Компенсатор температурного расширения вертикальной опоры
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЩЮЛИСТИЧЕСКИ1(РЕСПУБЛИК (19) (111 (511 4 Е 04 Н 12/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3764876/29-33 (22) 05.07.84 (46) 23.02.86. Бюл. 9 7 (71) Центральный ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н,П. Мельникова (») В. С. Поляк, Б. С.-Г. Рябой, А.В. Самоцветов и Ю.Б. Синкевич (53) 624.97 (088.8) (56) Проектирование металлических конструкций. Сер. XVII, вып. II (89).
M., ЦИНИС Госстроя СССР, 1978, с. 8.
Проектирование металлических конструкций. Сер. XVII, вып. II (89). N., ЦИНИС Госстроя СССР, с. 10, 11, рис. 3,4. (54)(57) 1. KOMIIEHCATOP ТЕМПЕРАТУРНОГО РАСШИРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОПОРЫ, содержащий установленный на вершине опоры стержневой каркас с элементами, выполненными из материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения, и площадку для крепления объекта, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения диапазона компенсации и повышения точности, компенсатор снабжен прикрепленной к каркасу направляющей, установленным с возможностью вертикального перемещения при помощи направляющей вертикальным штоком с площадкой для крепления объекта, вертикальным стержнем, шарйирно установленнл(м на опоре горизонтальным рычагом, шарнирно прикрепленным к вершине вертикального стержня и каркасу компен< атора, причем температурный коэффициент линейного расширения каркаса отличается от температурного коэффициента линейного расширения вертикального стержня, а длина 8 вертикального стержня определяется из соотношения
Н оО «-"к" к г
0 к с где Н вЂ” высота опоры до уровня крепления каркаса компенсатора;
Н„ — высота компенсатора, „,м - температурные коэффициенты линейного расширения материалов опоры, каркаса и вертикального стержня соответственно л — длина плеча рычага между каркасом и вертикальным стержнем
И вЂ” длина плеча рычага между каркасом и штоком.
2. Компенсатор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что направляющая вертикального штока выполнена в виде цилиндрической втулки.
3. Компенсатор по и.1, о т л ич а ю шийся тем, что направляющая вертикального штока выполнена в ниде двух пар, шарнирно связанных со штоком и каркасом стержней, расположенных в вертикальных плоскостях, причем горизонтальный рычаг соединен с одним из стержней направляющей.
1213163
Изобретение относится к строительству, в частности к строительным конструкциям башенных опор, и может быть использовано в вертикальных башенных, мачтовых и других опорах, предназначенных для размещения на них объектов, например аппаратуры.
Целью изобретения является увеличение диапазона компенсации и повышение точности.
На фиг.I изображен компенсатор, общий вид, при выполнении направляющей в виде цилиндрической втулки; на фиг.2 — схема расчетных перемещений; на фиг. 3-7 — варианты выполнения компенсатора при направляющей в виде цилиндрической втулки; на фиг. 8 — компенсатор при выполнении направляющей в виде стержней, на фиг. 9 - разрез А-А на фиг.8; на фиг. 10 — разрез Б-Б на фиг.8; на фиг. 11 — узел крепления рычага к вертикальному стержню.
Компенсатор содержит стержневой каркас. 1, установленный на вертикальной опоре 2, имеющей вид стержневой башни высотой Н,. На каркасе 1 в направляющей 3 вертикального перемещения установлен вертикальный шток 4 с площадкой 5 для крепления объекта, например геодезической аппаратуры (не показана). 1Пток 4 шарниром 6 связан с концом горизонтального изгибно 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) ) отличным от ТКЛР каркаса а„, Рассмотрим работу компенсатора при его .равномерном нагреве (нагреве всех его элементов) на 1,О С, длина стержня 10 (расстояние между шарнирами 9 и 11) 3, длина плеча рычага 7 между каркасом 1 и вертикальным стержнем 10 через r, длина плеча рычага 7 между каркасом 1 и штоком 41,1
При нагреве íà 4 С высота опоры 2 увеличивается на Н, 4 5 =(Н„a бН„g 14. В тоже время высота вертикального элемента 12 каркаса 1 (от основания каркаса до шарнира 8) увеличивается на и 3 -Цк„ а длина стержня 10 на К, М) =И ес, ) т.е, шарнир 9 оказывается ни» же шарнира 8 (фиг.8) на à Ð - 30,-аК„ =8 t(2„ -к,),При этом рычаг 7 поворачивается вокруг шарнира 8 и его шарнир 6 опускается относительно но 15 р и вого .положения 8 точки 8 ь1 = — af . 6 г Сохранение высотного положения объекта (площадки 5) имеет место 20 (Н,, Н „м„ = Е („-,1. или при Р 11ogoб НкОСк (1) Этот же принцип компенсации температурного расширения опоры реализуется и в конструкциях компенсаторов,представленных на фиг. 4-6,соотношение параметров в которых также описывается зависимостью (1). 30 Конструкция компенсатора, показакная на фиг.4, отличается от опи-санной тем, что ТКЛР стержня 10 больше ТКЛР каркаса (g,) g „), а сам стержень 10 связан с рычагом ? ниж35 ним а с каркасом верхним своими концами. В этом случае в зависимости (1) м„-,, принимает отрицательное значение, отрицательна и величина 0 (т.е. она направлена вверх от 40 Рычага) В конструкциях, показанных на фиг. 5 и 6, шарнир 8, связывающий рычаг 7 с каркасом, расположен в средней части рычага, а ширнир 9, 45 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 (g, осÄ), а если стер 0 жень 10 расположен выше рычага (Фиг.6) ы, (м к. Положительное значение 8 означает расположение стержня ниже, а ото рицательное — выше рычага. Значительная длина стержня 10 и его расположение вдоль опоры ставит его в приблизительно те же тем12131 2О 25 пературные условия, в которых находится и сама опора, что уменьшает негативное влияние высотного темпеt ратурного градиента, который может иметь место в реальной конструкции. При этом длина 3 стержня может выбираться из конструктивных соображеР ний а соотношение — плеч рычага Я 7 — из зависимости (1), принимающей вид (.-ы,1 Нpp î Нм . Принцип работы компенсатора не изменяется, если стержень 10 выполнен не строго вертикально, а под I некоторым небольшим углом к вертикали (фиг.10), что в ряде случаев может быть конструктивно удобнее. Во всех аж санных конструкциях при необходимости число рычагов 7 (и стержней 10) мажет быть больше единицы. Все рычаги аналогичны по конструкции и расположению, однако длины рычагов могут быть различными, лишь бы при этом сохранялось соотношение (2). Характер работы компенсатора не изменяется также в случае выполнения вертикальной направляющей шт жа 4 в виде пространственного параллелограмма, т.е. в виде двух пар шарнир . 63 4 но связанных со штоком 4 и каркасом, 1 стержней 13,расположенных в верти-, кальных плоскостях, причем горизонтальный рычаг 7 соединен с одним иэ 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 о „м„, Ы,, так как эти характеристики могут иметь существенный разброс от номинала, компенсация может оказаться недостаточной. Для повышения точности компенсации узел шарнира 9 крепления стержня выполняется с возможностью перемещения вдоль рычага с фиксацией в требуемом положении. Ось шарнира 9.крепится на рычаге 7 в пазу 14 и фиксируется в требуемом положении винтовыми упорами 15 и 16 с двух сторон (фиг.11). Повышение точности определяет высотное положение объекта при горизонтальном положении рычага 7. Затем измеряется высотное положение объекта при изменении температуры воздуха и, если оно отличается от исходного, перемещением шарнира 8 вдоль рычага объект выводится в исходное положение. 1213163 Фиг. 9 Фиг.5 12 Ц J0 Фиг.5 . Фиг.7 1213163 4М11 Составитель М. Корчак Техред О.Вашишина Корректор А. Зимокосов Редактор И. Николайчук Заказ 758/42 Тираж 729 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4
