Биметаллический репер

 

Изобретение относится к геодезии, в частности к пунктам высотной основы. Целью изобретения является повышение точности. Основная 1 и вспомогательная 2 трубы с различным коэффициентом линейного расширения связаны одна с другой через рычаг 3 с шарнирными соединениями 6, 7. Опорная головка 8 выполнена в виде подпружиненного стержня и введена в контакт с верхним торцом вертикального стержня 4 рычага 3. Поверхность торца выполнена с переменным радиусом. Размещение опорной головки в вертикальной плоскости, проходящей через ось шарнирного соединения 6 основной трубы 1, позволяет уменьшить ошибку, обусловленную изгибом рычага. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 С 15/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4806924/10 (22) 28.03.90 (46) 29.02,92. Бюл. ¹ 8 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) B.Å.HoBàê и Е.Ю.Илькив (53) 528,58(088.8) (56) Левчук Г.П., Новак В.Е., Конусов В.Г.

Прикладная геодезия: Основные методы и принципы инженерно-геодезических работ. — M. Недра, 1981. с.438.

Авторское свидетельство СССР

И 157509, кл. G 01 С 15/04, 28,06.62.

@4) БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ РЕПЕР (57) Изобретение относится к геодезии, в частности к пунктам высотной основы.

„„SU ÄÄ 1716329 А1

Целью изобретения является повышение точности, Основная 1 и вспомогательная 2 трубы с различным коэффициентом линейного расширения связаны одна с другой через рычаг 3 с шарнирными соединениями 6, 7. Опорная головка 8 выполнена в виде подпружиненного стержня и введена в контакт с верхним торцом вертикального стержня 4 рычага 3. Поверхностй торца выполнена с переменным радиусом. Размещение опорной головки в вертикальной плоскости, проходящей через ось шарнирного соединения

6 основной трубы 1, позволяет уменьшить ошибку, обусловленную изгибом рычага, 1 ил.

1716329

25

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть исполь. зовано при наблюдении за вертикальными смещениями инженерных объектов.

Известна конструкция биметаллического репера, содержащая основную и вспомогательную трубы с различными коэффициентами линейного расширения, к основной трубе прикреплен индикатор смещений, опирающийся на вспомогательную трубу, Недостатком этого решения является то, что, измерив с помощью индикатора взаимное смещение основной и вспомогательной труб биметаллического репера, для определения поправки в высоту основной реперной трубы необходимо выполнить математические преобразования. Это усложняет процесс измерений и приводит к ,,снижению производительйости труда при нивелировании, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является биметаллический репео, включающий основную и вспомогательную трубу с различными коэффициентами линейного расширения, содер жащий рычаг второго рода, один конец которого жестко скреплен с шарообразной головкой репера, связанной спиральной пружиной с основной трубой, другой конец шарнирно связан со вспомогательной трубой, а длины плеч рычага до оси его вращения, жестко скрепленной с основной трубой, рассчитаны в соответствии с коэффициентами линейного расширения материалов, из которых сделаны трубы.

Недостатком этого решения является то, что опорная головка репера смещена по горизонтали относительно оси вращения рычага. Это приводит к необходимости поддерживания головки репера с помощью пружины, служащей для компенсации силовых воздействий при установке рейки; Пружина должна компенсировать вес рейки, ее следует выбирать исходя из возможных ударов рейки при установке на реперную головку, когда нагрузка многократно возрастает, т.е. пружина должна быть достаточно жесткой, поскольку, кроме того, требуется высокая точность установки реперной головки, Выбор жесткой пружины приводит к дополнительным усилиям в узлах поворота рычага. Вследствие этого возможно выдавливание масляной пленки, что увеличит трение во втулке, а при длительном использовании репера может произойти взаимодействие материалов частей шарнирного крепления с последующим их зацеплением или стиранием опорных поверхностей. Все это снижает точность установки в рабочее положение опорной головки репера.

Цель изобретения — повышение точности установки в рабочее положение опорной головки биметаллического репера.

Согласно принятому решению, эта цель достигается тем, что.биметаллический репер, включающий основную и вспомогательную трубы с коэффициентами линейного расширения ао и а8 соответственно, рычаг, концы горизонтального стержня которого соединены с трубами через шарнирные соединения с горизонтальными осями на расстоянии d друг от друга, и опорную головку с нижней частью и сферической верхней частью, содержит рычаг, выполненный с вертикальным стержнем, жестко скрепленным с горизонтальным стержнем в точке, совпадающей с осью шарнирного соединения основной трубы, опорная головка подпружиненно установлена на введенном кронштейне, жестко скрепленном с основной трубой, ось шарнирного соединения которого пересекается с вертикальной осью опорной головки, нижняя часть которой выполнена в виде конуса и расположена с возможностью взаимодействия с верхним торцом вертикального стержня, поверхность которого выполнена криволинейной с переменным радиусом кривизны, значение которого для каждой точки поверхности определяется в соответствии с заданным соотношением, На чертеже показано предлагаемое устройство.Устройство состоит из основной 1 и вспомогательной 2 реперных труб с коэффициентами линейного расширения а и ае соответственно, рычага 3 с вертикальным 4 и горизонтальным 5 стержнями. Концы горизонтального стержня 5 соединены с трубами через шарнирные соединения 6 и 7 с горизонтальными осями на расстоянии d друг от друга. Вертикальный стержень 4 жестко скреплен с горизонтальным стержнем

5 в точке, совпадающей с осью шарнирного соединения 6. Опорная головка 8 подпружиненно установлена на кронштейне 9, жестко скрепленном с основной трубой 1. Опорная головка 8 установлена так, что ее вертикальная ось пересекается с осью шарнирного соединения 6. Нижняя часть опорной головки 8 выполнена в аиде конуса 10 и распогожена с возможностью взаимодействия с верхним торцом 11 вертикального стержня

4. Поверхность торца 11 выполнена криволинейной с переменным радиусом кривизны R, значение которого для каждой точки поверхности определяется из выражения

1716329

К R d ao Sinpa

a -Qo б ао slap а,— а, d Qp SIAM

d ао $1пф ав — ap (з!пр2 — з!пр!) — s л(асс и т Г

pIn - <.Ъ б ао Slflg

a> -ao

У =arcsin (50

hatt--t !- tp, где p — угол между направлением радиуса 5

Ri è прямой, пересекающей оси шарнирных соединений;

Rp — значение радиуса кривизны при р

=О.

Устройство работает следующим образом.

При изменении температуры труб 1 и 3 происходит их взаимное смещение, что приводит к наклону вертикального стержня 4 рычага 3. Лри этом конусообразный конец

10 опорной головки 8 перемещается по торцу 11 вертикального стержня 4. Это в свою очередь, приводит к изменению расстояния между осью шарнирного соединения 6 и точкой контакта конусообразного конца 10 20 опорной головки 8 и торца 11. Причем изменение этого расстояния за счет выполнения торца 11 вертикального стержня 4 в соот. ветствии с соотношением (1) равно по величине температурному удлинению основной трубы 1, т.е. опорная головка 8 сохраняет свое высотное положение неизменным.

Докажем изложенное следующим образом.

Примем, что начальному положению ча- 30 стей биметаллического репера соответствует расстояние от оси вращения шарнирного соединения 6 до точки контакта конусооб-. разного конца 10 опорной головки 8 и то! ца

11, равное

Для величины угла р можно записать . 40.il, где -длина труб биметаллического репера;

tp — температура труб, при которой стержень 5 занимает строго горизонтальное положение;

tp — температура труб при установке óñтройства.

При t> стержень 4 рычага 3 наклонен на угол!! . При изменении температуры на ве- 55 личину Л t2 = t2- tp, где т2- температура труб при работе устройства, получим ф2 =агСЗ(П ()

При изменении температуры на величину (t2 — tI) при установке устройства и его эксплуатации расстояние между осью вращения шарнира 6 и точкой контакта конусообразного конца 10 с торцом 11 стержня 4 будет равно или

Д вЂ” î (Sin(AC Sin (àâ - (Ъ) (Ь + Л )

Ctg — йр

"-! - о (Л 4 — Л }, Учитывая, что Ëtl = tt - то Л t2 = с2 tp запишем RI - R2 = ао (tl-t2), При изменении температуры на величину (t2 — 11) длина основной трубы 1 изменится на величину — !. .(t< — t2), т.е. изменение длины основной трубы 1 на величину — i. ао.(tl — t2) компенсируется изменением расстояния от оси вращения шарнира 6 до точки контакта конусообразного конца 10 и торца 11 на величину!. ао.(t> — t2). Таким образом, опорная головка 8 сохранит неизменное высотное положение.

Предлагаемое устройство позволяет отказаться от установки измерительного элемента (например, рейки) на горизонтально установленный рычаг, что имеет место в прототипе, отпадает необходимость в снабжении устройства дополнительной пружиной. При длительном использовании устройства при неустановленном измерительном элементе на шарниры 6 и 7 будут действовать только усилия от веса стержней

4 и 5, Это создаст благоприятные условия для работы шарнирных соединений 6 и 7 при взаимных перемещениях основной 1 и вспомогательной 2 труб. Размещение точки контакта конусообразного конца 1g,c торцом

11 на одной вертикальной оси с осью вращения шарнира 5 позволяет при установке измерительного элемента уменьшить усилия, 1716329 действующие на шарнирные соединения 4 и 5, по сравнению с прототипом. и «Р б Ъsinp

% — Ро

Og — Qg

Составитель Е.Илькив

Техред М.Моргентал

Корректор М. Шароши

Редактор А.Маковская

Заказ 604 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прц ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Биметаллический репер, содержащий основную и вспомогательную трубы с коэффициентом линейного расширения, соответственно а и ао, рычаг, концы горизонтального стержня которого соединены с трубами через шарнирные соединения с горизонтальными осями на расстоянии б друг от друга, и опорную головку с нижней частью и сферической верхней частью, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, за счет уменьшения ошибки, обусловленной изгибом рычага, последний выполнен с вертикальным стержнем, жестко скрепленным с горизонтальным стержнем в ,,точке, совмещенной с осью шарнирного.соединения основной трубы, опорная головка . подпружиненно установлена на введенном кронштейне, жестко скрепленном с основной трубой, ось шарнирного соединения которого расположена в вертикальной плоскости, проходящей через ось опорной

5 головки, нижняя часть которой выполнена в виде конуса и введена в контакт с верхним торцом вертикального стержня, поверхность которого выполнена криволинейной с переменным радиусом кривизны Йь значе10 ние которого для каждой точки поверхности определяется из выражения

15 где р- угол между направлением радиуса Щ и прямой, пересекающей оси шарнирных соединений, R — значение радиуса кривизны при fi

20 =О.