SU1144070A1

SU1144070A1 - Electromechanical drive of graviometer to the vertical

Info

Publication number: SU1144070A1
Application number: SU762422966A
Authority: SU
Inventors: Борис Сергеевич Романов; Иван Владимирович Артеменко
Original assignee: Геленджикское Отделение Научно-Исследовательского Института Морской Геофизики Объединения "Южморгео"
Priority date: 1976-11-23
Filing date: 1976-11-23
Publication date: 1985-03-07

Abstract

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД ГРАВИМЕТРА В ВЕРТИКАЛЬ, состо щий из двух идентичных приводов, установленных взаимно перпендикул рносоответственно на внутреннем и внешнем кольцах подвеса Кардано, ка дый из которых содержит электродвигатель, цилиндрический и черв чный редуктор, имеющий кинематическую св зь с соответствующей осью подвеса, о т л и чающийс тем, что, с целью повышени точности установки гравиметра в вертикаль и увеличени производительности , в каждом приводе дополнительно установлено разрезное черв чное колесо, обе половины которого отт гиваютс пружинами, при этом одна половина черв чного колеса насажена жестко, а друга свободно на ось, цапфы которой установлена (Л в подшипнике, размещенном в гнезде корпуса гравиметра, а во втором приводе - в гнезде внутреннего кольца подвеса, причем на верхней поверхности гнезда жестко установлен фланец , к внутренней поверхности которого через свободно сид щий на оси привода фрикционный фланец прикреплен 4: фланец на шлицах, прижатый тарельча4 той пружиной с гайкой.ELECTROMECHANICAL DRIVE OF THE GRAVIMETER INTO VERTICAL, consisting of two identical drives installed mutually perpendicular to the inner and outer rings of the Cardano suspension, each of which contains a motor, a cylindrical and worm gear, having a kinematic connection with a corresponding suspension axis, and due to the fact that, in order to increase the accuracy of the gravimeter in the vertical and increase productivity, a split worm wheel is additionally installed in each drive, both The tails of which are retracted by springs, while one half of the worm gear is rigidly mounted, and the other is free on the axle whose trunnions are installed (L in the bearing placed in the slot of the gravimeter body, and in the second drive - in the socket of the inner suspension ring the flange surface is rigidly mounted; to the inner surface of which, through a friction flange freely sitting on the drive axis, 4 is attached: a flange on the slots, which is pressed against the plate 4 with a spring and nut.

Description

1 Изобретение относитс к конструи рованию гравиметрической аппаратуры а более конкретно - к автоматизации процесса ориентации гравиметра по вертикали или телеуправлению этим процессом. Известен донный гравиметр, установка которого по вертикали произво дитс в подвесе Кардано без принуди тельного привода и телеметрического контрол . Дл обеспечени неуправл е мой автономной установки гравиметра на каждом пункте в вертикальное поло жение предварительно производ т в лабораторных услови х юстировку гравиметра в подвесе Кардано по уровн м с последующей тщательной проверкой его независимой установки при различ ных положени х скафандра lj . Основным недостатком такого приво да гравиметра в вертикаль вл етс неконтролируема и занимающа много времени на раскачивание в подвесе (6-8 мин) с постепенным затуханием самоориентаци прибора по вертикали Как правило, после протаскивани ска фандра по дну, сильных толчков при спуске и подъеме, или после шторма установка гравиметра по уровн м нару шаетс и требуетс заход в порт и HO вые регулировочные работы. Известно арретирующее устройство, примен емое в телеуправл емом гравиметре , устанавливаемом в подвесе Кар дано с целью повышени производитель ности гравиметрической съемки. Элект ромеханический фрикционный арретир представл ет собой механизм, состо щий из сферической чашки с м гким тормоз щим слоем на дне, цилиндричес кого редуктора с электродвигателем, схемы управлени и источника питани 2 . Недостатком такого привода, совме щающего в себе подвес Кардано и электромеханический арретир, вл етс то, что он не гарантирует точную установку гравиметра, а происходит то же самоустанавливание прибора по вертикали, но со значительно меньшим периодом колебаний. Известен донный гравиметр с телевизионной системой наблюдени , в котором применены система принудительного привода гравиметра в вертикаль (горизонтирование чувствительного элемента) вместо самоустанавливающегос подвеса Кардано (гравиметр жест 70 ко св зан с массивным донным снар дом ) , и телевизионна система зместо используемых в донных гравиметрах телеметрических систем индикации нулевого положени ма тника чувствительной системы, а также применено термостатирование чувствительного элемента (пружинных весов) гравиметра. Установка прибора в вертикаль (горизонтирование ) производитс с помощью электродвигателей, жестко св занных через цилиндрический и черв чный редукторы с соответствующим кольцом подвеса Кардано, при этом угол возможной установки ограничен 12-15 з. Основным недостатком принудительного привода в вертикаль вл етс 1жестка св зь привода с корпусом прибора через подвес Кардана. В этом случае каждый раз при толчках во врем ли посадки на дно или на палубу, при раскачивании контейнера на спуске и подъеме и, тем более, при возможных протаскивани х контейнера по дну на оси привода, жестко св занные с кольцами подвеса Кардано, а через них и на весь привод, действует момент силы, пропорциональный массе, сосредоточенной в центре т жести прибора , рассто нию от оси до центра т жести и действующему ускорению. Эти нагрузки должны приводить к большим люфтам в приводе и быстрому его износу .Поскольку же люфты в этом случае неизбежны, точна установка гравиметра в вертикаль невозможна. Вторым существенным недостатком привода вл етс весьма ограниченный рабочий угол (12-15 ), позвол ющий вести наблюдени только на сравнительно ровном морском дне, которое вл етс редким исключением. Чаще всего приходитс неоднократно устанавливать контейнер на дне с выбором соответствующего угла наклона. Последнее снижает производительность работ. . Цель изобретени - повышение точности , производительности и расширение рабочего диапазона принудительного привода гравиметра в вертикаль. Указанна цель достигаетс тем, что в электромеханическом приводе гравиметра в вертикаль, состо щем из двух идентичных приводов, установленных взаимно перпендикул рно соответственно на внутреннем и внешнем кольцах подвеса Кардано, каждый из которых содержит электродвигатель, цилиндрический и черв чный редуктор, имеющий кинематическую св зь с соответствукицей осью подвеса, в каждом приводе, дополнительно установлено разрезное черв чное колесо, обе поло вины которого отт гиваютс пружинами создающими момент пары сил относител но оси привода, при этом одна полови на черв чного колеса насажена жестко , а друга свободно на ось, цапфа которой установлена в подшипнике, размещенном в гнезде корпуса гравиметра , а во втором приводе - в гнезде внутреннего кольца подвеса причем на верхней поверхности гнезда жестко , соосно с цапфой и свободно по отношению к ней, установлен фланец, к внутренней поверхности которого че рез свободно сид щий на оси привода фрикционный фланец, например, из фер родо, прижат с усилием, регулируемым с помощью тарельчатой пружины и гайки , сид щих на оси, второй фланец, которому обеспечена возможность пере . мещени вдоль оси на шлицах. С целью амортизации внешнее кольцо подвеса, на котором установлен привод, подвешено на пружинах, закрепленных в стойках. На фиг. 1 и 2 изображен электромеханический привод гравиметра в вер тикаль, две проекции, разрез. Гравиметр 1 подвешен на ос х 2 и привода, установленного на внутреннем кольце 4 подвеса, которое подвё Щено на ос х 5 и 6 привода, установленного на внешнем кольце 7. Цапфы 8-11 осей приводов установлены в подшипниках 12 - 15, размещенных в гнездах 16 и 17 корпуса гравиметра и в гнездах 18 и 19 внутреннего кол ца подвеса. Концы осей 3 и 6 вверну ты в резьбовые отверсти 20 и 21 на внутреннем и внешнем кольцах подвес и закреплены стопорами 22 и 23. На внешней поверхности гнезда 16 и гне да 18 соосно закреплены фланцы 24 и 25. На ос х 2 и 5 свободно посаже ны фрикционные фланцы 26 и 27, изго товленные из ферродо, а на шлицах осей 2 и 5 посажены фланцы 28 и 29, прижимаемые тарельчатыми пружинами 30 и 31 с помощью регулировочных гаек 32 и 33 через фрикционные флан цы 26 и 27 к фланцам 24 и 25. На ос х 2 и 5 приводов, установленных в подшипниках 34 и 35 черв чных ре04 дукторов 36 и 37, наход тс разрезные черв чные колеса. Половины 38 и 39 черв чного колеса отт гиваютс пружинами 40 и 41, создающими момент пары сил относительно оси привода и удерживающимис в нат нутом состо нии черв ком 42. При этом половина 38 черв чного колеса насажена на оси жестко, а половина 39 - свободно. Наружный конец черв ка через цилиндрический редуктор (не показан) жестко св зан с электродвигателем 43. Устройство черв чного редуктора 37 аналогично. Внешнее кольцо 7 подвеса с целью амортизации толчков-подвешено на пружинах 44 и 45, закрепленных в стойках 46. Электромеханический привод гравиметра в вертикаль работает следующим образом. При посадке, контейнера с гравиметрами на дно, в общем случае под углом к горизонту, толчок о грунт самортизуетс пружинами 44 .и 45. В момент толчка под действием собственного веса в результате проворачивани фланцев 24 и 25 относительно фрикционных фланцев 26 и 27 и частичного проворачивани -последних относительно фланцев 28 и 29, зажим которых соответственно отрегулирован с помощью тарельчатых пружин 30 и 31 ,гайками 32 и 33, гравиметр 1 устанавливаетс в положение, близкое к вертикали. После включени электродвигател 43 вращение через цилиндрический ре- . дуктор передаетс на черв к 42, а с него на ось 2 привода без люфта, так к:к наличие последнего исключаетс действием ст гивающих пружин 40 и 41 на обе половины 38 и 39 черв чного колеса. Таким образом, вращение с черв чного редуктора 36 передаетс с оси 2 на сид щий на шлицах фланец 28 и с него через фрикционньй фланец 26 на фланец 24, жестко закрепленный на внешней поверхности гнезда 16 гравиметра . В результате этого 1равиметр устанавливаетс в вертикаль, при этом исключаетс опасность поломки привода при толчках и ударах за счет проворачивани фланцев относительно один другого. Кроме того, зажатие фрикционного фланца может быть так отрегулировано , что гравиметр во всех случа х стремитс зан ть положение.1 The invention relates to the design of gravimetric apparatus and, more specifically, to the automation of the process of orientation of the gravimeter vertically or remote control of this process. The bottom gravimeter is known, whose vertical installation is carried out in the Cardano suspension without a forced drive and telemetric control. To ensure the uncontrolled autonomous installation of the gravimeter, at each point in the vertical position, the gravimeter in the Cardano suspension is level-adjusted in the laboratory under conditions of the gravimeter, followed by a thorough check of its independent installation at different positions of the space suit lj. The main disadvantage of such a gravimeter drive in the vertical is uncontrollable and takes a lot of time to sway in the suspension (6-8 min) with the gradual attenuation of the instrument's vertical orientation of the device. After a storm, the installation of a gravimeter at the levels is violated and entry into the port and HO adjustment work is required. A locking device used in a remote-controlled gravimeter installed in a Car suspension is known in order to increase the performance of a gravimetric survey. The electromechanical friction arrester is a mechanism consisting of a spherical cup with a soft inhibitory layer at the bottom, a cylindrical gearbox with an electric motor, a control circuit and a power source 2. The disadvantage of such a drive, which combines the Cardan's suspension and electromechanical arresting, is that it does not guarantee an accurate installation of the gravimeter, but the same self-alignment of the device takes place vertically, but with a much smaller oscillation period. A well-known bottom gravimeter with a television surveillance system, in which a forced gravimeter drive system is applied to the vertical (leveling of the sensing element) instead of the Cardano self-adjusting suspension (gravimeter gesture 70 is associated with a massive bottom screen), and a television system used in the bottom gravimeters telemetric systems indications of the zero position of the master system of the sensitive system, as well as the temperature control of the sensitive element (spring balance) of the gravimeter. Installation of the device in the vertical (leveling) is carried out with the help of electric motors, which are rigidly connected through helical and worm gearboxes with the corresponding Cardano hanger ring, while the angle of the possible installation is limited to 12-15 hours. The main disadvantage of the forced drive to the vertical is the hard linking of the drive to the instrument housing via the Cardan hanger. In this case, each time there are jolts during landing on the bottom or on the deck, when the container is swaying on descent and ascent, and, all the more so, when container is pulled along the bottom on the drive axis, rigidly connected to the Cardano suspension rings, and They and the entire drive are acted upon by a moment of force, proportional to the mass concentrated in the center of the body of the instrument, the distance from the axis to the center of the plate and the actual acceleration. These loads should lead to large backlashes in the drive and its rapid wear. Since the backlash in this case is inevitable, the gravimeter can be precisely installed in the vertical. The second major drawback of the drive is the very limited working angle (12–15), which makes it possible to observe only on a relatively flat seabed, which is a rare exception. Most often it is necessary to repeatedly install the container at the bottom with the choice of the appropriate angle of inclination. The latter reduces the productivity of work. . The purpose of the invention is to improve the accuracy, performance and expansion of the working range of the forced drive of the gravimeter to the vertical. This goal is achieved by the fact that in an electromechanical drive of a gravimeter into a vertical consisting of two identical drives mounted mutually perpendicularly, respectively, on the inner and outer rings of the Cardano hanger, each of which contains an electric motor, a cylindrical and worm gear, having a kinematic connection with Corresponding suspension axis, in each drive, is additionally installed a split worm wheel, both halves of which are pulled away by springs creating a moment of force pair relatively the drive axis, while one half of the worm gear is mounted rigidly, and the other is free on the axis, the pin of which is mounted in a bearing placed in the slot of the gravimeter body, and in the second drive - in the socket of the inner suspension ring and on the upper surface of the socket rigidly coaxially with a pin and free in relation to it, a flange is installed, to the inner surface of which, through a friction flange freely seated on the drive axis, for example, from fer rodo, is pressed with a force adjustable by means of a belleville spring and a nut seated on B, a second flange, which provided an opportunity to re. spacer along the axis on the slots. For the purpose of depreciation, the outer suspension ring on which the drive is mounted is suspended on springs fixed in racks. FIG. Figures 1 and 2 show the electromechanical drive of the gravimeter to the vertical, two projections, and a section. The gravimeter 1 is suspended on an axis x 2 and an actuator mounted on the inner ring 4 of the suspension, which is mounted on axles 5 and 6 of the actuator mounted on the outer ring 7. Axles 8-11 of the axes of the actuators are installed in bearings 12 to 15 placed in slots 16 and 17 of the gravimeter housing and in the sockets 18 and 19 of the inner suspension ring. The ends of the axes 3 and 6 are screwed into the threaded holes 20 and 21 on the inner and outer rings of the suspension and secured with stoppers 22 and 23. The flanges 24 and 25 are coaxially fixed on the outer surface of the socket 16 and the socket 18. On axis x 2 and 5, freely fit Friction flanges 26 and 27 are made from ferrodo, and flanges 28 and 29 are fitted on the slots of axes 2 and 5, pressed by cup springs 30 and 31 using adjusting nuts 32 and 33 through flange flanges 26 and 27 to flanges 24 and 25 The axes 2 and 5 of the drives mounted in bearings 34 and 35 of the worm gearboxes 36 and 37 are split. worm gears. Half 38 and 39 of the worm gear are pulled away by springs 40 and 41, creating a moment of a couple of forces relative to the axis of the drive and holding the screw 42 in tension. The half 38 of the worm gear is mounted rigidly on the axis, and half of 39 is free. The outer end of the screw is rigidly connected via a spur gearbox (not shown) to the electric motor 43. The arrangement of the worm gear box 37 is similar. The outer ring 7 of the suspension for the purpose of damping jerks is suspended on springs 44 and 45 fixed in racks 46. The electromechanical drive of the gravimeter to the vertical works as follows. When planting, the container with gravimeters on the bottom, generally at an angle to the horizon, the impact on the ground is absorbed by springs 44 and 45. At the moment of impact, due to its own weight as a result of turning the flanges 24 and 25 relative to the friction flanges 26 and 27 and partial turning -the latter with respect to flanges 28 and 29, the clamp of which is adjusted accordingly with the help of cup springs 30 and 31, nuts 32 and 33, the gravimeter 1 is set in a position close to the vertical. After turning on the electric motor 43, rotation through the cylindrical re-. The ductor is transmitted to the screw to 42, and from there to the axis 2 of the drive without play, so to: the presence of the latter is excluded by the action of the tightening springs 40 and 41 on both half 38 and 39 of the worm gear. Thus, the rotation from the screw gear 36 is transmitted from axis 2 to the flange 28 seated in the splines and from it through the friction flange 26 to the flange 24 fixed on the outer surface of the gravimeter socket 16. As a result of this, the gravimeter is installed in the vertical, while eliminating the danger of the drive breaking due to shocks and impacts due to turning the flanges relative to each other. In addition, the clamping of the friction flange can be so adjusted that the gravimeter in all cases tends to take a position.

близкое к вертикали, что сокращает врем , необходимое.на принудительную установку гравиметра в вертикальное положение.close to the vertical, which reduces the time required. Forcing the gravimeter to be in a vertical position.

Электромеханический привод гравиметра в вертикаль установлен на автоматическом морском донном гравиметре,The electromechanical drive of the gravimeter to the vertical is mounted on an automatic sea bottom gravimeter,

где он работает под управлением системы ориентации. Врем , необходимое на установку гравиметра по вертикали, не превьошает 50 с. Рабочий диапазон привода практически не ограничен, т.е. установка гравиметра по вертикали может осуществл тьс при любых углах наклона.where he works under the control of the orientation system. The time required to install the gravimeter vertically does not exceed 50 s. The operating range of the drive is practically unlimited, i.e. Vertical gravimeter installation can be performed at any angle of inclination.

2S2S

2929

ЛL

в 23at 23

7S7s

аbut

пP

юYu

SVSV

зг jr -wzg jr -w

Фи.1Phi.1

8 35 33 JO 288 35 33 JO 28

Фиг. 2FIG. 2

Claims

ELECTROMECHANICAL DRIVE OF THE GRAVIMETER TO VERTICAL, consisting of two identical drives mounted mutually perpendicularly respectively to the inner and outer rings of the Cardano suspension, each of which contains an electric motor, a cylindrical and worm gearbox, having a kinematic connection with the corresponding axis of the suspension, characterized in that In order to increase the accuracy of installing the gravimeter in the vertical and increase productivity, a separate worm wheel is additionally installed in each drive, both halves otorogo pulled by springs, while one half of the worm wheel is rigidly mounted, and the other is loose on the axis, the trunnions of which are mounted in the bearing located in the socket of the gravimeter housing, and in the second drive in the socket of the inner ring of the suspension, and the flange is rigidly mounted on the upper surface of the socket , to the inner surface of which, through a friction flange that sits freely on the drive axis, a flange is attached on the splines, pressed by a Belleville spring with a nut.

SU ... 1144070 ψ

1 1144070 2