Компенсатор температурного расширения вертикальной опоры Советский патент 1986 года по МПК E04H12/00 

Изобретение относится к строительству, в частности к строительным конструкциям башенных опор, и может быть использовано в вертикальных башенных, мачтовых и других опо- pax, 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 вьтолне- ния компенсатора при направляющей в виде цилиндрической втулки; на фиг. 8 - компенсатор при выполнении направляющей в виде стержнейj на фиг. 9 - разрез А-А на фиг.З; на фиг. 10 - разрез Б-Б на фиг.8; на фиг.11 - узел креппения рычага к вертикальному стержню.

Компенсатор содержит стержневой каркас-1, установленный на вертикальной опоре 2, имеющей вид стержневой башни высотой Н д . 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 из- гибно 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 вертикального 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) oij, , отличным от ТКЛР каркаса о(..

Рассмотрим работу компенсатора пр его равномерном нагреве (нагреве всех его элементов) на , длина стержня 10 (расстояние между шарнирами 9 и 11) Bj длина плеча рычй- га 7 между каркасом 1 и вертикальным стержнем 10 через г, длина плеча рычага 7 между каркасом 1 и штоком 44

(О

632

При нагреве на i°C высота опоры 2 увеличивается на ,a высота компенсатора на Н,( t , что приводит к подъему площадки 5 Ha4Ej

(HO Dto J к oi к) t ° время высота вертикального элемента 12 каркаса 1 (от основания каркаса до шарнира 8) увеличивается на и 6 ,5 « . В1обк длина стержня 10 на ДЕ, ,tot(., т.е. шарнир 9 оказывается ни- же шарнира 8 (фиг.8) на л Eg ,о 8 t ( .При этом рычаг 7 поворачивается вокруг шарнира 8 и его шарнир 6 опускается относительно но

о

вого .положения 8 точки 8 йР, - ьВ.

° г 8

Сохранение высотного положения объекта (площадки 5) имеет место при

(Но е+НкЫ et(oC,-()dcV- или при

Этот же принцип компенсации температурного расширения опоры реализуется и в конструкциях компенсаторов, представленных на фиг. 4-6,соотношение параметров в которых также описьгаается зависимостью (1).

Конструкция компенсатора, показанная на фиг.4, отличается от опи- санной тем, что ТКЛР стержня 10 больше ТКЛР каркаса () а сам стержень 10 связан с рычагом 7 нижним, а с каркасом верхним своими концами. В этом случае в зависимости (1)o(,(-o6j принимает отрицательное значение, отрицательна и величина В (т.е. она направлена вверх от

рычага).

В конструкциях, показанных на фиг. 5 и 6, шарнир 8, связьюающий рычаг 7 с каркасом, расположен в средней части рычага, а ширнир 9,

связывающий его со стержнем 10, - на конце рычага. При этом, если стержень 10 расположен ниже рычага 7 (фиг.5), он имеет ТКЛР больше ТКЛР каркаса (), а если стержень 10 расположен вьш1е рычага (фиг.6) iV oi .

Положительное значение Е означает расположение стержня ниже, а от- рнцательное - вьше рычага..

Значительная длина стержня 10 и его расположение вдоль опоры ставит его в приблизительно те же тем-

пературные условия, в которых находится и сама опора, что уменьшает негативное влияние высотного темпе4

ратурного градиента, который может иметь место в реальной конструкции. При этом длина Р стержня может выбираться из конструктивных соображений, а соотношение -

К

плеч рычага

7 - из зависимости (1), принимающей вид

h610С„-оСл1

(2)

л т

Н„(йо .

о -о k к

Принцип работы компенсатора не изменяется, если стержень 10 выпол- нен не строго вертикально, а под .некоторым небольшим углом к вертикали (фиг,10), что в ряде случаев может быть конструктивно удобнее. Во всех охшсанных конструкциях при необходимости число рычагов 7 (и стержней 10) может быть больше единицы. Все рычаги аналогичны по конструкций и расположению, однако длины рычагов могут быть различными лишь бы при этом сохранялось соотношение (2 ).

Характер работы компенсатора не изменяется также в случае выполнени вертикальной направляющей шт-ока 4 в виде пространственного параллелограмма , т.е. в виде двух пар шарнир

3 f

но связанных со штоком 4 и каркасом. 1 стержней 13,расположенных в верти-j кальных плоскостях, причем горизонтальный рычаг 7 соединен с одним из стержней 13 (фиг. 8-10).

Точность компенсации температурного расширения опоры, определенная расчетным путем, зависит от точности определения входящих, в зависимость (1) параметров, в первую очередь ТКЛР otо, ог , oif так как эти характеристики могут иметь существенный разброс от номинала, компенсация может оказаться недостаточной. Дпя повьдпения точности компенсации узел шарнира 9 крепления стержня выполняется с возможностью перемещения вдоль рычага с фиксацией

в требуемом положении. Ось шарнира 9 крвтеттся на рычаге 7 в пазу 14 и фиксируется в требуемом положении винтнэвыми упорами 15 и 16 с двух сторон (фиг.11). Повышение точности рпределяет высотное положение объекта при гсфизонтальном положении рычага 7. Затем измеряется высотное положение объекта при изменении температуры воздуха и, если оно отличается от исходного, перемещением

шарнира 8 вдоль рычага объект выво- дится в исходное положение.

- 5

Фиг1

Фиг,2

Ц 7 Т2

Фиъ.

Фмг.

Фиг. 5

Фиг.Я

7 ///7////

Фиг.7

Фиг.8

13

B 6

Id

Фиг.,9

t3

Фиг.Ю

W57 15

I // /

Редактор И. Николайчук

Со1етавитель М. Корчак

Техред О. Ващипгина Корректор А. Зимокосов

758/42

Тирах 729 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ф1йтиап П1Ш Патент, г. Ужгород, ул. Щэоектная,4

.//