Zhukov_B_N_Geodezichesky_kontrol_sooruzheny_2

		Таблица 5.2. Журнал-ведомость определениея нестворностей контрольных пунктов от начальных створов
														из прямого и обратного ходов
								Нестворности пунктов в мм, определенные
						из прямого хода							из обратного хода
	Номер	Отсчеты по шкале				aср	=	Нествор-		i =	Отсчеты по шкале			aср =	Нествор-	i =
	введения
		марки, мм						ность,мм			марки,мм				ность,мм
										( Li - L'i )						( Li - L'i )
		aкл	aкп			акл + акп Li =					aкл	aкп		акл + акп Li =
							2	MO - аср						2	MO - аср
	1	47,4	47,0			47,20		+3,01		- 0,08	53,3	54,2		53,75	+3,54	0,00
	2	47,3	46,8			47,05		+3,16		+0,07	53,3	54,0		53,65	+3,44	- 0,10
	3	47,3	47,0			47,15		+3,06		Пункт C	53,3	54,3		53,80	+3,59	+0,05
										- 0,03
	4	47,4	46,9			47,15		+3,06		- 0,03	53,4	54,2		53,80	+3,59	+0,05
	5	47,2	46,9			47,05		+3,16		+0,07	53,2	54,3		53,75	+3,54	0,00
			L'ср	=	Li / t +3,09;			2 = 0,0180;				L'ср = +3,54; +3,09;			2 = 0,0150
						2		0,0180				2		0,0150
			M L'	=		t( t -1)	=		= 0,07 мм ;		M L'' =	t( t -1)	=		= 0,06 мм
			i					5( 5 -1)			i			5( 5 -1)
	Выполнил ____________________							Дата __________________
	Проверил	____________________						Дата __________________

Таблица 5.3. Вычисление нестворностей контрольных пунктов от общего створа и оценка точности результатов

Величины

Средневесовые

Поправка

Нествор-

СКО

СКО

СКО

нестворностей

величины

за нест-

ность

средневе-

поправки

нествор.

от начальных

Веса

нестворностей

ворность

относит.

совой

за нествор-

относительно

створов,

из прямого и

среднего

общего

нестворности,

ность

общего створа,

мм

обратного

пункта,

створа,

среднего

Ном

ходов, мм

мм

мм

мм

пункта,мм

мм

ер

M L

пун-

Li =

Li =

i

M L

=

M q

=

2

2

кта

i

i

L'

L''

P' =

1

P'' =

1

'

'

''

''

Si-н,к

qi =

M L'i

M L'i'

S

2

2

i

i

i

S'

i

S''

Li Pi

+ Li

Pi

Lc

Li + Li

M L2'

M L2''

M L

i-н,к

M Li + M

Li

Sс-н,к

''

S

'

i

i

c

c-н,к

Pi

+ Pi

D

-4.16

-3.97

0.151

0.151

-4.06

+1.66

-2.40

0.06

0.03

0.07

C

+3.09

+3.54

0.076

0.072

+3.31

-

+3.31

0.05

-

0.05

E

+1.71

+1.57

0.131

0.159

+1.63

+1.50

+3.13

0.04

0.02

0.04

D

6.625 м

qD

= -2,40 мм

qE

=+3,13 мм

A

6.618

B

+ х

LD

qc = Lc =+3,31

LE

6,292

+y

C

7,637

E

Выполнил _______________

Дата ___________

Проверил

_______________

Дата ___________

6.КОНТРОЛЬ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ШАРОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ ОПТИЧЕСКИМ ПУТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ УГЛОВ ПО ПРОГРАММЕ ОБЩЕГО СТВОРА

6.1. Необходимые приборы, оборудование, вычислительные средства

Лабораторное оборудование в виде знаков с гнездовыми центрами для высокоточного центрирования специальной неподвижной визирной марки…………………......………….....................................................................6 шт Теодолит высокой точности…………………………………………….....1 шт Неподвижная визирная марка для ориентирования створа………..........1 шт Специальная неподвижная визирная марка………………………...…....1 шт Рулетка 3 класса……………………………………………………...….....1 шт Микрокалькулятор………………………………………………………....1 шт

6.2.Содержание работы

1.Разработка проекта геодезического контроля инженерного объекта с расчетом требуемой точности контроля геометрических параметров и точности измерения отклонений от створа (нестворностей).

2.Производство измерений нестворностей.

3.Обработка результатов измерений и оформление работы.

Состав отчета:

а) пояснительная записка с описанием содержания выполненной работы, включающая схему размещения геодезической контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), совмещенную с ней схему измерения нестворностей; разработку процессов контроля, расчет требуемой точности контроля и измерения отклонений от створа;

б) журнал измерения малых углов на створе; в) ведомость вычисления нестворностей в прямом и обратном ходе;

г) ведомость вычисления средних отклонений с оценкой точности результатов измерений;

д) схема отклонений пунктов от створа; е) выводы по результатам работы.

6.3. Последовательность выполнения работы 6.3.1. Разработка проекта геодезического контроля

Исходные данные для составления проекта. Пусть, например, предстоит контролировать установку в проектное положение фундаментных плит подшипников и редуктора шаровой мельницы, относящейся к серийному оборудованию угольной ТЭС [22].

Конструктивные решения мельницы показаны на рис. 6.1, а техникоэкономические данные и условия эксплуатации объекта приведены в табл.1.3.

Рис. 6.1. Конструктивные решения шаровой барабанной мельницы угольной ТЭС:

а) – профиль и разрез; б) – план фундаментных плит (1 - углепровод, 2 - подшипники, 3 - корпус мельницы, 4 - пылепровод, 5 - зубчатое колесо, 6 -

редуктор, 7 - электродвигатель, 8 - чугунные шары, 9 - фундаментные плиты, - гнездовые центры)

Шаровая барабанная мельница (ШБМ) типа 400/1070 (Ш-70) имеет производительность 70 т/ч, внутренний диаметр барабана 4 000 мм, длину барабана 10 700 мм, число оборотов – 18 об/мин., вес с шарами 369 т.

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

Согласно инструкции по монтажу шаровых мельниц, а также табл.1.3, у представленного выше объекта должен контролироваться ряд геометрических параметров, одним из которых является “взаимное смещение фундаментных плит”. Допустимая величина взаимного смещения плит в процессе монтажа не должна превышать 1 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, п.5).

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.5, графа10).

mг( п ) = сп* δтех / 3 = 0,4* 1/ 3 = 0,13 мм.

Имея в виду, что ошибка взаимного смещения смежных фундаментных плит состоит из ошибок положения каждой плиты в отдельности, то, исходя из

принципа равных влияний ошибок, будем иметь
M г( п ) = mг( п ) / 2 = 0,10 мм.	(6.1)

Выбор методов и средств измерений, их описание

На основании результатов расчета требуемой точности контроля, проектных размеров мельницы, условий контроля; а также методов и средств измерений, представленных в работах [1, 2, 5, 7, 17, 21, 22, 23, 24, 25, 28, 32, 36, 41, 42], рекомендуется контроль положения предварительно установленных в проектное положение фундаментных плит осуществлять совместными методами высокоточных створных измерений (оптический метод) и высокоточных линейных измерений (мерными жезлами с твердым мерным телом и индикаторной насадкой). При этом створным методом контролируется прямолинейность гнездовых пунктов, закрепляющих продольные фактические оси (оси фундаментных плит мельницы, точки А, В, 1, 4 на рис. 6.1) и смещенные оси (оси двигателя и редуктора, точки 2 и 3 на рис 6.1); а мерными жезлами – поперечные оси.

Заданием настоящей лабораторной работы предусматривается выполнение только части контрольных измерений – проверка прямолинейности гнездовых центров на упрощенном макете мельницы (на оборудовании лаборатории 31 кафедры ИГиИС).

Общие сведения о створных измерениях изложены в пункте 5.3.1 настоящего лабораторного практикума и студенту следует перед выполнением настоящей работы повторить их.

Как было сказано в п.5.3.1, нестворности могут измеряться непосредственно, например, с помощью подвижных марок, или косвенно, когда нестворность вычисляется как функция малого угла.

Малым углом называют угол, значение которого меньше наименьшего деления лимба теодолита. Поэтому малый угол может быть измерен окулярным или оптическим микрометром с более высокой точностью, чем обычные углы, так как не будет ошибок делений лимба.

Одной из существенных и трудно устранимых ошибок высокоточных створных измерений (точность определения отклонений которых, как и по нашим расчетам, около 0,1 мм) является ошибка центрирования приборов в гнездовых центрах. В этих случаях для уменьшения ошибок центрирования в створных измерениях применяют:

1)специальные геодезические центры;

2)специальные программы створных измерений.

Так как ошибка центрирования должна быть в несколько раз меньше ошибки определения отклонений, закреплять точки целесообразно гнездовыми центрами сложной конструкции. Такими центрами могут быть гнездовые центры типа гнездового центра Н.Н. Лебедева. Такие центры, конструктивно разработанные НИИПГ и изготовленные на заводе “Маяк”, позволяют производить центрирование специальных визирных неподвижных марок со средней квадратической ошибкой порядка 0,005 – 0,010 мм. Они и применены на макете фундаментных плит в лаборатории 31.

Из специальных программ для измерения отклонений контрольных пунктов выбрана программа произвольного створа, заключающаяся в создании дополнительного съемочного створа J – M, приблизительно параллельного и близко расположенного к проектному створу A – В (см. рис. 6.2). В этом случае теодолит и конечная визирная марка не устанавливаются на пунктах проектного створа А – В, и тем самым практически исключается ошибка их центрирования. В пунктах проектного створа (опорных А, В и контрольных 1, 2, 3, 4) устанавливается одна и та же, специально изготовленная под гнездовые центры, неподвижная визирная марка, что уменьшает ряд ошибок при установке марок в центры.

Рис. 6.2. Схема размещения геодезической КИА, совмещенная со схемой измерения нестворностей

6.3.2. Производство измерений нестворностей

Работу начинают с измерений расстояний между опорными и контрольными пунктами. Измерение расстояний достаточно выполнить с точностью порядка 1:1 000. Результаты измерений заносят в схему расположения пунктов и измерения нестворностей (рис. 6.2).

Измерение малых углов на опорные и контрольные пункты в прямом и обратном ходе следует выполнять тремя приемами. В прямом ходе теодолит устанавливают в точку J, а неподвижную марку, закрепляющую съемочный створ, в точку М (см. рис. 6.2). Специальную визирную марку последовательно устанавливают в точки основного створа “A-B”. В обратном ходе теодолит и неподвижная марка, закрепляющая съемочный створ, меняются местами.

Измерение малых углов в прямом и обратном ходе производится в порядке, описанном ниже.

1.Так как гнездовые пункты имеют очень небольшие отклонения от створа

иневооруженным глазом трудно определить, расположится ли пункт справа или слева от створной линии (а от этого зависит знак отклонения по оси “y” и порядок измерения малых углов), то сначала наблюдатель должен с помощью теодолита решить эту неопределенность. Для этого наблюдатель наводит сетку нитей зрительной трубы теодолита на визирную цель марки, фиксирующей съемочный створ, например в точке “M”, и берет отсчет по горизонтальному кругу; а затем производит те же действия с маркой определяемого пункта, например, в точке “А”. Если отсчет по горизонтальному кругу на марку определяемого пункта будет меньше, чем на марку фиксирующую съемочный створ, значит, он находится слева от съемочного створа, отклонение будет иметь знак (-) (например, пункт 1, см рис. 6.2) и измерение малого угла необходимо начинать с данного направления. Если отсчет на марку определяемого пункта будет больше, то отклонение будет иметь знак (+) (например, пункт А, см. рис. 6.2), и измерение малого угла необходимо начинать с марки, закрепляющей ось съемочного створа (например, с точки М).

2.Выполняют подготовку прибора для производства измерения малого угла. Для этого при КЛ теодолита наводят трубу на левую марку, барабаном на шкале отсчетного устройства горизонтального круга устанавливают отсчет, близкий к нулю, после чего установочным винтом лимба совмещают противоположные штрихи. При такой установке лимба малый угол будет измерен оптическим микрометром на одних и тех же делениях лимба, что по определению, приведенному выше, позволяет избавиться от ошибок нанесения делений на горизонтальный круг и тем самым повысить точность измерений.

3.Выполняют измерения малого угла тремя приемами, начиная с левого направления, при этом в журнале измерений (см. табл. 6.1) необходимо фиксировать название левого и правого направления. В первом полуприеме измерения выполняют при КЛ теодолита, во втором при КП. Наведения на левое и правое направления угла рекомендуется заканчивать однообразно: только на ввинчивание или только на вывинчивание микрометренного винта.

Контроль измерений:

колебания значений малых углов при одном положении вертикального круга не должны превышать 5 (для теодолита Т2);

величины нестворностей одноименных пунктов, определенных в прямом и обратном ходах, не должны превышать 0,3 мм.

Пример записи результатов измерений и первичной их обработки приведен в табл. 6.1.

6.3.3. Обработка результатов измерений и оценка точности

Обработка результатов измерений включает:

вычисление окончательных значений малых углов с оценкой точности результатов измерений;

вычисление нестворностей пунктов в прямом и обратном ходе с приведением их к проектному створу и с оценкой точности результатов измерений;

определение средневесовых нестворностей с оценкой точности результатов измерений;

заключение о техническом состоянии объекта по результатам контроля.

Вычисление окончательных значений малых углов с оценкой точности результатов измерений выполняют по образцу табл. 6.1.

Сначала из отсчетов по горизонтальному кругу находят величины малых углов в каждом полуприеме (графы 5 и 8, табл. 6.1), а затем средние значения малых углов в каждом приеме (графа 9). Окончательное значение малого угла в прямом или обратном ходе находится как среднее его значение из 3 приемов и подписывается под чертой в графе 9.

Оценка точности результатов измерений малых углов производится по формуле:

		2
	mα =	α	,	(6.2)
		n( n -1)

где α = αi - αср - отклонения от среднего значения,

n – число приемов.

Вычисление нестворностей пунктов в прямом и обратном ходе с приведением их к проектному створу и оценкой точности результатов производится по образцу таблиц 6.2 и 6.3.

Величины нестворностей li (см. рис. 6.2) от съемочных створов находят по формулам

li	SJ ,i	i	/	- в прямом ходе,
				(6.3)
li	SM ,i	i	/	- в обратном ходе.
Приведение нестворностей li			от	съемочных створов к нестворностям

проектного створа “A-В” осуществляется в графах 5-9 табл. 6.2 и 6.3. Сначала съемочный створ смещается параллельно самому себе в начальную точку А (или В - для обратного хода) проектного створа, для чего в отклонения всех

пунктов вносят поправки равные						(	lA ) (или - lB ),
l'	= l + (-l			A		) ,		(6.4)
i	i
а затем вводят поправки
i	- l'	S	A,i		/ S		A,B	(6.5)
	B

за разворот створа и вычисляют отклонения qi от проектного створа по формуле:

q	= l'	+ η .	(6.6)
i	i	i

Определение средневесовых нестворностей выполняют по образцу примера, показанного в табл. 6.4. Величины нестворностей вычисляют по формуле

L	L'i Pi'	L'i' Pi''	,	(6.7)
i	Pi'	Pi''

где q'i и q'i' - нестворности пункта, определенные соответственно в прямом и обратном ходе по формуле (6.6);

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

Pi'	= 1 / Si' ; Pi'' = 1 / Si'' ,	(6.8)
где Si' и Si'' -	расстояния до контрольного	пункта от	начального J

и конечного M пунктов съемочного 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 (6.7) 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 q'i Pi' и q'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''
				q	q
M				i	i	,	(6.9)
	q		M	2	2
	i			'	M ''
				q	q
				i	i
где M qi' и M 'q'i -		средние			квадратические		ошибки, вычисляемые по

формулам:

M ' SJ ,i m / ,	M '' SM ,i m / .	(6.10)
q	q
i	i

Однако более достоверное значение ошибок определения отклонений контрольных пунктов можно получить по разностям отклонений, полученных из прямого и обратного ходов:

mq =	[	q2 ]	,	(6.11)
		2n

где q = q'i - q'i' ;

n - число разностей, при этом знак q'i' меняется на обратный.

На основании полученных отклонений точек от створа составляют схему отклонений контрольных пунктов (см. рис. 6.3).

Рис. 6.3. Схема и величины отклонений (в мм) пунктов от створа

На основании фактических отклонений контрольных пунктов от створа и расчета точности результатов измерений (см. табл. 6.4) можно сделать следующие выводы:

1)средние квадратические ошибки отклонений контрольных пунктов от общего створа не превысили допустимой величины (0.10 мм), вычисленной по формуле (6.1); следовательно, измерения выполнены качественно;

2)отклонения контрольных пунктов № 1 и № 4 от общего створа, т.е. смещения фундаментных плит относительно продольной оси мельницы, превысили допустимую величину (1 мм); следовательно, указанные фундаментные плиты мельницы следует переместить на величины, обратные полученным отклонениям.

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.