Створного прибора для контроля деформаций гидротехнических сооружений (плотин) в условиях Сибири

       Московский государственный университет геодезии и картографии

(МИИГАиК)

 

 

Кафедра геодезии

 

 

             Техническое задание на разработку:

 

Створного прибора  для контроля деформаций гидротехнических сооружений (плотин) в условиях Сибири

 

 

Выполнил студент:                                 Проверил:

         ГФ-2                                             Профессор

.                                                             Ямбаев Х.К.

 

Дата__________                                    Дата________   

                                

 

                                  Москва 2010г.

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………

1. Цель и стадии разработки………………………………………………….
2. Назначение прибора и область его применения……………………….
3. Источники информации…………………………………………………….
4. Преимущественные условия эксплуатации…………………………….
5. Технические требования…………………………………………………...
6. Типовая методика измерения (порядок работы на станции)………...
7. Аттестация и поверки прибора……………………………………………
8. Требования к надёжности………………………………………………….
9. Требования по технике безопасности……………………………………
10. Дополнительные требования……………………………………………
11. Заключение…………………………………………………………………
12. Приложения…………………………………………………………………
13. Список  литературы……………………………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                        

                                                                   Введение

В условиях разработки и внедрения нового поколения  методов и средств измерений  возрастает роль геодезического инструментоведения - прикладной технической дисциплины, изучающей теорию, устройство, методы исследований и юстировки геодезических приборов, а также правила их технического обслуживания, эксплуатации и метрологического обслуживания. 
 
Современный инженер-геодезист должен хорошо знать устройство геодезических приборов, чтобы правильно их выбирать, успешно применять и устранять в случае необходимости их неисправности, а также участвовать в разработке новых высокопроизводительных геодезических приборов. 
 
Требования к современным геодезическим приборам определяются: интенсивностью развития экономики и необходимостью повышения производительности труда геодезических измерений; - актуальностью автоматизации геодезических работ и крупномасштабных съемок; - условиями эксплуатации, транспортировки и хранения приборов; - техническими и технологическими возможностями заводов-изготовителей; - запросами потребителей. 
 
Современные массовые геодезические приборы должны обеспечивать высокую производительность труда, достаточную точность измерений, высокую надежность при эксплуатации и транспортировке в полевых условиях и на строительных площадках, простоту и удобство измерительных операций.  Поставленным требованиям могут удовлетворить только приборы, имеющие малые габариты и массу, жесткие по конструкции, надежно сохраняющие юстировку, противостоящие коррозии и другим воздействиям внешней среды, имеющие минимум удобно расположенных рукояток управления, содержащие элементы автоматизации и сохраняющие длительное время надлежащий внешний вид

 

                           

 

                           Цель и стадии разработки

В процессе разработки прибор проходит определенные этапы, длительность которых зависит от степени новизны  и сложности разработки. В общем  случае разработка нового прибора - достаточно продолжительный по времени комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ; в отдельных случаях их постановке может предшествовать научный поиск. 
 
При проведении научно-исследовательских работ подготавливается обоснование исходных данных для разработки технического задания, выявляются наиболее эффективные конструктивные решения прибора, осуществляется всесторонняя проверка технических решений, применяемых материалов и элементов. На этом этапе проводятся теоретические и экспериментальные исследования принципов, заложенных в конструкцию прибора. На этапе выполнения научно-исследовательских работ изготавливаются макеты и экспериментальные образцы разрабатываемого прибора. Первая стадия опытно-конструкторских работ согласно ГОСТ 2.103-68 есть разработка технического задания. 
 
Целью настоящей работы является составление технического задания на изготовление опытно-производственного образца  створного прибора для контроля  за деформациями гидротехнических сооружений (плотин) с точностью mb=0,5мм:100м. Прибор будет создаваться на базе опытного образца лазерного визира ЛВ-5М:

 

Лазерный визир  ЛВ-5М

                     

                                           Створные марки

 
 
а — зонная марка; б —  зонная марка с электроприводом; в — экран 
1 — электродвигатель; 2 — редуктор; 3 — конические шестерни; 4 — цилиндрический уровень; 5 — внешняя рамка; 6 — оправа; 7 — полуоси; 8 — подставка с подъемными винтами и центрировочным   устройством; 9 — зонная пластинка; в — экран-марка

 

   

         Назначение прибора и область его применения

Данным прибором будут производиться наблюдения за всеми видами  деформаций гидротехнических сооружений в условиях Сибири. Будут  производиться наблюдения за изменениями  линейных величин, расхождения в  створах. Прибор создаётся  для инженерно -геодезических работ в условия повышенной влажности.

 

Источники информации

1. Патент РФ №2041906  2005.01.27  на изобретение термозащитной краски. Опубликовали:  Фасюра Владимир Николаевич; Владиславлева Екатерина Юрьевна ; Захваткин Сергей Сергеевич
2. Патент РФ № 2122227 20.11.1998 на изобретение  устройства для юстировки составного сферического зеркала. Опубликовали: Хрульков Г.С; Потапов В.К; Куряпин А.И.

       Преимущественные условия эксплуатации

 

Данный прибор будет предназначен для работ  в условиях Сибири.

Некоторые климатические  и гидродинамические характеристики данной местности:

 

Ярко выраженный континентальный климат Сибири характеризуется  суровой продолжительной зимой, коротким, жарким, часто засушливым, летом. Температура зимой на поверхности земли (снега) опускается до - 49 - - 59 ^оС, а летом на почве, не покрытой растительностью, достигает + 45 - + 50 ^оС .Часто встречающиеся максимальные температуры длятся от нескольких дней до двух-трех недель и обеспечивают перепад от 80 до 90 ^оС между летом и зимой. Такие колебания температуры в течение года предъявляет особые требования к строительным материалам, конструкциям и системам жизнеобеспечения зданий. На зимний период приходится 17 - 20 % годовой нормы осадков. Снежный покров обычно формируется в конце октября - начале ноября и полностью сходит в апреле. Толщина его в Новосибирской области варьируется от 35 - 55 см до 100 - 130 см и держится 165 - 175 дней.

 

                               Технические требования

1) Прибор не  должен превышать 6 кг.

2) Средняя квадратическая  ошибка расхождения створа не  более: mb=0,5мм:100м

3) Увеличение коллимирующей системы – 42x

4) Длина волны  излучения – 0.6328 мкм

5) Мощность излучения  – 0.40 мВт

6) Цена деления  отсчетного микрометра – 15 с 

7) Диаметр луча

     При расстоянии 200м – 10мм

     При расстоянии 500м – 25 мм

8) Минимальная   расстояние фокусирования – 0.5 м 

9) Дальность  действия – 1000м

10) Диаметр луча  на выходе – 34мм

11) Предел задания  горизонтальных углов и углов  наклона – (+-)10 градусов.

12) Угол расходимости – 30”

13) Диапазон измеряемых поперечных сечений –( +-) 3 мм

14) Чувствительность  – 0.02 мм

 

 

 

  

 

 

 

 

 

Типовая методика измерения (порядок работы на станции)

 

                          Створные измерения

Общие сведения

Под створными  измерениями понимают совокупность действий по определению положения одной или нескольких точек относительно прямой линии, задающей створ. При этом рассматриваются два случая: когда требуется зафиксировать положение точки на створе и когда требуется найти ее отклонение от створа. В практике второму случаю отдается предпочтение как более точному.

Если принять  створную линию, соединяющую конечные точки створа, за ось абсцисс, то измеряемые уклонения (нестворности) промежуточных  точек - суть их ординаты. Причем абсциссы створных точек всегда значительно больше их ординат.

Классифицировать  створные измерения целесообразно  по следующим признакам : какие элементы измеряют, в какой последовательности и с помощью каких средств.

Первый признак  характеризует методы, второй - схемы, третий - способы измерений.

Створные измерения - комбинации разнотипных шагов. Шаг  представляет собой частный створ, от крайних точек К и j которого одним из известных методов определяется нестворность  промежуточной точки i (рис.163).

 

Схема построения частного створа

Такой шаг можно  описать тройкой чисел К, i, j, соответствующих номерам точек в створе. Тогда схема створных измерений может быть однозначно описана последовательностью троек чисел, определяющей связь между  и уклонениями  от общего створа (0,n+1).

Все существующие способы створных измерений можно  разделить условно на две группы: первая- в основе лежит использование  оптических средств и принципов  физической оптики, вторая- в основе лежит использование оптико-механических средств.

 

Створные наблюдения

(Метод трёх точек)

Створные наблюдения производят по -методу трех точек в  такой последовательности.  На крайней точке створа (первой) устанавливается створный прибор, на двух других (второй и третьей) — специальные марки. Оси симметрии марок должны совпадать с центрами пунктов. Средняя точка (вторая) устанавливается в створ других. Прибор над центром первой точки фокусируется и наводится на марку, находящуюся над третьей точкой. Микрометренным винтом точно совмещаются оба изображения марки. Далее, не изменяя положения трубы, а только ее фокусировку, добиваются четкой видимости в трубе средней марки. Точное совмещение двух изображений марки в этом случае достигается перемещением среднего пункта вместе с маркой, Если на среднем пункте имеется индикатор, указывающий величину смещения пункта, то желательно выполнить несколько введений среднего пункта в створ вместе с маркой и вычислить среднее из всех измерений. Установленный на марке средний отсчет указывает, что марка поставлена в створ. Из этого следует, что в процессе створных измерений необходимо, чтобы, во-первых, труба не изменяла своего положения, т. е. прибор был устойчивым при приложении к нему усилий, связанных с наведением, а  во-вторых, чтобы коллимационная плоскость проходила через центр пункта, на котором установлен прибор.

 

                       Аттестация и поверки прибора

Данный прибор должен полностью соответствовать  всем ГОСТам  Российской федерации. Поверки и юстировки прибора должны соответствовать техническим характеристикам данным в инструкции к прибору.

Аттестацию  и поверки комплекта необходимо выполнить согласно инструкции. При  этом полные лабораторные исследования необходимо выполнять при получении прибора с завода, после ремонта, а также по мере необходимости. Перед выездом на полевые работы необходимо выполнить следующие поверки: внешний осмотр прибора и универсальной марки, поверки установочного и цилиндрического уровней, исследовать цену деления  оптического микрометра для разных расстояний до марок. В течении всего полевого сезона необходимо: поверку установочного уровня выполнять ежедневно. При работе в горах и на геодинамических полигонах – каждые 7 дней производить поверки. Исследование цены деления оптического микрометра выполнять не реже 1 раза в 2 месяца.

                           Требования к надёжности

Прибор должен обеспечивать работу с заданной точностью  измерения на протяжении всего полевого сезона. Работать безотказно и исправно, согласно всем  характеристикам предоставленным в техническом задании.  Все среднеквадратические ошибки погрешности не должны превышать допустимые значения. Фиксация должна производиться без задержек и давать четкое выполнение параметров технического задания.

                  Требования по технике безопасности

После окончания  работы в зимнее время года, внося  прибор в помещение запрещается  сразу доставать его из укладочного  ящика, могут запотеть оптические детали. В летнее время после окончания работы в условиях повышенной влажности, нужно заранее открыть укладочный ящик, для того что бы не создавать парниковый эффект для прибора. При перевозках прибор должен быть надёжно закреплён, от попадания на него  физического воздействия. Прибор нужно хранить в хорошо проветриваемых помещениях, без повышенной влажности и резкими перепадами температур. Запрещено ставить на снег. Категорически запрещено оставлять прибор под открытым солнцем.

                          Дополнительные требования

Прибор должен быть закреплен в укладочном ящике  специальной крепёжной лентой, для  полной его фиксации. Аккумуляторы при перевозке или при хранении прибора должны лежать в защитных чехлах.  В укладочном чехле обязательно  должны присутствовать инструменты для налаживания и юстировки прибора в полевых условиях, должна лежать инструкция.  Створные  марки тоже должны быть в отдельных укладочных чехлах и зафиксированы.  В комплекте должен находиться прибор для юстировки юстировки составного сферического зеркала.

Прибор будет  создаваться на базе лазерного визира ЛВ-5М (будет производиться  усовершенствование параметров корпуса, произведется улучшение  к климатическим условиям для  данной местности ).