Розробка і вдосконалення геодезичних методів контролю параметрів обертових і коливних об’єктів

Результати експериментальних досліджень дозволили отримати наступні залежності:

для кутів нахилу  =10º - 60º і відстані  =7м. Коефіцієнт кореляції дорівнює відповідно R1=0,98 і R2=0,99, що підтверджує високу якість апроксимації.

Для контролю висотного положення точок, розташованих у затемнених місцях, розроблено прилад, який поєднує оптичний нівелір і малогабаритний лазерний випромінювач від указки з напівпровідниковим лазером, які з'єднані між собою за допомогою розробленої універсальної насадки, яка може фіксуватися на окулярах практично всіх типів нівелірів. Прогнозна функція залежності похибок mh визначення перевищень розробленим приладом від відстані S має вигляд параболічної кривої:

в межах до 80м з коефіцієнтом кореляції R=0,95, що підтверджує надійний зв'язок між досліджуваними параметрами.

Для використання рівневих нівелірів в розробленому приладі виконана його модифікація. С цією метою блок призм, що передає зображення бульбашки циліндричного рівня в зорову трубу повернуто на 180º, вмонтовано підсвітлювач і окуляр, що дозволило розширити діапазон застосування приладу без зниження точності вимірювань.

Для визначення параметрів (амплітуда, частота) коливного і обертового процесів розроблена методика із застосуванням сучасних цифрових відеокамер. Дослідження точності визначення деформацій параметрів виконувалось на спеціальному вібростенді, який дозволив моделювати динамічні зміщення і коливання з необхідними параметрами (100-150мм). Стенд закріплювався на різних відстанях в контрольних точках створу, а відеокамера – у початковій. Дослідження виконувались відеокамерами Panasonik M9000 та Soni – 235 з оптичним збільшенням відповідно 12x і 24x.

За результатами досліджень отримано прогнозні функції похибок m визначення амплітуд динамічних коливань в залежності від відстані S:

в межах відповідно до 50 і 200 метрів.

Коефіцієнт кореляції дорівнює відповідно R=0,96 і R=0,98, що підтверджує високу якість апроксимації.

Встановлено що, оптичне збільшення відеокамер має значно більший вплив на точність визначення деформацій ніж їх роздільна здатність.

Виконано дослідження впливу провисання механічних рулеток на точність лінійних вимірів. Встановлено, що рівняння ланцюгової лінії механічних рулеток і дротів не збігаються на відстанях більше 20м, тому при високоточних лінійних вимірах для кожного типу рулетки необхідно визначати провисання експериментальним шляхом або безпосередньо вводити фактичну поправку за прогин для різних відстаней.

За результатами досліджень отримані наступні рівняння:

- залежність фактичних поправок   за прогин рулетки від відстані 

де l - відстань у метрах.

Для автоматизації вимірів розроблена автоматична система контролю геометричних параметрів бандажів і опорних роликів вагоноперекидача, що дозволяє більш оперативно і з достатньою точністю визначати деформації та істотно скорочувати витрати на геодезичні роботи, сприяючи своєчасному проведенню ремонтних робіт.

Досліджена можливість використання супутникових навігаційних систем для створення планово-висотної мережі при визначенні геометричних параметрів обертових агрегатів. Виконано дослідження точності визначення координат в умовах наземних перешкод. Встановлено, що на точність визначення координат і висот пунктів із застосуванням супутникових радіонавігаційних систем впливають наземні перешкоди (будинки, споруди, дерева, опори ЛЕП та інш.), і це потрібно враховувати при закладці пунктів геодезичної мережі. Подібну систему можна застосовувати для створення обгрунтування обертових агрегатів, що розташовані на відкритих майданчиках і не мають начіпних огороджувальних конструкцій, тобто в процессі монтажу.

Досліджена точність бічного нівелювання, яка показала, що навіть у стиснутих умовах, при відстанях від теодоліта до контрольної точки 2 метри і висотах до 5 метрів, максимальна середня квадратична похибка не перевищує ± 1,25 мм, що задовольняє вимогам при геодезичному контролі геометричних параметрів обертових агрегатів.

Похибка m бічного нівелювання в залежності від висоти Н апроксимується залежністю:

В четвертому розділі дисертації "Дослідження параметрів коливально-обертового процесів агрегатів в умовах експлуатації" приведені результати досліджень статичних і динамічних деформацій вагоноперекидача ВРС-93 Макіївського коксохімічного заводу та обертового затвора Краматорської руслової греблі.

Встановлено, що поперечні перерізи ротора вагоноперекидача мають вигляд еліпса і значні деформації (-43мм). Максимальні деформації приходяться (рис.4) на точки 4-6, тобто деформація ротора викликана значними навантаженнями в момент ударного впливу на ротор вагона, що розвантажується. Планове положення осей обертання ротора, опорних роликів і вала приводу має вигляд ломаної лінії. Аналіз висотного положення показав, що осі агрегату також зміщені щодо горизонтальної площини.

 

Виконано апроксимацію поперечного перерізу вагоноперекидача стандартним еліпсом і колом. Встановлено, що апроксимація еліпсом ефективніша у порівнянні з колом, тому що дозволяє краще виявити форму деформованого перерізу ротора і скоротити обсяг рихтувальних робіт.

В результаті апроксимації поперечного перерізу вагоноперекидача (рис. 4) еліпсом отримані наступні параметри: довжина великої півосі a=3506 мм; довжина малої півосі в=3483 мм; кут нахилу великої півосі α=47°; сума квадратів відхилень точок кривої Vі=4518мм2. Координати X0, Y0 центра еліпса практично не змінилися. Для порівняння виконано апроксимацію поперечного перерізу колом. Отримані наступні параметри: радіус кола склав 3489 мм, сума квадратів відхилень Vі=7680мм2.

Апроксимація за допомогою еліпса значно скорочує обсяг рихтувальних робіт, забезпечує працездатність агрегата і потребує на 20% менше витрат на ремонтні роботи, забезпечуючи технологічний процес, коли вагони йдуть безперервним потоком, а їх простій економічно невигідний підприємству.

Використовуючи розроблену методику, виконані дослідження деформацій металевих конструкцій та встановлено форму унікального обертового затвора Краматорської руслової греблі, що працює з 1908 року, а технічні документи