Устройство для измерения угла наклона

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 114 С 01 С 9 Д ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Т В 48 57) Изобрет ельной техн ойствам для тносительно ие относится к измерии к устрхностей ке тно ьство СССР12, 21.01.68тво СССР12, 04 новки пов оскости го зонта ерени акже для п алых углов иционного из клонений кон елС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УНАКЛОНА1448203 мых поверхностей относительно плоскости горизонта, и позволяет повы"сить точность измерения отклоненийконтролируемой поверхности от горизонта. Зто достигается введением вустройство, содержащее базовое основание 1 и поворотное основание 19 смаятниковым элементом 21, средств,обеспечивающих автоматическое реверсивное вращение поворотного основаИзобретение относится к измерительной .технике, в частности к устройствам для установки контролируемых поверхностей н плоскость горизонта, а также для измерения их малых наклонов.Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения, влияния ошибок обусловленных разъюстировкой 0 матниконого элемента еНа фиг.1 представлена схема устройства; ,на Фиг.2 - сечение А-А на Фнг,1 па Фиг.З - сечение Б-Б на Фиг.1," на фнг.4 - сечение В-В на фпг.1; на фиг.5 - вид Г на фиг,1 (со снятой крышкой); па фиг.б - схема электрических соединений и измерительная схема, на фиг.7 " характ ристика движения поворотного основания20.Базовое основание 1 имеет снизу квадратную опорную площадку 2 и полость 3. Верхняя часть базового ос" нования выполнена в виде цилиндрической колонны 4 с централыым 25 сквозным отверстием 5. В верхней ча .ти цилиндрической колонны 4 установлены четырехгранньй сухарь б с коническим подпят иком 7, обойма 8 механизма 9 юстнровки положения сухаря 6 и крышка 10Крыцпса 10 шеет шлифонануюплоскость 11, с котооой состоит в механическом контакте опорная плоскость сухаря 6. Последний закреплен на крышк: 10 винтами 12. Крышка О и обойма 8 закреплены на колонне 4 винтами. В нижней части отверстия 5 расположен опорный элемент 13, соеднненньй с базовым основанием 1 двуния 19 вокруг вертикальной оси состановками в двух отличающихся на180 положениях. Зтими средствамиявляются сферические опоры 17 и 18,на которых установлено поворотноеоснование 19 в базовом основании 1,и привод поворотного основания, состоящий из часового механизма, реверсивного механизма и муфты 62,63 скрестовиной 61. 7 ил. мя параллельными консольными брусьями 14 с упругой перемычкой 15, Опорный элемент 13 имеет конический подпятник 16, расположенный на оси симметрии отверстия 5, обращенный вершиной конуса вниз.На цвух сферических цапфах 17 и 18 в подпятйиках 7 и 16 соответственно установлено поворотное основание 19. В отверстии 20 поворотного основания 19 размещен держатель 21 заключенного в нем маятникового элемента. Держатель 21 имеет форму стержня с большим удлинением, с двумя опорными поясками 22, выполненными на противоположных его концах. Каждый из опорных поясков подпружинен с одной из двух взаимно перпендикулярных направляющих 23 (фиг,2 и 3), установленных н поворотном основании 19, и к сферическим гайкам 24 и 25 дифференциальных винтов 26 регулировочных механизмов, расположенным н цилиндрических каналах 27 (фиг.2), перпендикулярных направляющим 23. Отн".рстие 20 сверху и снизу закрыто крышками 28 и 29 с закрепленными в них с помощью клея сферическими цапфами 17 и 18 соответственно, Сферические цапфы выполнены в виде шариков, изготовленных с высокой точностью в части некруглости. Злектрические выводы 30 дежателя 21 электрически соединены с соответствующими проводниками 31 крышки 29. 11 ронода,соединяющие выводы 30 с проводниками 31, уложены в канавке 32 (фиг.З) поворотного основания 19,48203 55 314Проводники 31 уложены в отверстиикрьшдси 29 и залиты смолой. Радиальные концы проводников 31 выведеныв боковой паз 33 крышки 29 и электрически соединены с ленточным кабелем 34.Ленточный кабель 34 уложен в видеплоской спирали и электрически соединен с другой стороны с контактамиразъема 35, закрепленного на базовомосновании 1. В стенках цилиндрической колонны 4 имеются четыре отверстия 36, предназначенные для подходак дифференциальным винтам 26 и ксферическим гайкам 24 и 25 с помощьюинструмента при регулировке,Механизм 9 юстировки положениячетырехгранного сухаря 6 содержитдве призмы 37 (фиг.4), закрепленныена двух соседних гранях сухаря 6,обойму 8 и установленные в двух взаимно перпендикулярных отверстиях 38обоймы 8 дифференциальные винты 39и 40 со сферическими гайками 41.Призмы 37 сухаря 6 прижаты к сферическим гайкам 41 с помощью пружин42 и 43.В полост. 3 базового основания1 разы щен часовой механизм 44 с кривошипом 45 реверс,явного кривошипно-шатунного механизма ла выходе,Корпус 4 б часового механизма 44(фиг,5) закреплен винтами на приливах 47 ба:.ового основания 1. Снаружи на корпусе 46 имеются четырехгранник 48, предназначенньп для заводапружины часового механизма с помощьюключа, и ручка 49 останова хода часового механизма,С целью обеспечения точного поворота поворотного основания 19 на180 палец 50 кривошипа 45 установлен с возможностью регулировочныхперемещений в пазу 51 кривошипа, Набазовом основании 1 закреплен кронштейн 52 с подшипниками, в которыхустановлен ведущий валик 53 (фиг. 1)соосно с осью вращения поворотногооснования, Палец 50 кривошипа 45соединен с пальцем 54 зубчатого сектора 55 с помощью шатуна 56 с пазом57, а зубчатый се,тор 55 состоит взацеплении с шестерней 58, закрепленной на ведущем валике 53 (фиг. 1)Зубчатый сектор 55 закреплен наоси 59, установленной в подшипникахкронштейна 52. Ведущий валик 53 кинематически соединен с поворотным основанием 19 муфтой 60 с крестовиной61. Ведущая часть 62 муфты закреплена на ведущем валике 53, а ведомая 5часть 63 - на цапфе крышки 29. Ведомая часть 63 муфты имеет вырез, обеспечивающий размещение опорного элемента 13. На зубчатом секторе 55закреплена щетка 64, которая входит 10 вэлектрический контакт в положенияхоповоротного основания 0 и 180 с ламелями 65, закрепленными на кронштейне 52. Щетка 64 и обе ламели 65изолированы соответственно от сек тора 55 и кронштейна 52 и электрически соединены с контактами разъема35. Снизу полость 3 базового основания 1 закрыта крымской 66.На фиг.б представлена схема соединений маятникового элемента 67,щетки 64 и ламелей 65 уровня и устройств блока электроники: коммутационных устройств 68 и 69, усилителей 70 и 71, вольтметров 72 и 73 иблока 74 питания. Маятниковый элемент 67 соединен по одному каналу,несущему информацию по координатеХ, с коммутационным устройством 68,а по другому каналу (по координате У) - с коммутационным устройством69. Коммутационные устройства 68 и69 соединены с усилителями 70 и 71соответственно. На усилитель 70 пос"тупают сигналы об отклонении маятникового элемента по координате Х(фиг.2), на усилитель 71 - об отклонении маятникового элемента по координате У. Усилитель 70 соединен свольтметром 72, усилитель 71 - с 40 вольтметром,3. Блок 74 питания блокаэлектроники соЕдинен с источником питания, с усилителями 70 и 71, маятниковым элементом 67, с коммутапионнымиустройствами 68 и 69, со щеткой 64и ламелями 65.45Устройство работает следующимобразом.Перед использованием уровня производят согласование положения маятникового элемента с осью вращенияповоротного основания 19 и согласование оси вращения поворотного основания 19 с опорной площадкой 2 базового основания 1. Для этого уровень с заведеннымчасовым механизмом (часовой механизм заводят с помощью ключа, спетого на четырехгранник 48) устанавливают на отгоризонтированную поверочную пли 5 14482 ту, покоящуюся на фундаменте (не показаны). Затем соединяют устройства в соответствии со схемой (фиг.б) и включают питание.С помощью ручки 49 включают ход часового механизма. При этом кривошип 45 приходит в движение и поворачивает поворотное основание 19 через кинематическую связь шатун 56 - зубчатый сектор 55 - шестерня 58- .муфта 60 то в одну, то в другую сторону. В каждом из крайних положений (О и 180 о ) поворотное основание 19 остается неподвюкпым благодаря налично паза 57 в шатуне 56, а щетка 64 замыкается на ламель 65, и коммутационные устройства 8 и 69:-.одключают электрические цели маятниково. о элемента по каналам Х и У 1 усиг", талям 70 и 71, В положении "оноротногоОоснования 0 включают ход часового механизма 44.Регулировочными опорами поверочной плиты добиваются, чтобы показания обоих вольтметров 72 и 73 стали равными нулю. Затем включают ход часового механизма 44 и приводят поворото иое основание 19 в положение 180 При .:том щетка 64 замыкается на соответствующую ламель 65, а ком;г,та- ционные устройства 68 и 69 подключают электрические цепи маятникового элемента 67 по канаогам Х и У к соответствующим усилителям 70 и 71, откуда усиленные сигналы поступают ча вольтметры 72 и 73.Считывают показания отклонений .маятникового элемента 67 по коорди" натам Х и У с вольтметров 72 и 73 соответственно. Вращая с помощьь." отвертки поочередно через отверстия 36 сферические гайки 24 и 25 ч дифференциальные винты 26 регулировочных механизмов добиваются, чтобы45 показания соответствующих вольтмет". ров стали равнь половине только что .считанных значений.При вращении дифференциального винта 26 сферические гайки 24 и 25 сближаьотся или удаляются друг от друга, а прижатый пружиной опорный поясок 22 держателя 21 маятникового элемента перемещается в перпендикулярном к оси винта направлении,скользя по соответствующей направляющей 23 и соответственноизменяетс . угловое положение маятникового элемента, что отмечается 03 6по показаниям вольтметров 72 и 73 После этого вращением регулируемых опор поверочной плиты приводят уровень п положение, при котором показания обоих вольтметров станут равными нулю. Затем нключают ход часо" ного механизма и приводят поворотное основайие 19 в положение 0 Считывают показания вольтметров 72 и 73.Если показания вольтметров в по,цожении поворотного основания 0о остаются теми же какие были в полооУженин 180 , то вращением дифференциальных винтов 26 приводят маятниковый элемент в положение, при котором показания вольтметров становятся равными нулю, или не превышают допустимой величины.Убеждаются, что показания вольтметров не превышают допуска в обоих положениях поворотного основания (О и 180 ) и на этом заканчиваютсогласование маятникового элемента с осью вращения. Если показания хотя бы одного н вольтметра превышают допустимое з.,ачание, то регулировку повторяют.Операцию согласонания оси вращения п,воротного основания с опоркой площадкой производят непосредственно после ссгласованкя положения маятникотого элемента с осьо вращения ".сноротного основания на том же рабочеь месте,Ва в .онероч":ой плите закрепляют лака.:,кую лик:.йку с помощью например струбцинь 1-. Уровень устанавливают на понарочной плит так, чтобы одна из боковых граней квадратной опорной площадки 2 прикасалась к рабочей поверхности линейки. Зтс положение условно называют исходньи.Освобождают затяжку винтов 12. С помощью дифференциальных винтов 39 и 40 механизма 9 юстировки приводят пов,ротное основание 19 с маятниковым элементом н положение, при котором показания обоих нольтматров 72 и 73 становятся равными нулю.При вращении дифференциального винта 39 (40) сферические гайки 41 сближаются или удаляются друг от друга и прюкатая пружиной 42 (43) призма 37 перемещает сухарь 6 в перпендикулярном к оси дифференциального винта 39 (40) направлении. Сухорь 6 при этом скользит своей опор48203 8повернутом положении преобразователя уровня.При использовании по прямому наэначению преобразователь уровня работает следукщим образом. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 основания. 7 14ной плоскостью по.плоскости 11 крышки 10. Вместе с сухарем б поступательно перемещаются сферические гайки другого дифференциального винта40 (39) в отверстии 38, оставаясьнеподвижными относительно дифференциального винта.Поворачивают уровень в горизонтальной плоскости на 180 и прижимают его боковой гранью опорной площадки 2 к рабочей поверхности линейки (условно повернутое положение).Считывают показания вольтметров 72и 73 и, если они не равны нулю, то,вращая поочередно дифференциальныевинты 39 и 40 механизма 9, добиваются,чтобы показания вольтметров сталиравны половине только что отсчитанных значений.Регулируемыми опорами поверочнойплиты добиваются, чтобы показаниявольтметров в исходном и повернутомположениях преобразователя уровнябыли по соответствующим каналам (Хи У) одинаковы.С помощью дифференциальных винтов 39 и 40 механизма 9 приводятповоротное о нование 19 в положение,при котором показания обоих вольтметров 72 и 73 становятся равныминулю,Убеждаются, что показания вольтметров не превышают допуска в обоихположениях преобразователя уровня -в исходном и в повернутом. На этомзаканчивают согласование оси вращения поворотного основания с опорной площадкой и завинчивают винты12 до отказа. Если показания хотябы одного вольтметра превышают.допустимое значение, то регулировкуповторяют.После согласования оси вращенияповоротного основания с опорной площадкой, еще раз проверяют, не изменилась ли точность согласования маятникового элемента с осью вращенияповоротного основания. Окончательноотрегулированным считается преобразователь уровня, который обеспечивает выдачу показаний вольтметров,не превышающих допустимое значениев обоих положениях поворотного основания, как в исходном, так и в С помощью ключа, соединенного с четырехгранником 48, заводят часовой механизм 44, подстыковывают устройства блока электроники к уровню и включают питание. Устанавливают уровень на контролируемую площадку. Включают ход часового механизма 44 с помощью ручки 49. Поворотное основание 19 совершает движение, характер которого в качесте примера представлен на графике (фиг.7). В каждомоположении О и 180 поворотного основания 19, после замыкания щетки 64 с ламелью 65, производят отсчеты показаний вольтметров 72.(Х) и 73 (У) и определяют величину негоризонтальности площадки, как алгебраическую полуразность этих показаний по каждой координате. Фо рмула из об ре те ния Устройство для измеренич угла наклона, содержащее базовое основание с опорной поверхностью, маятниковый элемент, поворотное основание, связанное с приводом, закрепленным на базовом основании,и цапфы, контактирующие с коническими подпятниками, связанными с базовым основанием, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния ошибок, обусловленных разъюстировкой маятникового элемента, оно снабжено опорным элементом с упругой перемычкой, установленным между базовым основанием и одним из конических подпятников, поворотное основание жестко связано с цапфами, выполненными сферическими, другой конический подпятник связан с базовым основанием через введенный сухарь с юстировочным механизмом, связь привода с поворотным основанием осуществлена через введенную муфту с крестовиной, а маятниковый элемент размещен внутри поворотного, Пилипе н ах 68 при ГКНТ ССГР енного комитета13035, Москва,уп, Проектная,жгор твенно-полцграФцческое предпри Заказ 683 б/4 1 ИПШИосуда Подписноеизобретениям и открытияРаущская наб д. 4/5