Устройство для измерения силы тяжести

 

! Есзсоюз.:а.я вйтентко-тех;-: и =:i-.ê."ë

1 нбл тек Б/.

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П (11} 34723 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено24.О9.73 (21) 19605OO/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) ОпубликованоО5.11.76.Бюллетень № 41 (15) Дата опубликования описания 23.02.77 (51) М. Кл.

Cr O1 Ч 7/12

Государственный комитет

Совета Министроа СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 55О.831 (088.8) H. А, Гусев, Ю, A. Сливин, М. E. Õåéôåö и Н. Н, Желудова (72) Авторы изобретения

Центральный науччо-исследовательский институт геодезии, аэросьемки и карто.-рафии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

Устройство относится к маятниковой гравиметрии, Известны устройства для измерения ускорения силы тяжести с помощью маятников ) 1, 21. Эти устройства не вакуумиро- 5 ваны, кинематическая схема управления маятниками имеет ручной привод; вследствие несовершенной конструкции арретирного устройства посадка маятников на агатовые площадки выполняется с большими погреш- 10 ностями (более 5 мкм); узел блокирования маятников не обеспечивает жесткости зажима, в результате создаются нежелательные усилия на изгиб, воздействующие на стержень маятника; фоторегистратор пери- l5 ,ода колебаний маятников и их амплитуд механически не связан с устройством, что приводит K большим ошибкам измерений.

Известно устройство 3) аналогичного назначения, также не вакуумированное, со 20 держащее электродвигатель, который приводит в движение кинематическую схему. Эта схема имеет недостаток: биения оси при ее вращении передаются арретирной вилке через лекало и подшипник. Это приводит к 25 срабатыванию лезвия ножа маятников при их посадке на опорные площадки и подьеме с нее. Ьлокирующее устройство маятников не обеспечивает надлежащей жесткос» ти, поскольку оно выполнено так же, как в первом устройстве. Узел остановки маятников не предусмотрен. Их остановка выполняется арретирной вилкой, что также приводит к срабатыванию лезвия ножа маятников и, естественно, понижает точность измерений, Пуск маятников осуществляется с помощью соленоида и пусковой скобы, ударяющей по лапкам, что не обеспечивает надлежащей точности пуска в противоположных фазах. Кроме того, прибор не вакуумирован, а регистрация периода колебаний маятников производится фотографически. Это значительно усложняет работу с прибором, точность же измерений при этом снижаемся„

Известно устройство 1.4 3 для измерения силы тяжести, содержащее маятники, штатив, средства для задания маятникам начальных амплитуд и фаз, их пуска, остановки, арретирования, центрирования, блокирования, электродвигатель.

534723

Принципиальными недостатками этого устройства являются следующие:

1. Электродвигатель, находящийся внутри вакуумированного и термостатированного штатива и обеспечивающий арретирова- 5 ние, центрирование и блокирование маятников, нарушает температурный режим штатива, а также изменяет в нем остаточное давление воздуха, что ограничивает возмож ность повышения точности измерений. 10

2. Автоматическая остановка маятников осуществляется соленоидом, приводящим в движение соответствующий шток, непосредственно касающийся маятников. Соленоид также находится внутри вакуумированного и термостатированного штатива и также нарушает температурный режим и условия вакуума и, в первую очередь, ограничивает возможность повышения точности измерений и, кроме того, является наименее надежным элементом устройства, нередко выходящим из строя.

3. Кинематическая схема очень сложна наличие большого количества шестеренчатых передач увеличивает люфты, что приводит к неточной посадке маятников на опорные площадки и недостаточно плавному передвижению их; применение реверсивного электродвигателя и муфты свободного хода требует сложной юстировки.

Указанные недостатки влияют на точность маятниковых измерений.

1 елью изобретения является повышение точности устройства для измерения силы

35 тяжести. Указанная цель достигается тем, что электродвигатель кинематически свя» зан с двумя кулачками, один из которых посредством сильфона и водила связан со средством для арретирования, блокирования и центрирования маятников. Другой

40 маятник через сильфон, водило, храповик и собачку связан со средством задания маятникам начальных амплитуд и фаз, пуска и останова маятника.

Уменьшение габаритов и веса прибора

45 обеспечивает возможность применения сосуда Дьюара для улучшения теплоизоляции прибора. Коэффициент термостатирования прибора возрос (К > 1ОО).

На чертеже показана кинематическая схема предложенного устройства для измерения силы тяжести, Устройство содержит ось 1 с кулачками 2, 3, водила 4, 5, сильфоны 6, 7, рычаг 8, 9, пружину 1О, лекала ll, 12, шестерни 13, 14, собачки 15, храповик

16, рамку 17, шток 18, маятник 19, плап форму 20, лапки 21, кисточку 22, рычаг

23, шестерню 24, электродвигатель 25, шарикоподшипники 26 и 27.

Устройство работает следующим образом. Выходная шестерня электродвигателя

25 вращает шестерню 24, закрепленную на оси 1, вместе с которой вращаются два кулачка 2 и 3, Водила 4, 5 посредством шарикоподшипников 26 и 27 прижимаются к кулачкам 2 и 3 силой атмосферного давления, воздействующего на сильфоны 6 и 7.

Последние служат для изоляции прибора от атмосферного давления и обеспечивают поступательное перемещение рамки 17 и платформы 2О, находящихся внутри прибора и используемых для управления всеми вакуумированными механизмами. Кроме того, при таком расположении сильфона 7, водила 5 с подшипником 26 и кулачка 3 сильфон 7 служит амортизатором при воздействии вибраций, Арретирование и блокирование маятников

19 выполняется путем поступательного перемещения водила 5, передающегося платформе 2О, на которой укреплен вертикальный

IIIT ок 18. При арретировании маятников блокирующая платформа поднимается, вместе с ней поднимается и шток 18, управляющий арретированием устройства. При дальнейшем подъеме платформа 2О подходит к чечевицам маятников и производит их блокирование, обеспечиваемое атмосферным давлением на сильфон 7.

Задание маятникам амплитуд, отклонение их при посадке на площадки и подъеме, а также остановка после окончания наблюдений выполняется следующим образом. Поступательное перемещение водила 4 по кулачку 2 передается рамке 17, на которой укреплены две собачки 15. При движении рамки одна из собачек (в зависимости от направления движения) будет поворачивать храповик 16 против часовой стрелки. При изменении направления движения рамки храповик будет поворачиваться в ту же сторону, но под действием другой собачки. Таким образом, поступательное перемещение водила 4, задаваемое кулачком 2, преобразуется во вращательное движение храповика 16и жестко скрепленной с ним шестерни 14.

При повороте последней прворачивается и малая шестерня 13 и связанные с ней лекала ll, 12.

Отклонение маятников на заданный угон выполняется лапками 21-. скрепленными рычагами 8 и 9. Палец рычага 9 пружиной 10 прижимается к рычагу 8, выступ которого(не показанный на чертеже)скользит по лекалу 11. При повороте лекала выступ соскакивает с зуба лекала, задь534723 ющие лапки отбрасываются и маятники начинают совершать колебания, Перед арретированием маятники останавливаются. При повороте лекала 12 его выступ 28 поднимает конец рычага 23, на который опирается кисточка 22, останавливающая маятник. Аналогично выполняется остановка и другого маятника.

Во время блокировки и разблокировки маятников лекала 11, 12 не вращаются, так как водило 4 остается в покое.

Описанное устройство применено как основное в маятниковом приборе "Агат", разработанном в БНИГАиК, Успешно проведен ные лабораторные и полевые испытания р аппаратуры показали надежную работу всех узлов, точность гравиметрической связи с одним прибором равна + О,l мГал.

Устройство позволило на ЗОБО ускорить процесс измерений на пункте, автоматизи- 20 ровать и облегчить этот процесс, уменьшить число операторов, Устройство может быть применено при разработке новых маятниковых и других приборов, механизмы которых работают в 25 вакуумированных и термостатированных камерах.

Формула изобретения З0

Устройство для измерения силы тяжести, содержащее маятники, штатив, средства, осуществляющие задания маятникам амплитуд и фаз, их пуск, останов, арретирование, центрирование, блокирование, электродвигатель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, электродвигатель кинематически связан с двумя кулачками, один из которых посредством сильфона и водила связан со сред твом для арретирования, блокирования и центрирования маятников, а другой — через сильфон, водило, храповик и собачку связан со средством задания маятникам начальных амплитуд и фаз, пуска и останова маятника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. М. Е. Хейфец и Ю. А. Сливин, Авторское свидетельство ¹ 125 386 от

6,7,1959 г, Опубликовано в "Бюллетене изобретений" № 1 за 1960 г, 2. Хейфец N. Е. Новый маятниковый прибор гравиметрической лаборатории

ЦНИГАиК. Труды ЦНИГАиК, вып, 145, N., Геодезиздат, 1962 г, 3. Хейфец N. Е„Терехов В. П., Сливин Ю. А., Здобников Е. Т., Иванова

А, A., Березин Э. М. Авторское свидетельство № 173 435 от 19, 11. 1963 r, 4. Хейфец М. Е„Сливин Ю. А. Авторское свидетельство № 197 2ОЗ от

13. 4. 1965ã. (прототип).

534723

73

lf

У

Составитель А. Чупрукова

Редактор Т. Орловская Техред Н. Андрейчук Корректор Н. Ковалева

Заказ 556O/235 Тираж 69О Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4