительной протяженности. - Изв. вувов. Геодезия и аэрофотосъемка, 19ВЗ, N 1, с. 25-29.

14. Асташенков Г. Г. Определение оптимального положения оси корпуса вращающейся печи. - Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, N 2, 1988, с. 39-41.

16. Асташенков Г. Г. , Дроздецкий С. А. Геодезические измерения днаштров опорных элементов крупногабаритных врашаки^хся агрегатов. Геодезическое обеспечение строительства, монтажа и эксплуатации инженерных сооружений.. - Шквув. сб. науч. тр. КШОТГ, Ы. i ЦНИИГАиК, 1983, с. 89-96.

16. Асташенков Г, Г. , Дроздецкий С. А. Тригонометрическое ни вэлнрошшне для определения превышений в сложных условиях дайс-твуищих промышленных объектов. - Ыежвуз. сб. Новссиб. и-та инж. гесд., аэрофотосъемки и картогр. , 1068, с. 11-17.

17. Асташенков Г. Г, Тагалов В. В. Учет эллиптичности бандами и опорных роликов при геодезической ьыверке цементных Бракующихся печей. - Изв. вузов. Строительство и архитектура, Н 9, 1089, с. 111 -116.

10. Асташенков Г. Г. , Талапов Е В. Исследование положении центра опорного узла при изменении формы опорных элементов крупногабаритных вращающихся агрегатов. - !!зв. вузов. Строительство и архитектура, N 12, 1989, с. 102 -105.

19. Асташйнков Г. Г. Восстановление иапраиления перекрытого створа. - Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, N 2, 1090, с. 23-Е7.

20. Астак-нков Г. Г. Теоретическое обоснование методик.! геоде-