SU1448203A1 - Устройство дл измерени угла наклона - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к устройствам дл  установки поверхностей относительно плоскости горизонта, а также дл  презиционного измерени  малых углов отклонений контролируе (ш 4 00 rsD О СО

Description

мых поверхностей относительно плоскости горизонта, и позвол ет повысить точность измерени  отклонений контролир емой поверхности от горизонта . достигаетс  введением в устройство, содержащее базовое основание 1 и поворотное основание 19 с ма тниковым элементом 21, средств, обеспечивающих автоматическое реверсивное вращение поворотного основани  19 вокруг (Вертикальной оси с остановками в двух отличающихс  на 180° положени х. Этими средствами  вл ютс  сферические опоры 17 и 18, на которых установлено поворотное основание 19 в базовом основании 1, и привод поворотного основани , состо щий из часового механизма, реверсивного механизма и муфты 62,63 с . крестовиной 61. 7 ил.

Изобретение относитс  к измерительной .технике, в частности к устройствам дл  установки контролируе- мых поверхностей в плоскость гори- зонта, а также дл  измерени  их малых наклонов. ,

Цель изобретени  - повьшение точности за счет меньшени  гвли ни  ошибок обусловленнь1Х разъюстировкой ма тникового элемента.

а фиг. 1i представлена схема устройства j на - сечение А-А на фнг.1; па фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4- сечение В-В на фпг.1| на фиг.З вид Г на фиг.1 (со сн той крышкой);, на фиг.6 - -схема электрических соединений и измерительна  схема; на фиг.7 - характеристика движени  поворотного основани . Базовое основание 1 снизу квадратную опорную площадку 2 а полость 3 о Верхн   часть базового основани  выполнена в щшивдри- ческой колонны 4 с центральным сквозным отверстием 5 В верхней части цилиндрической колонны 4 установлекы четырехгранный сухарь 6 с коническим подп тником 7, обойма 8 механизма 9 юстировки положени  су- хар  6 и крьпика 10 „

Крыижа 10 шлифовануюч плос- кость 11, с которой состоит в меха- ндческом контакте опорна  плоскость сухар  6о Последний закреплен на крышк 10 винтами 12 Крышка 10 и обойма В закреплены на колонне 4 винтами. 3 нижней части отверсти  5 располсжем опорный элемент 13, со- единенньш с базовым основанием 1 дву

м  параллельными консольными брусь ми 14 с упрз гой перемычкой 15. Опор- ньй элемент 13 имеет конический подп тник 16, расположенный на оси симметрии отверсти  5, обращенный вершиной конуса вниз.

На двух сферических цапфах 17 и 18 в подп тниках 7 и 16 соответст- установлено поворотное основание 19 В отверстии 20 поворотного основани  19 размещен держатель 21 заключенного в нем ма тникового .элемента . Держатель 21 имеет фор-: 1у стержн  с большим удлинением, с двум  опорными по сками 22, выполненными на противоположных его концах. ,Кажд.ый КЗ опорных по сков подпружинен с одной из двух взаимно перпендикул рных направл ющих 23 (.фиг„2 и . 3), установленных в поворотном основании 19, и к сферическим гайкам 24 и 25 дифференциальных винтов 26 регулир овочных механизмов, расположенным в цилиндрических каналах 27 (фиг.2), перпендикул рных направл ю щим 23, I

Отв чрстие 20 сверху и снизу закрыто крышками 28 И 29 с закрепленными в них с помощью кле  сферическими цапфами 17 и 18 соответственно Сферические цапфы выполнень; в виде шариков, изготовленных с высокой точностью в части некруглости. Электрические выводы 30 дежател  21 электрически соединены с соответствуюищ- ми проводниками 31 крышки 29. Провода , соедин ющие выводы 30 с проводниками 31, уложены в KaHaBKe 32 (фиг.З) поворотного основани  19,

Провод1шки 31 уложены в отверстии крынжи 29 и залиты смолой. Радиальные концы проводников 31 выведены в боковой паз 33 крьшки 29 и электрически соединены с ленточным кабелем 34.

Ленточный кабель 34 уложен в виде плоской спирали и электрически соеди

нен с другой стороны с контактами разъема 35, закрепленного на базовом основании 1 о В стенках цилиндрической колонны 4 имеютс  четьфе отверсти  36, предназначенные дл  подхода к дифференциальным винтам 26 и к сферическим гайкам 24 и 25 с помощью инструмента при регулировке.

Механизм 9 юстировки положени  четырехгранного сухар  6 содержит две призмы 37 (фиг.4), закрепленные на двух соседних гран х сухар  6, обойму 8 и установленные в двух взаимно перпендикул рных отверсти х 38 обоймы 8 дифференциальные винты 39 и 40 со сферическими.гайками 41. Призмы 37 сухар  6 прижаты к сферическим гайкам 41 с помощью пружин А2 и 43.

В полости J базового основани  1 размо.щен часовой механизм 44 с кри вошипом 45 ре)зе рсгшного кривошип- но-шатунного механизма па выходе Корпус 46 часового механизма 44 (фиг15) закреплен винтами на приливах 47 базового основани  1. Снаружи на корпусе 46 имеютс  четырехгранник 48., предназначенньш дл  завода пружины часового механизма с помощью ключа, и ручка 49 останова хода часового механизма.

С целью обеспечени  точного поворота поворотного основани  19 на 180° палец 50 кривошипа 45 установ лен с возможностью регулировочгак перемещений в пазу 51 кривошипа. На базовом основании 1 закреплен кронштейн 52 с подшипниками, в которых установлен валик 53 (фиг.1) соосно с осью вращени  поворотного основани . Палец 50 кривошипа 45 соединен с пальцем 54 зубчатого сектора 55 с помощью шатуна 56 с пазом 57; а зубчатый сехтор 55 состоит в зацеплении с шестерней 58, закрепленной на ведущем валике 53 (фиг.1).

Зубчатьй сектор 55 закреплен на оси 59, установленной в подшипниках кронштейна 52. Ведущий валик 53 кинематически соединен с поворотным ос

0

5

0

О

нованием 19 муфтой 60 с крестовиной 61. Ведуща  часть 62 муфты закреплена на ведущем валике 53, а ведома  часть 63 - на цапфе крьш1ки 29. Ведома  часть 63 муфты имеет вырез, обес- печивакхций размещение опорного элемента 13. На зубчатом секторе 55 закреплена щетка 64, котора  входит в электрический контакт в

положе ни х

поворотного основани  О и 180 с ла- мел ми 65, закрепленными на кронштейне 52. В1етка 64 и обе ламели 65 изолированы соответственно от сектора 55 и кронштейна 52 и электрически соединены с контактами разъема 35. Снизу полость 3 базового основани  1 закрыта крышкой 66.

На фиг,6 представлена схема соединений ма тникового элемента 67, щетки 64 и ламелей 65 уровн  и устройств блока электроники: коммутационных устройств 68 и 69, усилителей 70 и 71, вольтметров 72 и 73 и 5 блока 74 питани . Ма тниковый элемент 67 соединен по одному каналу, несущему информацию по координате X, с коммутащгонным устройством 68, а по другому каналу (по координате У) - с ком гутационным устройством 69. Коммутационные устройства 68 и 69 соединены с усилител ми 70 и 71 соответственно. На усилитель 70 поступают сигналы об отклонении ма тникового элемента по координате X (фиг.2), на усилитель 71 - об отклонении ма тникового элемента по координате У. Усилитель 70 соединен с

35

вольтметром 72, усилитель 71 - с вольтметром 3, Блок 74 питани  блока электроники соединен с источником питани , с усилител ми 70 и 71, ма тниковым элементом 67, с коммутационными устройствами 68 и 69, со щеткой 64 и ламел ми 65.

Устро лство работает следующим образом.

Перед использованием уровн  производ т согласование положеш1Я ма тникового элемента с осью вращени  поворотного основани  19 и согласование оси вращени  поворотного основани  19 с опорной площадкой 2 базового основани  1.

Дл  этого уровень с заведенным часовым механизмом (часовой механизм завод т с помощью ключа, спетого ва четырехгранник 48) устрнаиливают на отгоризонтированную поверочную пли30

ту, поко щуюс  на фундаменте (не по- каза1ш). Затем соедин ют устройства в соответствии со схемой (фиг.6) 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 св зь шатун 56 - ю зубчатый сектор 55 - шестерн  58 - муфта 60 то в одну, то в другую сторону . В каждом из крайних положений (О и 180° ) поворотное основание 19 остаетс  неподви5К1Ш1м благодар  иали- 55 чию паза 57 в шатуне 56, а щетка 64 замыкаетс  на ламель 65, к коммутационные устройства 63 и 69 подключают электрические цепи ма тникового элемента по каналам X и У к ycitrL .-те- 20 л м 70 и 71, В положении поворотного основани  0° включают ход часового механизма 44.

Регулировочными опорами поверочной плиты добиваютс  чтобы показаний 25 обоих вольтметров 72 и 73 стали рав- ньпчи нулю Затем включают ход чйсово -о механизма 44 и привод т поворотное осно:вание 19 в положение 180 „ При этом щетка 64 замыкаетс  на соответствующую ламель 65, а комнута- щюнные устройства 58 и 63 подключают элек-1 рические цепи ма тникового элемента 67 по каналам X и У к соот петствующим уси,1штел м 70 и 71, этку- цп усиленные сигналы поступают на вольтметры 72 и 73,

Считывают показани  отклонензш . ма тникового злемен.та 57 по ;оорди- натам X и У с вольтметров 72 и 73 соответственноо Враща  с помощью отвертки поочередно через отверстии 36 сферические гайки 24 и 25 и дифференциальные винты 26 регулгфовоч- кых механизмовJ добиваютс  чтобы показани  соотве ствутсщих вольтмет ров стали равнь половине только что ,;тсчитанньш значений,

i

При вращении дифференциального зинта 26 сферические гайки 24 и 25 50 сближаютс  или удал ютс  друг от друга, а прижатый пружиной опорный по сок 22 держател  21 ма тникового элемента перемещаетс  в перпендикул рном к оси винта направлении, gg СКОЛЬЗИ по соответствукщей I направл ющей 23;, И соответственно измен етс  угловое положение ма тникового элемента, что отмечаетс 

35

40

45

0

5 0

5

0 g

5

0

5

по показани м вольтметров 72 и 73, После этого вращением регулируемых опор поверочной плиты привод т уровень 3 положение, при котором показани  обоих вольтметров станут равными нулю. Затем включают ход часового механизма и привод т поворотное основание 19 в положение 0°„ . Считывают показани  вольтметров 72 и 73,

Если показани  вольтметров в положении поворотного основани  0° остаютс  теми же, какие были в положении 180 , то вращением дифференциальных винтов 26 привод т ма тниковый элемент в положение, при котором показани  вольтметров станов тс  равными нулю или не превьилают до- пусти1 1ой величины.

Убеждаютс , что показани  вольтметров не правьшают допуска в обоих положени х поворотного основани  (О и 180 ) и на этом заканчивают согласование ма тникового элемента с осью вращени . Если показани  хот  бы одного в щьтметра превышают до- пусти1 4ое з:.,ачение, то регулировку повтор юто

Операцию согласовани  оси вращени  П(.)воротного основани  с оп орной площадкой про11звод т непосредственно после согласозаи1-ш положени  ма т- никог ого элемента с осью вращени  гхворотного основани  на том же рабочем месте 5,

На позррочгюй плите закрепл ют лакальпую ликейку с помощью, например струбцины- Уровень устанавливают на поверочной плите так, чтобы одна  з боковых граней квадратной опорной площадки 2 прикасалась к рабочей поверхности линейки Это положение условно называют исходным.

Освобождают зат жку винтов 12 С помощью дифференциальных винтов 39 и 40 механизма 9 юстировки привод т пов.фотное основание 19 с ма тниковым элементом а положение, при котором показани  обоих вольтметров 72 и 73 станов тс  равными нулю.

При вращении дифференциального винта 39 (40) сферические гайки 41 сбли саютс  или удал ютс  друг от друга и прижата  пружиной 42 (43) призма 37 перемещает сухарь 6 в перпендикул рном к оси дифференциального винта 39 (40) направле.нии. Сухарь 6 при этом скользит своей опор-

ной плоскостью по.плоскости 11 крышки 10, Вместе с сухарем 6 поступательно перемещаютс  сферические гайки другого дифференциального винта 40 (39) в отверстии 38, остава сь неподвижными 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 показани  вольтметров 72 и 73 и, если они- не равны нулю, то, враща  поочередно дифференциа-пьные винты 39 и 40 механизма 9, добиваютс , чтобы показани  вольтметров стали равны половине только что отсчитанных значений.

Регулируемыми опорами поверочной плиты добиваютс , чтобы показани  вольтметров в исходном и повернутом положени х преобразовател  уровн  бьши по соответствующим каналам (X и У) одинаковы.

С помощью дифференциальных винтов 39 и 40 механизма 9 привод т поворотное основание 19 в положение при котором показани  обоих вольтметров 72 и 73 станов тс  равными нулю.

Убеждаютс , что показани  вольтметров не превышают допуска в обоих положени х преобразовател  уровн  - в исходном и в повернутом На этом заканчивают согласование оси вращени  поворотного основани  с опорной площадкой и завинчивают винты 12 до отказао Если показани  хот  |бы одного вольтметра превьшают. 1допустимое значение, то регулировку

;ПОВТОРЯЮТ;,

После согласовани  оси вращени  поворотного основани  с опорной площадкой , еще раз провер ют, не изме- 1илась ли точность согласовани  ма никового элемента с осью вращени  поворотного основани . .Окончательно отрегулированным считаетс  преобразователь уровн , который обеспечи- вас Т выдачу показаний вольтметров, не превышагощшс допустимое значение в обоих положени х поворотного ос новани , как в исходном, так и в

повернутом положении преобразовател  уровн  о

При использовании по пр мому назначению преобразователь уровн  работает следукщим образом,

С помощью ключа, соединенного с четырехгранником 48, завод т часовой механизм 44, подстыковьшают 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 каждом положении О и 180 поворотного основани  19, после замыкани  щетки 64 с ламелью 65, производ т отсчеты показаний вольтметров 72 (X) и 73 (У) и определ ют величину негоризонтальности площадки, как алгебраическую полуразность этих показаний по каждой координате.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  угла наклона, содержащее базовое основание с опорной поверхностью, ма тниковый элемент, поворотное основание, св занное с приводом, закрепленным

   на базовом основании, и цапфы, контак- тирукщие с коническими подп тниками, св занными с базовым основанием, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности за счет

   умен ьшен и  вли ни  ошибок, обусловенных разъюстировкой ма тникового элемента, оно снабжено опорным элементом с упругой перемычкой, установленным между базовым основанием и

   одним из конических подп тников, поворотное основание жестко св зано с цапфами, выполненными сферическими, другой конический подп тник св зан с базовым основанием через введенньй

   сухарь с юстировочным механизмом, св зь привода с поворотньм основанием осуществлена через введенную муфту с крестовиной, а ма тниковый элемент размещен внутри поворотного

   основани .

   А-А.

   гз

   36

   36

   фиг2

   1

   W

   4/ ///

   ц:1игЛ

   B-S

   б

   J2

   Фиг.З

   &

   Цзиг,5

   CD и г. 6

   9 фиг Л

   П

   5 tfiiJf.