Способ стабилизации длин силовых элементов конструкции Советский патент 1962 года по МПК E04G21/12 E04C5/00 

Известны способы стабилизации силовых элементов конструкций. Однако такие способы не обеспечивают автоматического поддержания постоянства длины силового элемента стержневых конструкций или машин.

Предлагаемый способ отличается от известных тем. что внешние концы эталона заделывают на концевых силовых наконечниках регулируемого элемента, а на внутренних концах эталона помещают датчики рассогласования длин силового элемента и эталона, управляющие перемещением силовых наконечников регулируемого элемента с .помощью любого вида силового привода.

Это обеспечивает автоматическое поддержание постоянства длины силового элемента стержневых конструкций или машин на основе рассогласования действительной длины его и специального эталона длины.

На фиг. 1 изображен силовой элемент стержневой конструкции с механической регулировкой длины; на фиг. 2-силовой элемент трубчатой конструкции для осуществления способа.

Основная трубчатая стойка передает сжимающее или растягивающее усилие Л на расстояние длины стержня.

Под воздействием силы N стержень 1 получает общую деформацию ±Д/, равную:

Основная ко,нструк.ция стержня может быть не только трубчатой, но и любой другой, например ферменной.

Д/ Г- dl J Е

№ 143998- 2 Силовые наконечники 2 воспринимают внешнее усилие УУ и передают его на основную конструкцию стержня /.

Центры отверстий наконечников 2, выполненные под силовые болты крепления, фиксируют длину стержня / + Д/р.

Условимся называть длину 1, которую примет стержень в отсутст вии внешней нагрузки (при Л/ 0) и массовых сил,-физической длиной стержня. Длину же /г Л + , которую примет стержень после приложения к нему внешней нагрузки Л/, или составляющих сил тяжести, параллельных оси стержня, будем называть геометрической длинсй стержня.

Силовые наконечники воспринимают внешнее усилие и фиксируют геометрический размер /2 стержня как элемента фермы (сооружения).

Промежуточный элемент (механизм или устройство) позволяет изменять физическую длину 1 стойки.

В данном случае в качестве промежуточного элемента показана промежуточная втулка 5, которая своей наружной резьбой А, имеюшей шаг t, соединяется с основной стойкой стержня /, а внутренней резьбсй Б с шагом 1ч.1 с силовым наконечником 2.

При повороте Промежуточной втулки 3 на полный оборот наконечник 2 переместится относительно стержня / на разность шагов резьбы Л и 5, т. е. на t - t-. Это произойдет, если будет отсутствовать поворот наконечника 2 относительно стержня /, и может быть обеспечено, если наконечники 2 и 2 благодаря свойствам тех частей сооружения, к которым они прикрепляются, не могут иметь относительного углового перемещения. Или если между деталями 7 и 2 существует щлицевое сочленение или -рычажный шлиц-шарнир.

Промежуточная втулка 5 может приводиться во вращение при помощи зубчатого венца Д, на который действует выходная или промежуточная шестерня понижающего редуктора электрического силового привода.

Включение силового привода должно производиться в том случае, когда центры Oj и Оа силовых болтов, фиксирующие геометрическую длину /2 силового элемента, благодаря упругим деформациям получат относительное перемещение А/ так, что геометрическая длина /2 стержня (ранее равная длине 1 элемента сооружения, которую и следует поддерживать с необходимой степенью точности) будет отличаться от физической .длины /г стержня.

Следовательно, параметром, по которому должно производиться включение и выключение силового привода, должно являться рассогласование между геометрической длиной стержня и истинным геометрическим размером /.

Эталоном, сохраняющим геометрический размер, являются трубчатые элементы 4 и 5, присоединенные соответственно к силовым наконечникам 2 и 2. Эти трубчатые элементы свободны от напряжений, вызываемых в стержне /внешней силой Л. Относительное осевое перемещение свободных концов этих элементов в центре стержня под действием сил тяжести всегда будет равно нулю, так как, если, например, элемент 4 получает в поле сил тяжести отрицательное упругое перемещение (сжатие), то элемент 5 получает равное по величине, но положительное-перемещение (растяжение). В результате, относительное смещение наконечников этих элементов в центре стержня окажется равным нулю.

Концы элементов 4 и 5, сходящиеся в центре стержня, несут на себе части индукционного датчика 6, сигналы которого, после соответствующего усиления, и управляют силовым сервоприводом.

На фиг. 2 соответствующие элементы конструкции обозначены теми же цифрами и буквами, что и на фиг. 1, .но более подробно цоказана схема трубчатых элементов 4 и 5, сохраняющих эталон длины I. Оба элемента, совершенно одинаковые по конструкции и размерам, опираются на диафрагмы (или направляющие) С, предохраняющие их от провисания под действием сил тяжести. Каждый из элементов состоит из трех телескопически соединенных труб (наружных 4а и 5а, средних 46 56 и внутренних 4в и 5в), материал которых и длины подобраны таким образом, чтобы полная длина элементов 4 я 5 не изменялась при изменении температуры, или же так, чтобы их длина пр.и любой температуре следовала изменению длины стержня из другого металла.

В да.нной конструкции может быть применен любой электрический датчик: тензо.метрический, емкостный или индуктивный, сигналы которого, усиленные вакуумными электронными приборами или магнитными усилителями, будут включать реле или производить регулирование скорости вращения якоря электродвигателя 7 силового привода.

При релейной системе включения электродвигателя он должен быть снабжен электрическим тормозом.

При системе с переменной скоростью вращения электродвигателя может быть применена система постоянного тока или система пере.менного тока с регулируемой частотой.

Предмет изобретемия

Способ стабилизации длин силовых элементов конструкции, отличающийся тем, что, с целью автоматического поддержания постоянства длины силового элемента стержневых конструкций или мащин, на основе рассогласования действительно длины его и специального эталона длины, внешние концы эталона заделывают на концевых силовых наконечниках регулируемого элемента, а на внутренних концах эталона помещают датчики рассогласования длин силового элемента и эталона, управляющие перемещением силовых наконечников регулируемого элемента с помощью любого вида силового привода.

3 -№ 143998

2

Фиг. 2