Чертежный прибор Советский патент 1986 года по МПК B43L13/00 

112

Изобретение относится к приборам для вычерчивания плоских кривых, преимущественно катенарных и цепных линий, форму которых принимают гибкие связи буксируемых и заякоренных сие- тем, линий электропередач, висячих мостов и других аналогичных устройств

Целью изобретения является расширение диапазона решаемых задач путем вычерчивания цепных и катенарных линий.

На фиг,1 схематически показан прибор, общий вид; на фиг, 2 и 3 примеры применения прибора,

.Прибор содержит основание, выполненное, например, в виде вертикального щита 1, на котором установлены направляющие 2, 3, 4 и балка 5, На направляюЕЦИх и балке установлены ползуны 6, 7 и 8,

На ползуне 6 закреплен барабан 9, на ползуне 7 - телескопический стер

жень lOj а на ползуне 8 закреплен шарнирно с возможностью фиксации Г- образный стержень 11, Направляющая 3 связана с направляющей 2 и балкой 5 посредством дополнительных ползунов 12 и 13, на конце телескопического стержня 10 закреплен пишущий штифт 14, На барабане 9 закреплен один конец гибкой нити 15, выполненной в виде металлической цепочки, на другом ее конце закреплено кольцо 16 со стрелкой. На кольце 16 закреплены две дополнительные нити 17 и 18, обвитые вокруг роликов 19 и 20, закрепленных на концах стержня 11, со сменными грузами 21 и 22, Направляющие 2, 3 и 4, балка 5 и телескопический стержень 10 имеет линейные шкалы а Г-образный стержень - угловую шкалу.. . Уравнение цепной линии имеет вид

у а

(ch| -1)

(1).

а

1

Г

г

-параметр цепной линии;

-горизонтальная составляющая натяжения;

-погонный вес.

Уравнение (1) справедливо для люг бой металлической цепочки. Формы металлических цепочек с различными погонными весами (массами) подобны, если их параметры Ct- равны

7 т

1(- -ii(2)

q q

а линейные размеры пропорциональны

О

j

У

Li

L/

. m

(3)

2 J Z где m - линейный масштаб.

Таким образом, форму любой металлической цепи можно найти, если соответствующим образом подвесить на щите 1 цепочку любого погонного веса.

Пример 1. Необходимо вычертить форму якорной цепи, на которой стоит судно. Глубина, места Н, длина якорной цепи L.( , а вес погонного

места в воде qy (фиг.2). I

Исходя из выбранного линейного масштаба т, берут металлическую цепочку длиной -- любого погонно20

го веса q. Подвешивают эту цепочку 15 за кольцо 16 на оси Г-образного стержня. Другой конец цепочки, намотанный на барабан., располагают при ПОМ01ЦИ ползуна 6 на расстоянии по

Н

вертикали Н, -- m

в точке Я, Затем

на нитях 17 и 18, привязанных к кольцу 1 6 и переброшенных через ролики 19 и 20, подвешивают грузы 21 и 22, вес которых 7 и Т подбирают так чтобы кольцо 16 не касалось оси стержня 11, нить 17 располагалась вертикально, а нить 18 - горизонтально, В этом случае согласно соотношениям (1), (2) и (3) цепочка 15 длиной L имеет форму, подобную натурной якорной цепи длиной L, Передвигая ползун 7 с телескопическим стержнем 10 при помощи штифта 14, вычерчивают цепную линию L. Одновременно прибор позволяет определить силу давления Т ветра на судно и снос его под действием этой силы.

Так, согласно соотношению (2)

Г, Т, а

f 2 q а согласно выражению

(3)

X j X,7

m

2 где Tj - вес груза 22, подвешенного

на нитке 18;

х„ - замеренное по линейной шкале балки 5 расстояние по горизонтали между точками Я и С, По стрелке кольца 16 и угловой шкале определяют угол наклона силы натяжения якорной цепи в точке С присоединения судна. Величина этой силы может быть найдена по формуле

Т -Ъ,- .

COS оС

Во время буксировки троса с отводящим аппаратом на своем ходовом конце трос принимает форму катенар- ной кривой, уравнение которой имеет вид, аналогичный цепной линии (1)

b (ch g -1) .

где b -- параметр катенарнои кривой;

F - натяжение вдоль троса; г - погонное гидродинамическое сопротивление троса, обтекаемого потоком жидкости под углом 90 . Очевидно, что металлическая цепочка подобна тросу в потоке, если вьтолняются условия

-ti

где у ,, x ,Ly - координаты и длины

катенарнои кривой;

у , х, координаты и длина

металлической цепочки п - линейный масштаб. Пример 2. Необходимо вьгчер- тить форму троса, буксируемого в горизонтальной плоскости за коренной конец Я и имеющего на ходовом конце отводящий аппарат С, если известны г, длина троса L и составляющие силы F - отводящая сила Fy и сила лобового сопротивления F отводящего аппарата (фиг.З),

Исходя из выбранного линейного масштаба п, берут металлическую цепочку длиной L, -п любого погонног с ti

21

веса q . Рассчитывают вес груза согласно формуле.(5)

, Г 7; F|240635

10

НО

F.

тогда

F cos

Т.

l±

a

r

COS oC Bee груза 22

Fi; cj

HO Py

F . , tg f

cosa(.

tg

(7)

o (8)

тогда - 2 cosoc r

где

0

arctg -- . F

.

15

20

25

30

35

40

Размещают барабан 9 в точке Я, отмеряют длину L цепочки 15, присоединяют через кольцо .16 со стрелкой нити 17 и 18. К концу нити 17 присоединяют груз 21 весом Т и нить перебрасывают через ролик 19 (развернув при этом Г-образный стержень на 90 против часовой стрелки;), к концу нити 18 подвешивают грузик 22 (IJ). Затем перемещают ползун 8 по направляющей 4 (а если потребуется, то и направляющую- 3 с барабаном 9 по нап- равляющей 2 и балке 5) до такого положения, при котором кольцо 16 не касается вертикальной оси Г-образного. стержня. В этом случае нить 17 горизонтальна (до ролика 19), а нить 18 вертикальна. Форма цепочки 15 длиной L подобна форме троса длиной L. Пишущим щтифтом 14 при ПОМО1ЦИ телескопического стержня 10 вычерчивают ка- тенарную кривую, при этом одновременно производят измерение отклонения х и у конца троса С.

Применение предлагаемого прибора позволяет повысить производитель- - ность труда при проектировании и исследовании систем с гибкими

связями.

(риг. 2

Редактор И,Швыдкая

Составитель Д.Гриценко

Техред О.Гортвай Корректор Л.Пилипенко

Заказ 3 i42/l4 Тираж 345Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Г1роизводств(:1И} о-полнграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная,4

фиг.З