梁晉文

梁晉文

梁晉文,教授。廣東南海人。1947年畢業於清華大學機械工程系。建國後,歷任清華大學副教授、教授,國務院學位委員會第一、二屆學科評議組成員,中國講師測試學會第二屆副理事長,北京市計量測試學會第二屆理事長,全國高等學校互換性與測量技術基礎研究會理事長。長期從事光學儀器與幾何量計量研究。負責研製成三維光柵劈錐(102型)測量機、自動邊疆照拍機、計算機磁碟膜厚度測量儀。《互換性與技術測量》。

基本信息

簡介

梁晉文 梁晉文

梁晉文,機械製造和精密計量專家。他長期從事機械製造中標準化、互換性、光學精密儀器及計量測試等領域的教學和科研工作。在高等教學崗位五十多年來,曾獲優秀教師稱號。他培養了一批研究生。他是國內第一個公差與技術測量實驗室的創建者。在國內外率先領導研製出大型機械幾何量測量成套設備,在國內首先研製成劈錐三維測量機、郵票乾版連拍機、晶片分布重複光刻機以及磁碟測試成套設備等25項,獲得了多項國家獎勵。編著科技專著5部,主編《長度計量叢書》一套。他是計量測試、光學精密機械、儀器及機械製造互換性等領域的學術帶頭人物之一。

人物生平

梁晉文,祖籍廣東省南海縣,1921年11月21日生於內蒙古豐鎮縣的一個鐵路職員家庭。其父為官清廉,但為當時社會所不容,經常失業,家境常陷於困境,養成他艱苦奮鬥的性格。在西南聯大和清華求學期間,學校的校風對他影響尤甚。西南聯大的校訓是“剛毅堅卓”,清華大學的校訓是“厚德載物自強不息”。西南聯大是日本帝國主義侵占華北時,北大、清華、南開三校南遷聯合辦的大學,秉承了三校的優良傳統,聚合了眾多著名大師、專家教授。這樣人才密集的現象是空前的。儘管西南聯大處在強敵入侵、風雨如晦的艱苦環境中,它仍以剛毅不拔的精神、堅持嚴格的學風,團結自由的學術風,為國家建設培育了大批高素質的人才。在自然科學方面,如兩彈一星23位功臣中,西南聯大的教師和學生就有9人;兩院院士和國外院士有153人(迄1995年止);此外還培育出兩名諾貝爾獎金獲得者楊振寧和李政道。在人文科學方面,中科院哲學科學學部1955年評出的54名學部委員中,有西南聯大教師11名。在西南聯大這樣剛毅堅卓卻又自由寬鬆的學術氣氛中,梁晉文耳聞目染,為他日後幾十年艱苦奮鬥奠定了思想基礎。

梁晉文能自覺學習黨的方針政策,熱愛祖國、熱愛中國共產黨。清華園解放前在進步老師和同志的帶動下,閱讀進步書籍。北平解放後,他積極參加“清華大學進城宣傳隊”,既宣傳了黨的方針政策又教育了他自己。

梁晉文從教後,他又師從許多著名教授如劉仙洲、莊前鼎、李輯祥等得到許多教誨,並經常向其他專業的大師如戴芳瀾、潘光旦、陳達等請教。他從這些名教授處學到了嚴格要求、極端負責、專心於教學與科研事業以及做人的高尚品德,腳踏實地、著重實踐的工作作風。他對待工作認真負責,與同志合作相處很融洽,他滿腔熱情幫助年青教師,能不恥下問,對學生既教書又育人。

他長期從事機械製造中標準化互換性、光學精密機械儀器及計量測試

梁晉文參與開發的雷射干涉儀 梁晉文參與開發的雷射干涉儀

等領域的教學工作。在高等教學崗位五十多年來,擔任過多種有關課程的助教和講授工作。1950年,在國內高校中是他和他的老師金希武教授最早將公差與技術測量作為一門獨立學科講授,1951年國內第一個公差技術測量實驗室是他創建的。他積極鑽研各個教學環節,曾於1963年獲優秀教師稱號。梁晉文特別注意有關國家經濟建設政策,注意新原理、新技術在工業中的套用。自50年代以來,他先後承擔並完成國家和部委的以及“六五”到“九五”攻關、部委攻關項目26項,並得到聯合國開發署的援助。多數成果已移交給有關工廠使用,獲得較大的經濟與社會效益。

在50多年的工作中,梁晉文積極參加我國各層次的學術活動,推動我國機械工業和計量測試科技的發展。他先後兼任過30多個學術機構、政府諮詢部門的職務。1978年至今,他是中國計量測試學會第一屆理事,第二、三屆副理事長。1980至今,他是北京計量測試學會第一屆副理事長,第二、三屆理事長。1980~1987年,他兼任原國家標準局“形狀和位置公差標準化”技術委員會副主任委員。1981~1991年,是國務院學位委員會工學學科評議組成員。1983~1988年:高等工業學校機械製造(冷加工)類專業教材編委會委員,兼互換性與計量測試教材編審組組長。1984~1994年,為北京市人民政府第一屆到第五屆專業顧問。1984年至現在,擔任全國高等院校互換性與測量技術基礎研究學會第一、二屆理事長。1985~1994年,是國家科學技術進步獎評審委員會委員。1987~1992年,為高等工業學校機、電、兵工類教學指導委員會顧問。1994~1997年,第二屆國防計量測試技術委員會委員,等等。他多次在國際國內學術會議中擔任重要職務。

梁晉文科研成就卓著,他的研究成果對我國的精密計量技術有重要影響。其成就可概括為四個方面:機械製造中標準化互換性公差標準的制訂,光電精密儀器的設計與研製,大型機件幾何尺寸檢測技術與裝備的研製(大尺寸測量)和微小尺寸測量技術——磁碟測試設備的研製。

學術成就

1955~1959年間,他作為高校唯一專家參加制訂了光滑圓柱體公差與配合國家和部頒標準。1963年,我國派出代表團參加“1963年社會主義國家標準化國際會議”。梁晉文是代表團顧問,隨團出席會議。會上我國發表了1961~1963年完成他參加的三個科研項目。在國家粗糙度標準的制訂中,他提出了驗證實驗研究方案,並承擔了主要測試工作。他參加了齒輪公差標準的分析、研究以及實驗。他參與起草了形位公差標準。由於在這方面學術造詣較深,在“文化大革命”後由國家標準局和一機部標準

梁晉文參與開發的雷射測長技術 梁晉文參與開發的雷射測長技術

化所任命他為“國家形位公差標準委員會”副主任。梁晉文的第二方面貢獻是他所進行的光電精密儀器研究。他領導並參加研製的六台高精度的光電精密儀器在國民經濟和國防建設中發揮了重要作用。

500mm光電比較儀是以他為組長為原三機部4所(現航空部304所)設計的用於國防口檢驗標準刻線尺的大型精密基準儀器。在設計初始階段(1961年),雷射光源剛出現不久,他已預見到進一步發展可以用雷射干涉技術提高儀器的測量精度,所以在設計時預留出干涉儀及其附屬檔案的安裝位置。隨著雷射干涉技術成熟,該儀器機構不加任何改動即能將干涉儀順利地配置在儀器上,提高了儀器的測量精度。這是我國第一台光電干涉比長儀,在檢驗長度儀器標準刻線尺方面發揮很大作用。

半自動光柵式三維劈錐測量機是當時國防工業重點項目,由清華大學精儀系與計算機系合作,於1965年開始1970年完成。他作為課題組長,負責測量原理和總體設計,並領導項目組教員指導畢業班學生,對擬採用的機構進行實驗、設計。在“文化大革命”期間,他應國防工辦的要求,下廠和工人共同加工零部件。該機是我國第一台光機電一體化的光柵三坐標測量儀器,也是國內第一台用光柵控制和讀數的計量儀器。此儀器在218廠投入使用後提高了產品質量,工效提高了數十倍,解決了國防急需,達國際先進水平,深得國際專家推崇。該項成果獲1978年科學大會獎。

自動連續照拍機(製造郵票套色乾板)是1974年學校開門辦學接受的郵票廠的項目。他是課題組長,負責總體及全部結構的設計與製造。1975年教員和學生撤回學校,他獨自一人留駐廠一年半,會同該廠工人將全套圖紙修改繪製,並赴各工廠以講課換工方式請求協助加工。自動控制部分是同組教員孫培懋住廠完成的。此機也是一台光機電一體化的大型精密儀器。為國內首創,當時性能類似這台儀器的商品尚未推向國際市場。該機坐標精度為0.01mm/800mm全長。此機鏡頭由一非等距精密絲槓傳動,可根據原畫圖形及郵票大小按牛頓成像公式移動自動對焦。1978年在郵票廠投入使用後大大提高了我國郵票的套色質量,提高生產率20餘倍,更重要的是極大地減輕工人的勞動強度(過去是在暗室手工對準一步一步拍照)。因此獲1978年全國科學大會獎和郵電部重大科學技術獎。在晶片分步重複照相光刻機研製中,梁晉文負責原理方案的確定及總體和部分機構的設計。此機採用雷射干涉控制和定位,在70年代清華大學生產百餘台,為當時我國半導體工業起步作出了貢獻。

24m雷射干涉地形變儀是1976年唐山大地震後,地震局及北京市科委下達的地震預報項目。他是課題組長,曾數次赴地震台調研,提出測量原理,指導助手及學員進行設計實驗及測試。1980年任務完成後交北京大灰廠地震台站使用。獲北京市科技進步成果二等獎。

自準直儀的檢查儀是1970年開門辦學的產物,他為課題組長。親自設計,並指導學生進行加工和裝調。此儀器採用最簡單的正切原理及簡單結構,從設計到製成儀器,只用了兩個月時間。北京量具刃具廠用於生產儀器的檢定,檢定的數據與計量科學院檢定的數據完全吻合。

梁晉文參與開發的雷射測長技術

70年代末,他在兼任國家標準局“形位公差標準化委員會’副主任委員時,各工廠反映大型機械的形位誤差無有效測量手段,機組質量無法保證。他聽在耳記在心,建議他所在的清華大學光學儀器教研組以極大極小機械的質量控制為研究方向,提出應該用雷射、光纖、光電以及誤差分離技術等高新技術和原理進行極大極小工件的測量技術的研究。在國內他首先套用CO2多波長雷射器進行無導軌絕對尺寸測量的研究,由UNDP支持並驗收。在此基礎上,他提出了用He-Ne3.39μm雙波長進行無導軌絕對大長度測量。這在國際屬首創,首次制出3.39μm雙波長雷射器並獲發明專利。這一領域的研究工作為最終形成使用高精度大長度絕對測量技術與儀器準備了技術條件。與此同時,他還首次提出了用誤差分離原理和技術分離加工工具機誤差和加工工件多參數誤差,實現了大尺寸工件的在位測量,解決了許多大件幾何參數無法測量的難題。80年代初期,為了使科學研究更好為國民經濟服務,他又對國內十數個大企業工廠進行調研。根據重型機械製造工業,特別是能源機械製造,缺乏高質量的檢測手段,針對國家十二項重大工程所需的技術,他提煉出影響質量的共性技術,並在以前研究的基礎上,決定更系統地進行

梁晉文參與開發的工具顯微鏡 梁晉文參與開發的工具顯微鏡

大型機件的尺寸及形位誤差測量技術的研究。由於這類計量技術對重型機械、造船、冶金、航空、航天等工業部門產品的重要作用,由國務院重大辦、機電部重大辦列入“七五”、“八五”國家科技攻關項目,同時得到聯合國開發計畫署(UNDP)100萬美元的援助。之後又被列入“九五”國防工業科技攻關項目。這個項目包括尺寸、形狀和位置三類誤差的十數個參數的測量技術和裝備。所有項目他都是項目主任或課題組長或導師。負責提出各子課題的測量原理和方法,確定各課題的總體方案和結構設計,確定實驗方法等等。他帶領教師和研究生完成了契約規定的10台(套)測量裝備或儀器。大軸圓度和端跳臨床測量儀可測長10m,軸承直徑400~1000mm的大軸。之前,此種軸的圓度國內外均無法測量。他創造性地提出在加工工具機上採用誤差分離原理解決了此項難題。誤差分離技術是將工具機主軸的誤差分離掉,通過數據處理獲得大軸的真正圓度和端跳。測量精度高,測500mm直徑的軸精度為2μm;1000mm的軸精度為5μm。這台儀器移交給哈爾濱汽輪機廠,該廠曾用它驗收購自德國的加工大軸的三組機(據稱此機價約2000萬元),效果很好,產生較大的社會效益。中德雙方均滿意和讚賞此項技術。儀器被鑑定委員會評為國際先進。這一成果獲國家科委火炬辦的高新技術優秀產品獎。

大軸圓柱度在位測量儀可測長10m,軸承直徑400~1000mm的大軸。這也曾是國內外均未解決的難題。哈爾濱汽輪機廠曾為海軍加工大齒輪,首批加工六七個均不合格,經梁晉文研究檢測後,發現這台儀器的工具機主軸誤差大。主軸經修正後,加工的齒輪達到了海軍的要求,因而得到海軍許多訂貨,產生很大經濟、社會效益。鑑定委員會對此儀器評為國際首創。這一成果也獲國家科委火炬辦的高新技術優秀產品獎。

水輪機鏡板是平面滑動軸承,外直徑2~6m,中間孔徑1~2m。鏡板用於支撐全部電機轉子、聯結軸及水輪葉片,其重者可達1000t以上,要求平面度小於3μm。據工廠工程師講曾經發生過因鏡板平面誤差大造成乾摩擦而使表面燒毀的事故。停機送回工廠修復周期約需半年到一年。工廠認為鏡板是水輪機最重要的零件之一。為了解決這一問題,梁晉文研究成了水輪機鏡板平面度測量裝備,此裝備於1989年移交給哈爾濱電機廠使廠方能檢測鏡板的平面度,可檢測2m直徑的鏡板。此項技術於當年被鑑定委員會評為國際首創。經進一步改進,1998年可檢測6m直徑鏡板。

以上三項技術解決了國內外尚未解決的難題,因此三項成果共同獲:1991年國務院重大技術裝備領導小組頒發的“國家重大技術成果二等獎”;1991年國家計委、科委、財政部頒發的《國家科技攻關榮譽證書》。第三項“水輪機鏡板平面度測量儀”獲得1993年國家發明四等獎。

雷射雙光束平面度測量儀(簡稱平面度儀)用於檢測低、中、高壓汽缸中分面的平面度。工件對角線為6~8m。為防漏氣,要求測量精度優於0.02m/結合面全面積。此儀器採用將一條光束分為上下兩束光,取兩束光讀數的平均值作為平面度誤差。此成果已經移交給哈爾濱汽輪機廠現場使用。鑑定為國際先進。

雷射光纖大孔同軸度測量儀:此儀器是為汽輪機組各軸承孔對準而研製的,代替用假軸或拉鋼絲的方法組裝機組。很適合安裝現場套用,已交哈汽廠使用。鑑定為國際先進。

大尺寸工件平行度、垂直度測量儀:用以檢測巨大型高低壓氣缸體的相互位置誤差。精度優於5×10-6L。鑑定為國際領先,已移交給哈汽廠現場加工檢測用。

旋光準直儀:用以測量高精度工件直線性。同時也是測量各項誤差儀器的輔助儀器,精度為2×10-6L。

雷射大型工件外徑測量儀:用於測汽輪機轉子等大尺寸工件的外徑。儀器技術含量很高,採用能自動適時修正誤差的鋁材輕型導軌、磁性定位塊及準直附屬檔案組成的光學卡尺消除阿貝誤差、自動掃描、雙頻雷射儀讀數等高新技術。測量範圍0~5m,精度±3×10-5D。1996年通過機械部鑑定,交給哈汽廠現場使用。

大型工件內徑測量儀:此儀器用於檢測汽輪機靜子等大內徑。其主要部分採用哈爾濱電機廠測大內徑量桿的原理。測桿的一端用磁性塊及柔性支撐,另一端配置讀數機構。測量範圍:0~4m;測量精度:±(0.01+1×10-5D)mm,D為直徑。1996年通過機械部鑑定,交哈汽現場使用。

梁晉文參與開發的工具顯微鏡

大軸軸徑對軸徑同軸度測量儀:此項目由清華大學和北京機械工業學院協作承擔,梁晉文是項目主任。1997年通過鑑定。測量範圍0~8m,測量精度±(0.01+3×10-5L)mm。L為軸徑間距,單位為米。

除以上“七五”、“八五”期間完成的項目以外,在“九五”期間又接受國防科委的與航空部計量所協作的三項課題。

高精度圓度、圓柱度和跳動在位測量儀:用於大、中、小尺寸迴轉體的形位誤差測量。可測圓度、圓柱度、母線直線度、徑向和端面跳動及全跳動等參數,同時可測出主軸的迴轉誤差、軸向竄動、軸嚮導軌直線度及對主軸的平行度。

大尺寸平面度平行度垂直度測量儀:此儀器是在上述第(6)項樣機的基礎上改進的,採用由半導體雷射器、單模光纖與相位板組成的準直系統產生穩定的準直雷射束作為測量基線,配以五角轉向稜鏡、CCD光電系統及攜帶型微機測量高度差。這套系統體積小便於攜帶,適合於加工現場使用。

SJD-3T大尺寸直線度、同軸度測量系統:此儀器採用雙頻雷射旋光準直及自適應光學系統原理構成,曾在中國計量院進行比對測試。證明SJD-3T具有美國惠普公司HP5528雙頻雷射干涉儀同樣的直線度測量功能,且讀數比HP5528穩定,置信度更高。除此之外,本儀器可以測量孔—孔同軸度和不連續表面平面度,而HP5528無此功能。此儀器已用於測量30m高精度導軌直線度。

大尺寸測量的系統研究成果在國際上產生了較大影響。日本學者了解到如此有系統的研究工作後,回國也組織了大尺寸測量委員會開展這方面的研究。並邀請清華大學派員講學。前蘇聯光機學院院長諾維科夫致函教委,認為中國在大尺寸測量技術方面已領先於俄羅斯。俄羅斯、德國、印度、羅馬尼亞、巴西等國專家要求合作或交流資料與經驗。

人物年表

1921年11月21日 生於內蒙古豐鎮縣。

1942年11月-1943年6月 在重慶交通大學機械系一年級借讀。

1943年9月-1946年6月 在昆明西南聯合大學機械系學習。

1946年9月-1947年7月 在清華大學機械系就讀,獲學士學位。

1947年-1961年 在清華大學任機械系助教、講師。

1961年-1980年 精密儀器與機械學系副教授。

1980-現在,清華大學精密儀器與機械學系教授,博士生導師。

主要論著

1 金希武,李民范,梁晉文(執筆).公差與技術測量.北京:高等教育部教材編輯處,1954年.

2 梁晉文與航院合作譯自俄文.公差與技術測量實驗.北京:高教出版社,1955.

3 梁晉文編著.互換性與技術測量.北京:機械工業出版社,1958.

4 梁晉文主編.長度計量叢書.北京:中國計量出版社,1984-1996年.

5 梁晉文主編.幾何量實用測試手冊.北京:機械工業出版社,1985.

6 梁晉文,陳林才,何貢.誤差理論與數據處理.北京:中國計量出版社,1989.

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