Zhukov_B_N_Geodezichesky_kontrol_sooruzheny_2

Рис. 5.1. Конструктивные решения эстакады конвейера топливоподачи угольной ТЭС:

а) – профиль и разрез эстакады конвейера; б) – план конвейера.

Выбор параметров, методов и категории контроля, расчет точности контроля параметров

Согласно Инструкции по монтажу конвейеров, а также табл.1.3, у представленного выше объекта должен контролироваться ряд геометрических параметров, одним из которых является “прямолинейность установки опорных рам и роликовых опор конвейера относительно осей приводных и натяжных станций”. Допустимая величина отклонения осей опорных рам и роликовых опор относительно осей станций не должна превышать 5 мм.

Согласно п.1.2.2. настоящих методических разработок, для указанного типа технологического оборудования, контролируемых геометрических параметров, технико-экономических показателей объекта и условий его монтажа назначены следующие методы контроля: по объемной характеристике – сплошной; по управляющему воздействию – пассивный; по временной характеристике - летучий (см. табл. 1.3).

Исходя из общих качественных свойств объекта, по табл. 1.1 назначаем категорию контроля - 3; а по табл. 1.2 и назначенной категории контроля

выбираем значение		коэффициента точности для пассивного контроля сп = 0.4
(см. табл.1.3).
Согласно п. 1.2.3 производим расчет точности контроля параметра по
формуле	(1.1)	и	результаты	расчета	заносим	в	таблицу
(см. табл.1.3, п.4, графа10).
	mг( п ) = сп * δтех / 3 = 0,4* 5 / 3 = 0,67 мм.					(5.1)

Выбор методов и средств измерений, их описание

На основании результатов расчета требуемой точности контроля, проектных размеров конвейера, условий контроля; а также методов и средств измерений прямолинейности, представленных в работах [1, 2, 5, 7, 22, 23, 31, 41] рекомендуется измерение отклонений пунктов от створа осуществлять оптическими методами створных измерений.

Створом [24] принято называть вертикальную плоскость, в которой располагается прямая линия, проходящая через два опорных пункта. Опорные пункты фиксируют основные или смещенные оси сооружений, монтажные оси или базовые направления. Один из пунктов, например А (см. рис. 5.2), принимают за начальный, второй – т.е. пункт В, принимают за конечный.

Рис.5.2. Схема расположения пунктов и измерения нестворностей

Нестворностью называют длину перпендикуляра, опущенного из какойлибо точки на створную линию. В правосторонней системе координат нестворности точек, лежащих правее створной линии, считаются положительными, а для точек, лежащих левее створной линии, нестворности отрицательные.

Если нестворности определяются не с начального, а с конечного пункта, то знаки их меняются на противоположные.

Нестворности могут определяться относительно общего створа, например qC , qD , или qE , или его частей, например LD , LE . В том случае, когда общий

створ делят на части, относительно которых определяются частные нестворности Li, общая нестворность является функцией измеренных нестворностей

qi = φ( L1 L2 ...Li ),

(5.2)

где qi - общая нестворность точки i; L - частные нестворности.

(Примечание. Ввиду того, что отклонения контрольных пунктов от створа на несколько порядков меньше расстояний между ними, направления

нестворностей q и L практически совпадают).

Воптических способах створных измерений створ задается коллимационной плоскостью оптических приборов – теодолитов или алиниометров, зрительных труб двойного изображения, микротелескопов, оптических створофиксаторов и т.д., т.е. при установке оптических приборов на одном из опорных пунктов створа и визировании на другой опорный пункт их коллимационная плоскость совмещается со створной плоскостью.

При определении нестворностей измерения выполняются по определенным программам, под которыми понимают определенную последовательность действий. Применяемые в практике высокоточных створных измерений программы можно разделить на простые (программы с необходимым числом измерений) и сложные (программы с избыточным числом измерений).

Впростых программах нестворность каждой точки относительно створа (общего или частного) определяется в прямом и обратном направлениях, т.е. дважды (при постановке прибора на обоих пунктах створа).

Одной из простых программ створных измерений является программа общего створа, в которой нестворности промежуточных точек определяются относительно общего створа А-В (рис. 5.2) при постановке прибора сначала на начальном А, а затем на конечном В пунктах створа.

Более сложной является программа полустворов. В программе полустворов общий створ делится на две части (рис. 5.2), при этом сначала определяется нестворность среднего пункта С относительно общего створа, а затем определяются нестворности других пунктов D и E, но уже относительно полустворов.

Нестворности могут измеряться непосредственно, например, с помощью подвижных марок (рис. 5.3), или косвенно, когда нестворность вычисляется как функция малого угла.

Подготовительную работу по определению отклонений осей конвейера начинают с закрепления опорных и контрольных знаков. Исходя из расчета требуемой точности измерения нестворностей (0.67 мм) и имея в виду, что ошибки центрирования должны быть в несколько раз меньше общей ошибки измерения нестворностей, закреплять точки целесообразно гнездовыми центрами упрощенной конструкции. Таковыми могут быть центры трегеров под геодезические приборы, дающие точность центрирования порядка 0,05-0,10 мм. Установка их производится путем совмещения с осью или смещенной осью выверяемой конструкции с помощью штангенциркуля. При выполнении данной лабораторной работы на макете конвейера знаки с гнездовыми центрами уже установлены.

В данной лабораторной работе с целью обучения предлагается производить измерение нестворностей с помощью теодолита и подвижной и неподвижной марок конструкции Цейса по программе полустворов.

Рис. 5.3. Подвижная (а) и неподвижная (б) визирные марки

Подвижная марка (рис. 5.3) имеет уровень (6) для приведения ее в рабочее положение, визирное приспособление (5) для установки плоскости экрана (3) перпендикулярно визирному лучу, неподвижное (1) и подвижное (2) основания. Неподвижное основание жестко скреплено с вкладышем (7), устанавливаемым при измерениях в гнездовой центр, или трегер (11). Подвижное основание (2) жестко скреплено с экраном (3), на котором располагается визирная цель (4) подвижной марки и перемещается поперек створа с помощью винта (9). Положение визирной цели при установке ее в створ фиксируется с помощью нониуса (8) по неподвижной шкале (10).

При определении нестворности подвижная марка устанавливается на контрольном пункте и ось симметрии ее визирной цели совмещается с осью симметрии биссектора сетки нитей зрительной трубы теодолита за счет перемещения экрана марки микрометренным винтом. Величина нестворности Li определяется с помощью шкалы относительно оси вкладыша.

Неподвижная марка фиксирует положение оси гнездового центра в плоскости перпендикулярной визирной линии. Неподвижная визирная марка (рис. 5.3,б) состоит из неподвижного основания (1) жестко скрепленного с вкладышем (7) и экраном (3). Приведение в рабочее положение вертикальной оси марки осуществляется подъемными винтами (12) трегера (11) по уровню

(6). Установка перпендикулярно линии визирования осуществляется разворотом экрана с визирной целью (4) по визирному приспособлению (5).

Перед измерением нестворностей определяют место нуля (МО) подвижной марки. Под МО понимается отсчет по шкале или микрометренному винту марки в положении, когда ось визирной цели марки совпадает по вертикали с

осью гнездового центра. При определении МО марку для уменьшения ошибки визирования рекомендуется устанавливать ближе к теодолиту.

Величина места нуля определяется по формуле

	MO =	aл + ап		,	(5.3)
		2
где aл	и ап - отсчеты по шкале (микрометренному винту)					марки при
положении	микрометренного		винта слева и		справа (по	отношению

к наблюдателю) от визирной цели.

При определении МО экран подвижной марки разворачивается на 180о, т.е. в одном случае марка обращена к прибору лицевой стороной, а во втором – обратной (тыльной) стороной.

При определении МО визирная цель марки t раз вводится в биссектор сетки нитей при обеих положениях микрометренного винта. За окончательное значение МО принимается среднее:

			MOi	, ( i = 1,2,...,t ) ,
	MO =						(5.4)
			t
где величина МО вычисляется по формуле (5.3).
Оценка точности полученного значения MO выполняется по формуле:

	( MO - MO) 2
M	i	,	(5.5)

где М - средняя квадратическая ошибка места нуля подвижной марки. Формула определения нестворности с использованием МО подвижной

марки зависит от расположения и оцифровки шкалы. Так, в соответствии с принятой системой координат нестворность точки С (рис. 5.2) положительная, поэтому если при введении визирной цели в биссектор сетки нитей отсчет по шкале будет меньше МО, то

Lc = MO - ап = ал - МО,	(5.6)
и наоборот
Lc = MO - ал = ап - МО .	(5.7)

5.3.2. Производство измерений нестворностей

Работу начинают с измерений расстояний между опорными и контрольными пунктами. Измерение расстояний достаточно выполнить с точностью порядка 1:1000. Результаты измерений заносят в схему расположения пунктов и измерения нестворностей (рис. 5.2).

Следующим этапом работы является определение места нуля подвижной марки. Место нуля должно быть определено точнее, чем измерение нестворностей, поэтому его рекомендуется определять на ближайшем к теодолиту контрольном пункте створа из шести приемов. Для этого теодолит и марка приводятся в рабочее положение, т.е. нивелируются и ориентируются. Экран марки устанавливается так, чтобы ось симметрии ее визирной цели примерно совпадала с осью вкладыша. При фиксированном положении трубы визирная цель марки шесть раз вводится в биссектор сетки нитей, затем экран

разворачивается на 1800 и визирная цель снова вводится шесть раз в биссектор сетки нитей. В первом случае введение визирной цели в биссектор следует производить ввинчивая микрометренный винт, во втором случае – вывинчивая. Результаты измерений записывают в журнал по образцу табл. 5.1.

Определение нестворностей выполняют по программе полустворов.

В программе полустворов общий створ делится на две части, при этом сначала определяется нестворность среднего пункта створа относительно общего створа, а затем определяются нестворности других пунктов, например D и E, но уже относительно полустворов AC и BC.

Таблица 5.1. Определение места нуля подвижной марки

Номер			Отсчеты по шкале, мм												a	л	+ ап
приема														МО =
					aл						aп						2					= мо	i	- мо			2
																											i
1			49.2					51.4						50.30							+0.09						0.0081
2			49.1					51.2						50.15							-0.06						0.0036
3			48.9					51.5						50.20							-0.01						0.0001
4			49.0					51.3						50.15							-0.06						0.0036
5			49.1					51.4						50.25							+0.04						0.0016
6			49.2					51.2						50.20							-0.01						0.0001
																						i2 = 0.0171
												мо = 50.21
		2
							0.0171
М =			i								= 0.02мм ;
				=														мо = 50.21 ± 0.02
		t( t -1)					6 • 5
Выполнил __________________													Дата __________________
Проверил		__________________										Дата __________________
Тогда для нестворности, например, точки D																	будем иметь:
					qD = LD +						LD ,							(5.8)

где LD - нестворность контрольного пункта относительно полуствора А-С;

L	= L	SAD		,	(5.9)
D	C S		AC

LD - поправка в нестворность пункта D за счет отклонения пункта С

относительно общего створа А-В.

Измерение нестворности центрального контрольного пункта С осуществляют из прямого и обратного хода. В каждом ходе выполняют по пять введений цели подвижной визирной марки в биссектор сетки нитей зрительной трубы теодолита при “круг лево (КЛ)” и “круг право (КП)”. Измерение нестворности промежуточных контрольных пунктов относительно полустворов А-С и В-С производят также из прямых и обратных ходов, выполняя по три введения цели подвижной марки при КЛ и КП теодолита.

Порядок операций при измерении нестворностей следующий.

1. Наблюдатель наводит биссектор сетки нитей зрительной трубы теодолита, установленного на одном опорном пункте створа, на визирную цель

неподвижной марки, установленной на втором опорном пункте и тем самым задает створную линию.

2.Открепив зажимной винт зрительной трубы и наклоняя ее вверх или вниз, наблюдатель наводит зрительную трубу на экран подвижной марки, установленной в контрольном пункте. Меняя фокусировку, наблюдатель добивается четкой видимости изображения визирной цели на экране.

3.Условными знаками (голосом, рукой и т.п.) наблюдатель подает помощнику наблюдателя команды на перемещение визирной цели подвижной марки поперек створа.

4.Помощник наблюдателя, по командам наблюдателя, передвигает подвижное основание с экраном подвижной марки до тех пор, пока визирная цель не установится в центре биссектора зрительной трубы. Таким образом, визирная цель установится в створ.

5.Помощник наблюдателя снимает отсчет по шкале подвижной марки и записывает в журнал.

Аналогичные операции выполняют при последующих введениях цели в створ. (Примечание. До начала любых измерений следует точно устанавливать теодолит и марки по уровням, а экраны марок перпендикулярно створным линиям.)

Запись результатов измерений производят в журнал по образцу, представленному в табл.5.2.

Контроль измерений:

расхождение отсчетов по шкале при одном положении круга теодолита не должны превышать 0,2 мм;

величины нестворностей одноименных пунктов, определенных в прямом и обратном ходах, не должны превышать 1 мм.

5.3.3. Обработка результатов измерений и оценка точности

Обработка результатов измерений включает:

определение места нуля подвижной марки с оценкой точности результатов измерений;

определение нестворностей контрольных пунктов от начальных створов в прямом и обратном ходах с оценкой точности результатов измерений; определение средневесовых нестворностей от начальных створов с

оценкой точности результатов измерений;

приведение отклонений контрольных пунктов от полустворов к общему створу с оценкой точности результатов измерений;

заключение о техническом состоянии объекта по результатам контроля. Место нуля подвижной марки вычисляется в журнале (см. табл.5.1) по

формулам (5.3, 5.4), а оценка точности выполняется по формуле (5.5). Величины нестворностей от начальных створов определяются в журнале-

ведомости (см. табл. 5.2) по формулам: в прямом ходе

L'i = Li / t ,

где Li	= MO - аср				,				(5.10)
t – число введений;
в обратном ходе:
L'i' =	Li / t , где
					Li	= аср - МО .			(5.11)
В этих формулах	aср =			акл + акп		.
			2

Оценка точности результатов измерений нестворностей пункта в ходах производится по формуле:

				2
	M L'	= M L''	=		,	(5.12)
				t( t -1)
	i	i

где i = Li - L'i = Li - L'i' .

Определение средневесовых нестворностей контрольных пунктов от начальных створов производится в ведомости (см. табл.5.3) по формуле:

L	L'i Pi'	L'i' Pi''	,	(5.13)
i	Pi'	Pi''

где L'i и L'i' - нестворности пункта, определенные соответственно в прямом и обратном ходах по формулам (5.10 и 5.11);

Pi' и Pi'' - веса нестворностей в прямом и обратном ходах соответственно. В качестве весов принимаются величины

Pi'	= 1 / Si' ; Pi'' = 1 / Si'' ,	(5.14)
где Si' и Si''	- расстояния до контрольного	пункта от начального и

конечного пунктов начального створа соответственно.

При вычислении средневесового значения нужно не забывать, что в прямом и обратном ходе нестворность одной и той же точки имеет разные знаки, поэтому при вычислении по формуле (5.13) нужно брать абсолютные значения (модули), а средневесовому значению приписывать знак нестворности, определенный в прямом ходе. (Примечание. Если нестворность точки имеет один знак в прямом и обратном ходе, например, за счет ошибок измерений, то

при сложении произведения L'i Pi' и L'i' Pi'' нужно брать с разными знаками.

Средневесовое значение в этом случае будет иметь знак большего по модулю произведения).

Оценка точности средневесового значения нестворности выполняется по формуле:

					M 2'	M 2''
			M L		Li	Li	,	(5.15)
					M 2'	M 2''
			i
					Li	Li
где	M L'	и	M L''	- средние квадратические ошибки, вычисляемые по
	i		i

формуле (5.12).

Приведение отклонений контрольных пунктов от полустворов к общему створу производится в ведомости (см. табл. 5.3) по формуле

qi = Li + Li ,				(5.16)
где qi - нестворность контрольного пункта относительно общего створа;
Li - нестворность контрольного пункта относительно полуствора,
вычисляемая по формуле (5.13);
Li = Lс	Si-н,к		-	(5.17)
	Sс-н,к

поправка в нестворность за счет отклонения среднего пункта (пункта С, рис.5.2) относительно общего створа А-В.

В формуле (5.17) приняты следующие обозначения:

Lс - нестворность среднего пункта полустворов относительно общего

створа, вычисляемая по формуле (5.13);

Si-н,к - расстояние от контрольного пункта до начального или конечного

пункта общего створа в пределах полуствора;

Sс-н,к - расстояние от среднего опорного пункта полустворов до

начального или конечного пункта общего створа.

Оценка точности результатов измерений нестворностей контрольных пунктов относительно общего створа производится по формуле:

	2		2	,	(5.18)
M qi = M Li		+ M	Li

где M qi - средняя квадратическая ошибка отклонения пункта от общего

створа;

M Li - то же от начального створа, вычисляемая по формуле (5.15);

M Li - то же поправки за счет отклонения среднего пункта от створа, вычисляемая по формуле:

M L	= M L	Si-н,к	.	(5.19)
i	с Sс-н,к

Результаты вычислений по оценке точности нестворностей контрольных пунктов, выполненые по формулам (5.15, 5.18, 5.19), приведены в табл.5.3.

На основании фактических отклонений контрольных пунктов от общего створа и расчета точности результатов измерений (см. табл. 5.3) можно сделать следующие выводы:

1)средние квадратические ошибки отклонений контрольных пунктов от общего створа не превысили допустимой величины (0.67 мм), вычисленной по формуле (5.1); следовательно, измерения выполнены качественно;

2)отклонения контрольных пунктов от общего створа, т.е. смещения опорных рам и роликовых опор относительно осей приводных и натяжных станций не превысили допустимой величины (5 мм); следовательно, монтаж конструкций ленточного конвейера углеподачи ТЭС выполнен по данному

параметру в соответствии с требованиями “Инструкции по монтажу оборудования”.

Оформление работы. Лабораторная работа должна быть оформлена как небольшой технический отчет, написанный на листах бумаги формата А-4 и брошюрованный в единую папку. Содержание отчета должно соответствовать составу отчета. Все отчетные документы должны быть оформлены в соответствии с аналогичными примерами, приведенными в настоящем лабораторном практикуме.