空间尺寸

空间尺寸（共4篇）

空间尺寸 篇1

1 引言

近年来, 我公司出口美国的SST产品业务量不断扩大。由于美国SST产品质量要求高, 生产周期短、交货期要求非常严格, 经常出现尺寸不合格而被退回或被迫支付高价返修金, 从而导致公司成本上升。因此为保证产品质量, 提高生产效率, 降低出口产品的不合格率, 通过查阅各种量具结构并结合公司现有量具情况, 制作了一种专用空间测量量具, 使出口产品质量得到了有效控制。

2 产品简介

我公司生产的SST泵体共计9种, 图1为其中一种结构图。由图1可见, 零件的进水口端面和出水口中心, 以及零件的出水口端面和进水口中心都有空间尺寸要求。

我公司加工设备都是普通设备, 全部车序是在立车C518上完成。该泵体加工时有3个难点: (1) 泵体图纸要求测量尺寸101.6±0.40mm, 也就是测量流道中心线到进水口端面的距离。由图纸可知, 泵体流道中心线为一条理想线, 无法直接测量;加工过程控制比较困难, 划线测量误差很大。 (2) 出水口内孔为铸造毛坯, 测量不确定度更大。 (3) 因零件较大, 下车后测量时采用垫长垫块间接测量的方法来验证, 往往需要两个人配合才能得出尺寸, 并且测量的随意性大, 可靠性差, 对员工的素质要求高, 用通用量具测量, 费工费时, 效果差, 质量控制难度较大, 特别是加工过程不能直接控制, 发现加工误差后往往需要重新上车返工、返修, 加工效率非常低, 严重影响产品的交货期, 也影响公司在国际市场上的信誉。

3 现状分析

由图3可见, 尺寸要求为空间尺寸, 尺寸控制有以下难度: (1) 出水口内壁为毛坯面, 铸造精度相对偏低; (2) 每种泵体从进水口中心到出水口面之间的长度尺寸为300~450mm不等, 出水口端面到进水口中心长度尺寸400~600mm, 此尺寸均较大, 普通深浅尺基座短, 无法满足测量要求; (3) 测量时需用普通深浅尺和直尺配合使用, 需要两人协助完成多次测量, 并且每次测量误差大, 操作性差。 (4) 将出水口中心线划在外形上, 加工过程中, 以外形线为测量基准, 误差太大。

4 解决方法

由产品图可见出水口和进水口的中心都是设计基准, 是理想状态下的空间基准, 针对测量中的实际问题和该系列泵体的共同特点, 测量控制过程可以采用包容原则, 改为以内形为测量基准, 以内孔实测尺寸来计算测量值, 在此基础上结合现有的深度测量尺和钩卡尺的特点, 设计制作出专用的空间测量装置, 简称空间测量尺。测量尺示意图见图2, 以图示101.6±0.40mm尺寸为例说明如下:将测量基准进行转换, 以内孔毛坯圆为测量基准, 测出孔实际尺寸D, 通过测量尺寸L, L尺寸可以直接在空间测量尺上读出, 101.6±0.40=L+D/2, L-测量值, D-出水口实测直径。

5 措施分析

针对该测量尺我们进行了各方面的分析。首先, 该专用测量尺相当于特制钩卡尺, 把基准爪长度进行了有效延长, 基准爪和尺身都是由现有的0.02mm分度值的普通量具改制, 因此测量尺的尺身精度和刻线精度都可以得到有效的保证。其次, 尺身和基准爪的的连接块采用多次去应力处理的微变形钢制作, 保证了连接的可靠性。再者, 测爪外形做成了耐磨的圆弧测头, 可以避免毛坯面对测量值的影响, 使测爪的测量值具有包容性。最后, 测量尺的零位校准由我公司计量站给以校准, 从以上各方面使测量尺的精度给以了较好的保证。

为了验证测量精度, 把测量尺控制的零件用三坐标测量仪进行了比对、验证。因为出水口端面和进水口都是加工面, 因此, 本次验证仅对101.6±0.40尺寸进行验证, 对比结果如表1所示 (以三维测值为基准值) 。

/mm

经过对比, 用我们的空间尺测量值与三维坐标测量值的平均误差在±0.061范围内, 最大值也不超过0.071, 可见该专用测量尺从理论上和实际结果上都证明了它能够保证产品质量。

用空间尺测量的泵体示意图如见图3。

为了规范使用方法, 减少人为因素影响, 我们对该测量尺的使用进行了特别规定。使用方法: (1) 为方便测量, 上车前先测量出出水口内孔尺寸D, 最好多测几个方向, 求出算术平均直径。 (2) 将深浅尺的基准面贴紧泵体的进水口端面; (3) 用卡爪卡紧泵体的出水口内壁, 测出长度尺寸L; (4) 计算出L+D/2, 从而求得图纸尺寸。 (5) 测量过程注意测量力要小。 (6) 测量过程如果测量尺尺身滑动有过松或过紧现象, 应及时校对修理。

6 结语

使用该专用测量尺寸以后, 测量时间明显缩短, 产品加工中的返工返修现象大大减少, 废品率明显下降, 生产效率得到了有效提高, 现在该测量方法已推广至所有SST产品的其它几种泵体中。特别是使用该测量量具后, 我公司出口美国的SST产品件没有一次因为加工质量问题被退回或被要求支付修复费用, 为公司出口创汇做出了贡献, 赢得了较好经济效益。

空间尺寸 篇2

室内净开间、进深和净高的空间尺寸偏差和极差应符合表6.0.1的规定，

表6.0.1空间尺寸的允许偏差值和允许极差值

项目

允许偏差(mm)

允许极差(mm)

检查方法

净开间、进深

±15

20

用激光测距仪

辅以钢卷尺

净高度

-15

20

注：经过装修，允许偏差值、允许级差值各减小5mm，

检查方法：

1、空间尺寸检查前应根据户型特点确定测量方案，并按设计要求和施工情况确定空间尺寸的推算值。

2、空间尺寸测量宜按下列程序进行：

1)在分户验收记录所附的套型图上标明房间编号。

2)每个房间分别测量净开间、进深尺寸不少于2处，测量部位宜在距墙角(纵横墙交界处)50cm;每个房间测量净高尺寸不少于5处，测量部位为房间四角距纵横墙50cm处及房间几何中心处。

3)每户检查时应按附录A进行记录，检查完毕检查人员应及时签字。

3、特殊形状的自然间可单独制定测量方法。

空间尺寸 篇3

1 Test site and instruments

Full-scale fire experiments were performed for the first time in an unfurnished underground concrete building with three floors connected by atriums up and down.The area of three floors is 23 000m2, 27 000m2, 30 000m2 respectively, and every floor has a clear height of 5m.

Diesel oil is ignited in a pan with 1 mdiameter and0.15mheight as a fire source.There is equal diesel oil in each pan, and one or multiple pans are put tightly together for different fire power.The heat release rate is identified through the fuel mass loss rate, and the mass loss is obtained by the type of SL5001electronic balance.

The arrival time of smoke forward was determined by measuring the attenuation of laser beams crossing transversely.

Temperatures were obtained by thermocouples and signal acquisition systems.

Smoke height was judged according to not only the temperature data collected by the thermocouple vertically distributed but also visual analysis usingaverticalscale with 3.8mlong and every 50cm logo.

The gypsum board hung by light steel keel was adopted for the ceiling decoration.

The tests were also recorded using video and still photography.Fig.1showed the experimental set-up.

2 Test procedure

Firstly, four tests were carried out in a flat large area about 2 000m2 on the-3floor without ceiling decoration.To research smoke movement in an area with ceiling decoration, three scenarios were performed then in one of the fire compartments on the-2floor which was parted into four smoke zones.The mechanical smoke exhaust fans were situated in the northeast and northwest corners of the atrium nearby, providing a volume flow of 27 000m3/h and 25 000m3/h respectively.Scenarios for individual test are showed by table 1.

3 Results and analysis

3.1 Tests without ceiling decoration

In the initial stage of fire, smoke ascended from the origin of fire and spread horizontally after reaching the roof.The velocity of the smoke forward in Test 1-1and Test 1-3 were approximately 0.11 m/s and 0.18 m/s respectively.The temperature of smoke became lower and lower during the process of spreading from the origin to the atrium, but smoke dispersion is increased.

The velocity of the smoke forward in Test 1-2was approximately 0.15m/s, which illustrated that mechanical smoke exhaust will accelerate the smoke flow.Though there was a little smoke moving into the-1floor, the smoke control effect of the mechanical smoke exhaust fans suited in the atrium was not obvious which was showed by Figure 2.So in case a fire occurs in a fire compartment of a flat floor, the atrium should be separated from the floors conjoint by fire shutters and so on, at least from the first floor and the floor on fire as soon as fire breaks out, and the smoke exhaust system of the floor on fire should be started.

The atrium was separated from the fire compartment on fire in Test 1-4to research on the characters of the smoke flow in a flat and large space.Figure 3showed that the total trend of the smoke height changes of the experimental results was consistent with that of the simulation results by FDS.However the setting velocity of smoke layer came from simulation was faster than the experimental results.This was because the smoke had to accumulate for a while and then the smoke temperature rose obviously after the smoke forward arrived at the thermocouple location, which lead to the measure time lag.It could be also saw by figure 3that it took only a few minutes for the smoke layer to fall down to 2.1m, so the people must evacuate as soon as possible when a building with large space was on fire so as to minimize casualties.

3.2 Tests with ceiling decoration

The height of smoke layer was all above 1.8 min four smoke zones in Test 2-1, Test 2-2and Test 2-3, for the fire compartment was connected with the atrium.The thickness of smoke layer in the zone ignited was the thinnest, and the temperature was surely the highest.And for instance the thickest thickness of the four zones was respectively 1.5, 1.5, 1.0and 1.7min Test 2-3.

Figure 4contrasted the velocity of the smoke horizontal forward between Test 1-1and Test 2-1.According to the results, the velocity of smoke spreading quickens markedly with suspended ceiling.

Experiments showed that the smoke screen was good to lower the spread of smoke layer.For smoke would get over it as smoke layer thickens, this role weakened.It is contribute to inhibit the settlement and the spread of smoke in the floor on fire greatly that smoke spread into the atrium, but smoke would have a negative effect on the upper floors and even the lower floors.In Test 2-1it took the smoke layer only 9min 42sto fall to the height of people’s eyes in ground floor.

Figure 5showed the temperature contrast between Test 1-1and Test 2-3of the location 10meast to fire and 0.7munder the roof.The rising rate of fire smoke temperature was basically the same, but after the peak the dropping rate of temperature with ceiling decoration was less than that without ceiling decoration.

4 Conclusions

When the fire power is 0.8 MW, the horizontal speed of smoke forward is about 0.11~0.18m/s in the flat and large space underground, which is less than the one-dimensional speed in the long channel underground.

It is easy for the fire smoke to subside in the flat and large space underground;and the field simulation of FDS can simulate fire smoke height changes in that well.

The ceiling decoration weakens the smoke accumulation ability of the upper space, and makes smoke speed up horizontally, but it reduces the resistance, which plays a positive role in smoke control.Therefore hollow-out ceiling is feasible in a flat underground building.The hollowout area should be determined by using FDS modeling according to the ceiling height, fire load density etc.to ensure smoke-control effect.

For the fire smoke spreads quickly via the atrium, the atrium should be immediately separated from the floors conjoint by fire shutters, at least from the uppermost floor and the floor caught fire, and at same time the exhaust system of the ablaze floor should be started.

摘要：在地下大空间建筑的全尺寸火灾试验基础上, 研究在有无吊顶、不同排烟状态下的火灾烟气特性。试验结果证明, 虽然有吊顶可促进排烟, 但此时烟气流速增大, 因此空心吊顶可能造成烟气积蓄。由于烟气会在中庭迅速蔓延, 因此需用防火卷帘将中庭和相邻楼层迅速隔离, 至少与一楼和着火楼层相隔离, 同时应开启排烟系统。

关键词：火灾,大空间,烟气,排烟

参考文献

[1]Huo Ran, Yuan Hongyong.Performance-based fire protection analysis and design[M].Hefei:Anhui Science and Technology Publishing Company.

空间尺寸 篇4

目前在大尺寸空间位姿测量中, 主要采用以参考坐标系为测量基准的空间坐标测量技术[1,2,3,4,5], 如三坐标测量、激光跟踪测量、视觉测量等, 或者利用实物基准进行测量。但几乎现有的各种测量方法和测量仪器都至少存在以下的不足之一, 如测量复杂、造价昂贵、缺乏便携性和可移动性、需要现场严格标定等。存在上述不足的关键原因在于, 难以在相距甚远的若干个被测几何元素之间建立一个精度高、易于实现、能适应多种现场环境的测量基准。为此, 本文提出在大尺寸空间内建立公共光学基准, 并以此为基础进行测量。

1 测量原理

在大型机械制造和大型工程安装中, 经常需要测量相距数米至十几米的若干被测对象的异面的几何元素 (如轴的轴线、孔的中心线、平板的法线) 之间的空间夹角, 以一个工程问题为例, 说明基于公共光学基准的大尺寸空间的角度测量的原理。如图1所示, 在一个大型轴类的工件上, 有相距7m的分别与主轴垂直的两个小轴, 它们的轴线在空间中是异面的。要求测量小轴1的轴线A与小轴2的轴线B在垂直于主轴的平面C上的投影之间的夹角γ0。

如图1所示, 以激光器发出的一个垂直于平面C的线结构激光平面作为公共光学基准, 并同时投射在小轴1和小轴2上形成激光光条Ⅰ、激光光条Ⅱ。采用两个光轴均垂直于平面C的CCD摄像机分别对小轴1、小轴2及其激光光条进行拍摄, 通过计算机图像处理, 就分别在CCD1、CCD2的图像上得到了小轴1轴线与激光光条Ⅰ之间的角度α0、小轴2轴线与激光光条Ⅱ之间的角度β0。由于在CCD1和CCD2图像平面上的激光光条是由同一个线结构激光平面得到的, 彼此平行, 因此就得到了小轴1的轴线A与小轴2的轴线B在垂直于主轴的平面C上的投影之间的夹角γ0=180°-α0-β0。

在上述测量原理中, 借助公共光学基准的桥梁和纽带作用, 把大尺寸空间的两个小轴轴线的夹角测量问题, 简化为常规空间内每个小轴轴线与公共基准的夹角测量问题。

由此可知公共光学基准的重要作用, 如若没有公共光学基准而直接采用单CCD视觉测量, 则要求CCD的景深大于7m, 两个被测对象的像很难同时清晰, 同时为保证CCD具有足够的视野范围, 不得不以牺牲CCD的分辨力为代价, 欲实现准确测量极为困难。如若采用传统的多CCD视觉测量, 则需要在对相距7m之远的CCD之间进行严格现场标定基础上, 在大于7m的空间里进行复杂的坐标测量, 并且难以对现场环境中位姿随机的被测对象进行可移动式的实时测量。

激光束传播距离远、准直、漂移小且能量集中, 很适于作为大尺寸空间的光学基准。虽然在铅垂方向由于大气层的密度不同光束也会发生弯曲, 但在50m的范围内产生的倾角误差为0.2″, 通常可忽略不计。同时, 光束是没有实体体积和重量的, 从而易于以便携式的仪器实现大尺寸空间的非接触测量, 这显然十分必要, 因为此类测量通常是在大型装备的装配过程中进行, 甚至需根据测量结果指导装配, 而被测对象是笨重的大型装备或装备上的部件, 不可能将它们搬到仪器上进行测量。

2 公共光学基准的建立

公共光学基准包括单束基准和多束基准, 前者由一束线结构激光平面构成, 后者由一组平行的线结构激光平面构成。

在大型工程中, 常常要求在装备安装完毕后, 再调整检测它们的相对位置, 此时在两个被测几何元素间常伴有障碍物, 为此提出跨越障碍物建立公共光学基准的方法, 如图2所示。6和4分别是两个被测对象, 为了使光束越过障碍物5, 由激光器2发出的线结构光经光学器件1的分光镜面A1后, 一路透过分光镜面A1经反光镜B1投到被测对象6上, 另一路经分光镜面A1和反光镜A2、B2反射投到被测对象4上。这时, 投射到被测对象6与4的光束Ⅰ和Ⅱ是平行的, 可形成公共光学基准。

按照该方法, 即使由于现场安装等因素导致光学器件1和3不平行, 或入射光不垂直于器件1的入射面, 出射光束Ⅰ和Ⅱ也仍然是平行的, 从而有利于保证公共光学基准的精度。

3 测量系统设计

根据上述基于公共光学基准的测量方法, 针对以下工程问题开发了测量系统。

在机动的检测车上, 一个大型轴类工件表面的一端有一个圆孔, 在相距7m的工件表面另一端有两个沿主轴对称分布的V形钮, 要求测量圆孔中心线与两个V形钮公共轴线在垂直于工件轴线的投影面上的夹角。

测量系统主要包括提供公共光学基准的激光器、对被测对象进行图像采集的两个CCD摄像机、用于图像处理的软件系统。此外, 由于线结构激光无法在圆孔的表面形成激光光条, 而且在现实中不存在一个能体现两个V形钮公共轴线的实体, 因此建立两个标杆来分别体现两个V形钮的公共轴线以及圆孔的中心线, 同时为线结构激光提供接收载体。

位于检测车尾部的笔式半导体激光器发出线结构激光。所选用的基于鲍威尔透镜的激光器在光截面方向上, 如图3所示, 光强在相当大的扇角范围内呈平均分布, 而不是传统的高斯分布。并且, 即使该线结构激光的扇形中心不是正对着被测对象, 也依然如此。

由此可在相距甚远的两个被测对象上同时得到强度均匀、清晰稳定、边缘齐整的激光光条, 并可避免因光强过弱所导致的光条模糊和因光强过强所导致的光条散斑现象, 从而提高公共光学基准的精度。此外, 在图像处理中, 由轮廓提取而得到的光条边缘的方向就可作为光学基准的方向, 从而避免了对光条中心的复杂提取。

扇角为20°的便携式激光器发出扇形的光平面, 如图4所示, 分别在700mm远的标杆1和7m远的标杆2上形成激光光条EC1、C2F, 其中E点、C1点、F点对应激光中心的角度分别为9.7°、4.6°和5.7°。35mW激光器的焦距设定为3.5m, 各光条的宽度均在4mm以内。

在标杆的设计建立中, 使标杆尽可能精确地体现被测轴线或中心线, 以减少由此带来的转换误差, 提高测量的精度。

为体现两个V形钮的公共轴线, 如图5所示, 在标杆组件1上设计有一个V形槽, V形槽的两端由拱形架相连, 拱形架的一端固结一个平面标杆, 该平面标杆的中心线与V形槽的轴线同轴。工作时, V形槽跨置在两个V形钮上, 此时的平面标杆中心线可体现两个V形钮的公共轴线。为确保标杆中心线与V形槽的轴线同轴, 加工工艺采取先将标杆与工艺圆柱制成一体, 并保证标杆中心线与工艺圆柱同轴, 之后在圆柱与V形槽正确接触的情况下, 将标杆与拱形架固结, 再去掉标杆上的圆柱, 完成标杆组件1的整体加工。

为体现被测圆孔的中心线, 在建立标杆组件2时, 标杆组件上部的平面标杆中心线与其下部的安装轴同轴, 安装轴设计为可涨结构, 以保证工作时标杆的安装轴与被测圆孔的侧壁紧密接触, 这样, 不但平面标杆中心线能够可靠地体现圆孔中心线, 而且可以减小安装轴的直径误差对体现精度的影响, 同时也方便标杆的固定和拆卸。

为避免光条在平面标杆的正面与侧面交界处产生变向和不连贯, 影响光条的成像质量及测量的精度, 在轴的基础上加工平面标杆时, 如图6所示, 对轴进行纵切并使轴的端面剩余小半圆, 并以切削平面作为线结构激光的接受面。

通过两个分辨率为8μm的黑白面阵 (1/2) ″CCD摄像机, 分别对相距300mm的被测标杆及其激光光条进行图像拍摄。具有数字抗混叠特点的图像采集卡通过USB2.0接口, 与便携式计算机连接并实现图像传输。

图7所示的原始拍摄图像, 通过图像的预处理、分割、轮廓提取等环节后得到的目标轮廓为:线结构激光投射在平面标杆上所形成的封闭梯形轮廓, 如图8所示, 其中P1 (P2) 为特征点, 具有极值Xmax (Ymin) 。

通过图像跟踪, 在识别到梯形轮廓的特征点P1 (P2) 后, 以此为起点沿封闭轮廓搜索各点, 根据梯形轮廓的几何特点, 分别得到与标杆中心线平行的底边P1M1 (P2M2) 上的数据点, 以及斜边P1N1 (P2N2) 上的数据点, 进而由一元线性回归分析得到标杆中心线和光条直线的斜率以及它们的夹角。

4 应用测量实验结果

利用所开发的测量系统, 对相距7m的两个标杆的中心线之间的夹角γ进行了测量。

通过分别对标杆1与公共光学基准的夹角α及标杆2与公共光学基准的夹角β连续测量30次, 得到测量的标准差均为0.005°。故γ=180°-α-β的单次测量不重复性误差为$\pm 3\sigma {}_{\gamma }=\pm \sqrt{0.015{}^2+0.015{}^2}=\pm 0.021°$。该误差主要由CCD拍摄及图像处理引起。

此外, 针对一个测量系统和被测对象进行三批次的重新安装, 并在每次安装后进行连续多次测量。实验表明, 由于测量系统的重新安装, 被测角度γ的测量平均值的变化范围为从85.725°到85.758°, 三批次测量平均值的标准差为0.019°。因此测量系统的安装误差为±0.057°。故得到测量系统的随机误差为$\pm \sqrt{0.021{}^2+0.057{}^2}=\pm 0.061°$。

5 结论

(1) 通过在数米至十几米的大尺寸空间内建立公共光学基准, 结合视觉测量和计算机图像处理技术, 借助测量公共方向基准与各个几何元素之间的夹角, 可简便地实现对大尺寸空间的异面几何元素之间夹角的测量。

(2) 结合实例, 分析了建立单束公共基准、通过标杆体现被测元素并建立公共基准、跨越障碍物建立公共基准的方法。

(3) 按所提出的测量方法, 针对一个实际工程问题设计了测量系统, 并对相距7m的两条异面直线的空间夹角成功地进行了现场测量。测量具有可移动、便携、成本低, 适于现场测量的特点。

摘要：提出了基于公共光学基准的大尺寸空间的角度测量方法。通过在数米至十几米的大尺寸空间内建立公共光学基准, 结合视觉测量和计算机图像处理技术, 借助测量公共方向基准与各个几何元素之间的夹角, 可简便地实现对大尺寸空间的异面几何元素之间夹角的测量。分析了建立公共光学基准的方法。按照所提出的测量方法, 对相距7m的两条异面直线的空间夹角成功地进行了现场测量。

关键词：大尺寸空间,角度测量,公共基准,光学基准

参考文献

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[2]邵建新, 邱自学, 袁江, 等.大量程自由曲面的自适应跟踪测量方法研究[J].中国机械工程, 2009, 20 (9) :1045-1047.

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