Компенсатор температурного расширения вертикальной опоры

(19) 01 а) 4 Е 04 ературныи коэффиасширения каркаса пературного коэфо расширения веря, а длина 0 верт определяется из м те т циент линейного тличается от тем ициента линейно икального стержн ьного сте гд соответственнодлина плеча рычамежду каркасом ивертикальным сте нем;длина плеча рычаг сом и ш между ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОЧНРЫТИ 4(71) Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н,П. Мельникова(54)(57) 1, КОМПЕНСАТОР ТЕМПЕРАТУРНОГО РАСШИРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОПОРЫ, содержащий установленный на вершине опоры стержневой каркас с элементами, выполненными из материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения, и площадку для крепления объекта, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения диапазона компенсации и повышения точности, компенсатор снабжен прикрепленной к каркасу направляющей, установленным с возможностью вертикального перемещения при помощи направляющей вертикальным штоком с площадкой для крепления объекта, вертикальным стержнем, шарйирно установленннм на опоре горизонтальным рычагом, шарнирно прикрепленным к вершине вертикального стержня и каркасу компенсаоотношенияМ,м,лНкк г0 к с 8 - высота опоры до уровоня крепления каркасакомпенсатора;Нк - высота компенсатора к,м,м- температурные коэффициенты линейногорасширения материаловопоры, каркаса и вертикального стержня ком.2, Компенсатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что направляющая вертикального штока выполнена в виде цилиндрической втулки.3. Компенсатор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что направляющая вертикального штока выполне на в ниде двух пар, шарнирно связанных со штоком и каркасом стержней, расположенных в вертикальных плоскостях, причем горизонтальный рычаг соединен с одним из стержней напраттгтяющей.Изобретение относится к строительству, в частности к строительным конструкциям башенных опор, и может быть использовано в вертикальных башенных, мачтовых и других опорах, предназначенных для размещения на них объектов, например аппаратуры.Целью изобретения является увеличение диапазона компенсации и повышение точности.На фиг.1 изображен компенсатор, общий вид, при выполнении направляющей в виде цилиндрической втулки; на фиг.2 - схема расчетных перемещений; на фиг. 3-7 - варианты выполнения компенсатора при направляющей в виде цилиндрической втулки; на фиг. 8 - компенсатор при выполнении направляющей в виде стержней, на фиг. 9 - разрез А-А на фиг.8; на фиг. 10 - разрез Б-Б на фиг.8; на фиг. 11 - узел крепления рычага к вертикальному стержню.Компенсатор содержит стержневой каркас 1, установленный на вертикальной опоре 2, имеющей вид стержневой башни высотой Н На каркасе 1 в направляющей 3 вертикального перемещения установлен вертикальный шток 4 с площадкой 5 для крепления объекта, например геодезической аппаратуры (не показана). Шток 4 шарниром 6 связан с концом горизонтального изгибно жесткого рычага 7, второй конец которого шарниром 8 связан с каркасом 1, а в средней части рычага 7 имеется шарнир 9, которым рычаг связан с верхним концом вертикально-. го стержня 10, нижний конец которого посредством шарнира 11 закреплен к опоре 2. Все шарниры могут быть как реальными, так и физическими, например, в виде пластины, изгибно податливой в плоскости чертежа. Стержень 10 выполнен с температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) о отличным от ТКЛР каркаса к,Рассмотрим работу компенсатора при его .равномерном нагреве (нагревевсех его элементов) на о ф С, длина стержня 10 (расстояние между шарнирами 9 и 11) о, длина плеча рычага 7 между каркасом 1 и вертикальным стержнем 10 через г, длина плеча рычага 7 между каркасом 1 и штоком 4,При нагреве на 1 оС высота опоры 2 увеличивается на Н, 1 Ф ,а высота комленсатора на Н о к ) чтоприводит к подъему площадки 5 на ь 1 =5 =(Нко ф Но 1 1, В то же времявысота вертикального элемента 12каркаса 1 (от основания каркаса дошарнира 8) увеличивается на й 3 ц. Цос а длина стержня 10 на Р,М)=И о, ) т.е, шарнир 9 оказывается ниже шарнира 8 (фиг. 8) на ь Р- Ь О,-а 0=8(2-ос,),При этом рычаг 7 поворачивается вокруг шарнира 8 и егошарнир 6 опускается относительно но15 йвого,положения 8 точки 8 ь = - дав,6 гСохранение высотного положенияобъекта (площадки 5) имеет место20 СН НМ,И =Е(,-,1-или приН м Нос),(1)Этот же принцип компенсации температурного расширения опоры реализуется и в конструкциях компенсаторов,представленных на фиг. 4-6,соотношение параметров в которых также описывается зависимостью (1).30 Конструкция компенсатора, показакная на фиг.4, отличается от опи санной тем, что ТКЛР стержня 10больше ТКЛР каркаса (о,о) а самстержень 10 связан с рычагомниж 35 ним, а с каркасом верхним своимиконцами, В этом случае в зависимости (1) м- о, принимает отрицательное значение, отрицательна и величина(т.е. она направлена вверх от40 рычага).В конструкциях, показанных нафиг. 5 и 6, шарнир 8, связывающийрычаг 7 с каркасом, расположен всредней части рычага, а ширнир 9,45 связывающий его со стержнем 10,- на конце рычага. При этом, еслистержень 10 расположен ниже рычага7 (фиг.5), он имеет ТКЛР большеТКЛР каркаса (о,ос), а если стер 50 жень 10 расположен выше рычага/Положительное значение 1 означаетрасположение стержня ниже, а от рицательное - выше рычага.Значительная длина стержня 10и его расположение вдоль опоры ставит его в приблизительно те же тем12131 152 О25 пературные условия, в которых находится и сама опора, что уменьшает негативное влияние высотного темпеФратурного градиента, который может иметь место в реальной конструкции. При этом длина 3 стержня может выбираться из конструктивных соображеРний а соотношение - плеч рычага 7 - из зависимости (1), принимающей видЕ( .,41ойдо "к ф.Принцип работы компенсатора не изменяется, если стержень 10 выполнен не строго вертикально, а поднекоторым небольшим углом к вертикали (фиг.10), что в ряде случаев может быть конструктивно удобнее.Во всех отясанных конструкциях при необходимости число рычагов 7 (и стержней 10) может быть больше единицы. Все рычаги аналогичны по конструкции и расположению, однако длины рычагов могут быть различными, лишь бы при этом сохранялось соотношение (2).Характер работы компенсатора не изменяется также в случае выполнения вертикальной направляющей штжа 4 в виде пространственного параллелограмма, т.е. в виде двух пар шарнир . 63 4но связанных со штоком 4 и каркасом,1 стержней 13,расположенных в верти-,кальных плоскостях, причем горизонтальный рычаг 7 соединен с одним иэстержней 13 (Ьиг. 8-10)Точность компенсации температурного расширения опоры, определенная расчетным путем, зависит от точности определения входящих, в зависимость (1) параметров, в первую очередь ТКЛР кы, Ы так как эти характеристики могут иметь существенный разброс от номинала, компенсация может оказаться недостаточной. Для повышения точности компенсации узел шарнира 9 крепления стержня выполняется с возможностью перемещения вдоль рычага с фиксацией в требуемом положении. Ось шарнира 9.крепится на рычаге 7 в пазу 14 и фиксируется в требуемом положении винтавыми упорами 15 и 16 с двух сторон (фиг.11). Повышение точности определяет высотное положение объекта при горизонтальном положении рычага 7. Затем измеряется высотное положение объекта при изменении температуры воздуха и, если оно отличается от исходного, перемещением шарнира 8 вдоль рычага объект выводится в исходное положение.1213163 авитель М. Корчакед О. Ващишина Корректо имокосов иколайчук Т дакт акаэ 75 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Тир ВНИИПИ Госуд по делам 035, Москва, аж 729рственногоэобретенийЖ, Раушск Подписное омитета СССР открытий я наб., д. 4