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天眼柔性骨架柳工欧维姆智造专用座套

豪格机械网 2022-08-26 15:37:52

“天眼”柔性骨架柳工欧维姆“智造”

7月3日,全球最大的单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(下简称FAST),在贵州平塘县完成最后一块反射面单元的吊装。至此,这个“观天巨眼”的主体工程已完工。   柳工欧维姆公司此次承接了“天眼”的反射面索网工程,反射面索网可谓是“巨眼”的骨架。这“观天巨眼”正是依靠索网的柔性伸缩来调整反射面,实现对宇宙现象的对焦、定位及追踪。

柔性索网织成“大锅”

“有一位专家打了个比方,中国皮影戏的人偶,每个关节都很灵活,那是因为用了柔软的线去控制。”欧维姆公司参与“天眼”工程施工的一位工程师这样形容自己公司的杰作。

通俗地说,“天眼”的反射面,由欧维姆用钢索编织了一个整体形状似大锅、带有孔洞的钢索网,之后把一块块“镜面”填进这些孔洞,最终形成了“天眼”的发射面。

“观天巨眼”究竟强在哪?据专家介绍,帮助反射面变位的2000多个液压促动器,是通过伸缩实现精准定位、协同运动的。

“欧维姆做的反射面索网,是实现反射面精准定位、协同运动的关键。”欧维姆公司总经理助理、FAST项目欧维姆总调度张升华介绍说,现在国际上大多数射电望远镜,都是依靠机械式的齿轮推动“大锅”(反射面)转向去定位追踪星象,而FAST的最大创新,在于它的“大锅”是用索网织成的,这口“大锅”依靠柔性索网的伸缩,来协助反射面变位,进而去聚焦、定位和追踪。

施工“摸着石头过河”

“要说这个项目难在哪?首先就是没有什么经验可以借鉴。”参与FAST索网施工的欧维姆一位工程师介绍,柔性索网作为支撑的射电望远镜,国内外都没有太多的现成数据和经验可以借鉴,整个索网的结构分析,都得靠欧维姆以及其它合作单位共同来摸索。

比如连接6670根主索的2225个节点,每个节点都有一个坐标,哪个点应该在哪个空间位置,必须按照坐标施工,才可以保证整个索网的稳定。坐标的误差范围没有数据可参考,只能根据总体设计要求自己摸索。

“我们对某个瞬间的温度、风载作细致分析,来计算误差。”这位工程师说,按原理来说,计算时的温度应该是20°,但施工现场不可能恒定在20°,也有可能是30°,所以就得反复计算修正,而2225个节点的计算量是非常大的。

张升华说,FAST的索网项目,对欧维姆来说几乎是“摸着石头过河”。例如,索网与反射面单元件连接的上部节点盘,“一个节点有6个自由度。”张升华说,但这6个自由度不是随意变动的,有些要约束,有些不用,这些运动轨迹都要满足索网的变形要求。为了达到这样的控制,欧维姆花了两年时间去研究节点盘,最终生产出了合格的产品。

数万钢索配件都有“身份证”

“索网中一共有6670根主索,2225根下拉索。而在这8895根索中,同样的索不会超过10根。”张升华说,用来制作索网的索,长度在10米—13米之间。为了和反射单元严丝合缝,每根索的长度精度必须控制在正负1毫米范围内。从出厂开始,索就必须平直运输,不允许有任何弯折。为此,欧维姆还专门制作了运输索的架子。

这8895根索,每一根都有它固定的位置和安装顺序,绝对不允许搞错。为了精准定位,欧维姆对每一根索都制作了“身份证”,即系统识别号,通过识别号来追溯索的安装位置和顺序。而安装整个索网,还有几万件的配件。这些配件是“一个萝卜一个坑”,哪件安装在哪,也绝对不允许搞措。为此,欧维姆还为这些配件都配备了识别号。

据介绍,欧维姆此次担任的FAST反射面索网工程,获得了中国钢结构协会科技进步特等奖,同时已被授权两个发明专利。(本文来自柳工)

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