多级差分真空系统的装配方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多级差分真空系统的装配方法，在多级差分真空系统的支架上焊接第一靶标座，建立支架坐标系，使支架处于水平位置；在各级真空室表面焊接第二靶标座，获取各级真空室的第二靶标座中心的坐标值；按顺序将五级真空室放置在各自支座底板上，偏移支架坐标系到每级真空室的理论中心，导入真空室的标定值至计算机；准直第三级的真空室的支座底板；准直第二级和第四级真空室，将第二级和第四级真空室中心调节到束流中心理论位置；将测定的三级真空室进行密封；将第一级和第五级真空室准直调节到位，做密封连接；选取第三级真空室的坐标系为整体系统的坐标系原点，通过第二靶标座恢复坐标系并重新测量各级真空室所有的靶标点，设为标定值。设为标定值。设为标定值。

【技术实现步骤摘要】
多级差分真空系统的装配方法


[0001]本专利技术涉及差分真空系统的装配
，具体是关于一种多级差分真空系统的装配方法。

技术介绍

[0002]差分真空系统是超重核研究实验终端的核心部件，是实现压强大范围内真空过渡的基本实验设备。
[0003]多级差分真空系统通常分成多段机械腔，每段长度在0.5米左右。腔体中心线的安装精度是影响设备在线运行性能参数的关键之一。为了保证多级差分真空系统各段机械腔的中心线对齐到理论束流线上，需要对差分真空系统真空室进行装配，目的是为了寻找每段腔体的中心线并准直到束流理论位置。
[0004]目前，多级差分真空系统的准直安装均是基于激光跟踪仪、测量臂等仪器完成的。仅仅依靠激光跟踪仪和测量臂等仪器使得测量不准确、误差大；且现有的多级差分真空系统的准直安装均受现场环境限制。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种多级差分真空系统的装配方法，以缓解现有技术中差分真空系统真空室在线安装时受现场环境限制等技术问题，且测量准确、误差小。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0007]本专利技术所述的多级差分真空系统的装配方法，该多级差分真空系统包括支架和通过支座底板可移动地设置在支架上的多级真空室，所述真空室主要由腔体主管、刮束环管道和阀门管道组成，该装配方法包括如下步骤：
[0008]1)在多级差分真空系统的支架上焊接第一靶标座，建立支架坐标系，通过激光跟踪仪和反射球配合第一靶标座测定支架，使支架处于水平位置，并使支架固定不动；
[0009]2)在各级真空室表面焊接第二靶标座，对各级真空室进行标定，获取各级真空室的第二靶标座中心的坐标值；
[0010]3)清洗差分真空室后，按顺序将五级真空室放置在各自支座底板上，偏移支架坐标系到每级真空室的理论中心，导入每级真空室的标定值至计算机；
[0011]4)准直调节第三级中心位置的真空室的支座底板，保证第三级真空室中心与束流中心的误差不超过0.5毫米；
[0012]5)准直调节第三级中心位置的真空室两边的第二级和第四级真空室，将第二级和第四级真空室中心调节到束流中心理论位置，误差不超过设定值；
[0013]6)将步骤4)和5)分别测定的三级真空室的腔体主管依次首尾连接，进行密封；
[0014]7)重复步骤5)和步骤6)，将第一级和第五级真空室准直调节到位，保证同轴度误差不超过设定值，相邻真空室的腔体主管做密封连接；
[0015]8)安装各级真空室后，选取第三级处于中心位置的真空室的坐标系为整体差分真空系统的坐标系原点，通过第二靶标座恢复坐标系并重新测量各级真空室所有的靶标点，设为差分真空系统的标定值。
[0016]所述的装配方法，优选地，所述支架包括支架框架、可调支座和导轨，所述支架框架主要由四个支腿、上部横梁，中部横梁和中部纵梁组成，四个所述可调支座分别设置在四个所述支腿的底部，所述上部横梁设置于四个所述支腿的顶部，两个所述上部横梁上分别设置两个导轨；两个所述中部横梁分别连接前侧的两个支腿和后侧的两个支腿；两个所述中部纵梁分别连接左侧的两个支腿和右侧的两个支腿；两个所述导轨上从左至右依次设置有若干个所述支座底板，每个所述支座底板上设置一级真空室；所述刮束环管道和所述阀门管道分别设置于所述腔体主管的前后两侧，且所述刮束环管道和所述阀门管道错位设置；所述腔体主管的左右两侧分别设置有对接法兰，所述腔体主管右侧的对接法兰密封设置且中部插接有差分管道；所述刮束环管道的自由端设置有刮束环管道法兰，所述阀门管道的自由端设置有阀门管道法兰。
[0017]所述的装配方法，优选地，步骤1)中所述第一靶标座数量为六个，四个所述第一靶标座分布在支架的四个支腿外侧表面，两个所述第一靶标座分布在左右两侧的中部纵梁的上表面。
[0018]所述的装配方法，优选地，所述步骤1)中建立支架坐标系是通过以下方法进行建立：测量两条导轨面的4个点构建一个导轨平面，导轨面法向为+Y方向，分别在两条导轨侧面取两个点，构建两条直线，并将两条直线投影至导轨平面，做两条投影线的平分线定为束流方向+Z，支架左端面设为Z向起始面，得导轨平分线和起始面的交点，将此交点偏移到束流理论高度后设置为原点，所述原点位于束流中心上。
[0019]所述的装配方法，优选地，通过第一靶标座测定支架，使支架处于水平位置的方法为：将反射球分别放置在导轨面上，激光跟踪仪获取的绝对水准面的坐标，将支架调平，保证导轨平面相对于模拟的束流中心的高度距离与理论值一致。
[0020]所述的装配方法，优选地，在步骤2)中，每个真空室设置有四个所述第二靶标座，两个分布在所述刮束环管道顶部表面上，且沿刮束环管道中心线两侧对称设置，刮束环管道上的两个第二靶标座的夹角为45
°
；另两个分布在所述阀门管道顶部表面上，且沿阀门管道中心线两侧对称设置，阀门管道上的两个第二靶标座的夹角为45
°
。
[0021]所述的装配方法，优选地，所述步骤2)中对各级真空室进行标定方法为：利用测量臂或跟踪仪测量差分管道的外圆，保证测量80％的管道长度，构建一个长圆柱几何要素，圆柱的中心线沿束流方向设置为坐标系+Z方向，测量刮束环法兰的法兰面，设置其法向为坐标系X方向，测量刮束环的法兰的外圆圆心，投影圆心到束流轴线上，定为坐标系原点，坐标系建立完成，用测量臂或跟踪仪配合反射球测量四个第二靶标座中心点的坐标值作为准直的理论坐标值。
[0022]所述的装配方法，优选地，所述步骤6)中进行密封连接的方法为：将密封圈放置在相邻两段真空室对接法兰之间，选择法兰螺钉的四个对角点位，螺钉连同螺帽预紧连接。
[0023]所述的装配方法，优选地，步骤1)和步骤2)的第一靶标座和第二靶标座是采用不锈钢材料加工而成。
[0024]所述的装配方法，优选地，在步骤1)和步骤2)之间还包括如下步骤：
[0025]1.1)采用激光跟踪仪和反射球测量靶标座的中心点坐标，作为支架坐标系的基准,该基准用于差分真空系统的装配作业间断以后再次工作时恢复支架坐标系。
[0026]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0027](1)装配过程中不易因磨损使靶标座基准孔尺寸发生变化，进而引入系统测量误差，影响结果；
[0028](2)差分真空系统腔体装配用靶标座与腔体焊接安装，靶标座不容易脱落，稳定性好；
[0029](3)差分真空系统腔体装配后作为整体线上安装，只需调节支架的可调支座，安装步骤简单、精度容易控制。
附图说明
[0030]图1为本专利技术所述的多级差分真空系统的结构示意图；
[0031]图2为图1中的真空室的结构示意图；
[0032]图3为图1中的支架的结构示意图。
[0033]图中各附图标记为：
[0034]1‑
真空室；11
‑
腔体主管；12
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级差分真空系统的装配方法，该多级差分真空系统包括支架和通过支座底板可移动地设置在支架上的多级真空室，所述真空室主要由腔体主管、刮束环管道和阀门管道组成，其特征在于，该装配方法包括如下步骤：1)在多级差分真空系统的支架上焊接第一靶标座，建立支架坐标系，通过激光跟踪仪和反射球配合第一靶标座测定支架，使支架处于水平位置，并使支架固定不动；2)在各级真空室表面焊接第二靶标座，对各级真空室进行标定，获取各级真空室的第二靶标座中心的坐标值；3)清洗差分真空室后，按顺序将五级真空室放置在各自支座底板上，偏移支架坐标系到每级真空室的理论中心，导入每级真空室的标定值至计算机；4)准直调节第三级中心位置的真空室的支座底板，保证第三级真空室中心与束流中心的误差不超过设定值；5)准直调节第三级中心位置的真空室两边的第二级和第四级真空室，将第二级和第四级真空室中心调节到束流中心理论位置，误差不超过设定值；6)将步骤4)和5)分别测定的三级真空室的腔体主管依次首尾连接，进行密封；7)重复步骤5)和步骤6)，将第一级和第五级真空室准直调节到位，保证同轴度误差不超过设定值，相邻真空室的腔体主管做密封连接；8)安装各级真空室后，选取第三级处于中心位置的真空室的坐标系为整体差分真空系统的坐标系原点，通过第二靶标座恢复坐标系并重新测量各级真空室所有的靶标点，设为差分真空系统的标定值。2.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，所述支架包括支架框架、可调支座和导轨，所述支架框架主要由四个支腿、上部横梁，中部横梁和中部纵梁组成，四个所述可调支座分别设置在四个所述支腿的底部，所述上部横梁设置于四个所述支腿的顶部，两个所述上部横梁上分别设置两个导轨；两个所述中部横梁分别连接前侧的两个支腿和后侧的两个支腿；两个所述中部纵梁分别连接左侧的两个支腿和右侧的两个支腿；两个所述导轨上从左至右依次设置有若干个所述支座底板，每个所述支座底板上设置一级真空室；所述刮束环管道和所述阀门管道分别设置于所述腔体主管的前后两侧，且所述刮束环管道和所述阀门管道错位设置；所述腔体主管的左右两侧分别设置有对接法兰，所述腔体主管右侧的对接法兰密封设置且中部插接有差分管道；所述刮束环管道的自由端设置有刮束环管道法兰，所述阀门管道的自由端设置有阀门管道法兰。3.根据权利要求2所述的装配方法，其特征在于，步骤1)中所述第一靶标座数量为六个，四个所述第一靶标座分布在支架的四...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵博，孙国珍，柴振，王锋锋，张斌，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：