Габаритные расчёты теодолита- тахеометра

Если требуется чистка и смазка оси вращения горизонтального  круга, то после извлечения оси из баксы вывинтить три винта 2 и осторожно снять с баксы втулку вместе с горизонтальным кругом. Выполнить чистку и смазку трущихся поверхностей втулки и баксы, как указано выше, и произвести сборку осей в обратном порядке.

 

 

 

1 2,3,4-винты

 Рисунок 13 - Теодолит снизу без подставки

 

 

9. Исследование эксцентриситетов алидады и лимба горизонтального круга теодолита

 

Эксцентриситет алидады  горизонтального круга - несовпадение центра делений лимба и вертикальной оси вращения теодолита, эксцентриситет лимба несовпадение оси вращения лимба с центром делений лимба.

При измерениях горизонтальных углов при двух положениях круга (Л и П) эксцентриситеты в теодолитах с односторонней системой отсчитывания и при одном круге в теодолитах с двусторонней системой отсчитывания не влияют на точность отсчета по лимбу. Однако, так как вертикальная ось опирается на шарикоподшипник и, вследствие возможной неточности диаметров шариков и зазоров между осью и втулкой, описывает коническую поверхность, то (учитывая свойство подшипника перемещаться с угловой скоростью вдвое меньшей, чем ось) для полного исключения влияния эксцентриситета при измерении горизонтальных углов необходимо выполнять четное количество приемов с соответствующей перестановкой круга.

При исследованиях элементов эксцентриситетов алидады и лимба необходимо определить значения отсчетов Р₁, ₂ (рис. 1), при которых эксцентриситеты оказывают максимальное влияние на изменение разности ренов на разных участках круга, значения угловых e_А, e_l и линейных е_А, e_L элементов эксцентриситетов алидады и лимба, осевой системы e₀:

e_AL = ± Ö e²_A + e²_L - 2e_A e_L cos ( R_A - R_L )                              (32)

 

Рис. 1. К возникновению  эксцентриситетов алидады и лимба

 

Суммарное значение углового эксцентриситета  прибора вычисляют как сумму  векторов:

e _imax = e½ e_L ½+½ e_A ½                               (33)

 

Из рис. 1, б и формулы  видно, что при разности Р_А - P_L = 90° имеет место максимальное значение углового элемента эксцентриситета e_mах:

e_mах = er”/R ;   e = (e”_max /r”)R                           (34)

 

угловой элемент эксцентриситета  не влияет на отсчет по лимбу, так как:

М₁ = М₁' + е   и   М₂ = М₂’ - е.

Их сумма M₁ + М₂ = М₁’ + М₂' свободна от влияния углового эксцентриситета.

 

В исправном приборе допускают  e mах < 40" (завод гарантирует при выпуске прибора 30").

При исследованиях элементов эксцентриситетов алидады или лимба в теодолитах с двухсторонней системой отсчитывания достаточно на разных диаметрах круга измерить разности vi = М’i – MI   двух отсчетов (см. рис. 1, б), где М'i - отсчет при совмещении штрихов лимба с неподвижным индексом, Мi - отсчет при совмещении штрихов противоположных участков лимба. При исследованиях эксцентриситета в теодолитах, во-первых, в качестве неподвижного индекса используют штрихи вертикального круга (что очень неудобно), организуя отсчет как бы по одному отсчетному устройству, во-вторых, при совмещенияx штрихов они двигаются навстречу друг другу, то вычисленные разности vi необходимо умножить на четыре.

Алидаду или лимб при исследовании эксцентриситета теодолитов с двухсторонней  системой отсчитывания переставляют через 30° в прямом и обратном направлениях.

Связь между Vi и элементами эксцентриситетов описывают выражением вида:

Vi” = (e/R)rsin(fI – P) + y                                        (35)

 

fI  - установка алидады ( или лимба), y = (1/2n)SnI – постоянный угол, определяющий положение неподвижного индекса (постоянное положение зрительной трубы в вертикальной плоскости).

При исследовании эксцентриситета  алидады приборов с компенсаторами при вертикальном круге их тщательно  горизонтируют.

 

Обработка результатов  исследований может быть выполнена как графически, так и аналитически (наиболее часто используют графический метод обработки).

9.1. Графический метод обработки результатов исследований

 

При графическом методе строят график, при этом по оси абсцисс откладываются углы установки алидады (лимба) (j_I - 0°, 30°        330°) в прямом и обратном ходе, по оси ординат - соответствующие разности v_i".

Для уменьшения значения постоянного угла y и тем самым снижения трудоемкости при измерениях целесообразно при нулевой установке алидады или лимба наводящим винтом вертикального круга подвести неподвижный индекс ближе к штрихам горизонтального круга. Постоянный угол  вычислить по формуле:

y = SV/2n                                                                        (36)

где n = 12 - количество установок алидады (или лимба).

Из графиков прямого и обратного  ходов вычисляют среднюю между ними плавную кривую, которая аппроксимируют функцией вида :

V_i” = e_max sin(j_i + y)                                                  (37)

e_max – амплитуда синусоиды (наибольшие влияние эксцентриситета на односторонний отсчет по лимбу)

 

При исследованиях эксцентриситета  лимба начальный диаметр его должен быть в том же положении, что и при начале исследований эксцентриситета алидады. Установки лимба выполнять сначала рукояткой перестановки лимба, а затем наводящим винтом алидады. По результатам исследований вычислить линейный элемент эксцентриситета е (см. рис. 1, а).

9.2. Аналитический метод обработки результатов исследований

 

Значения элементов  эксцентриситетов необходимо вычислить по следующим формулам:

X” = (2/n)SV_i’sinf_I = +18.6  Y” = SV_i’cos f_I = -5.3                   (38)

 

Направление эксцентриситета  относительно нуля круга

P = arctg (Y/X) =15,9°                           (39)

 

Угловой элемент эксцентриситета

e_max = ½ Öx² + y² = 9.7”                                        (40)

 

Линейный эксцентриситет

e = (e_max/r)R = (R/2r)Öx² + y² = 2.1 мкм                  (41)

 

Постоянный угол

y = SC_i/2n = -1’38”                                  (42)

 

Аппроксимирующую синусоиду  вычислить из уравнения:

v_i = X sin ф_i + Y cos ф_i + y = 18,6 sin ф_i - 5,3 cos ф_i - 98" .                (43)

Оценку точности полученных результатов  исследований выполнить по формулам:

m_v = ÖSDi² / n-1                                (44)

здесь: Di - отклонение i-гo среднего значения v от аппроксимирующей синусоиды, n = 12.

m_e = (m_v/r)RÖ2/n                       (45)

m_r = (m_v*R/3600*e)Ö2/n                               (46)

m_y = m_vÖ1/n                                 (47)

При более строгом анализе  в обоих методах может быть использован гармонический анализ средней из двух ходов кривой, например, с помощью быстрого преобразования Фурье, где первая гармоника в спектре сигнала покажет значение соответствующего эксцентриситета.

9.3. Центрирование лимба горизонтального круга

 

Центрировка круга, т.е. совмещение центра делений лимба с осью вращения, выполняется с погрешностью до 10 мкм. Известны устройства для центрировки с двумя микроскопами, расположенными над противоположными сторонами лимба (рис. 3).

Для этого на лимбах перед  нанесением угломерной шкалы гравируют технологическую центрировочную окружность, лимб центрируют непосредственно на оси вращения алидады. Поперечными перемещениями лимба добиваются, чтобы при вращении его вокруг оси линия центрировочной окружности не смещалась относительно биссекторов на сетках микроскопов.   

                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1, 2 - микроскопы;                                           1 - лампочка подсветки;

3 - глето-глицериновый  цемент;                   2 - центрируемый лимб;

4 - лимб;                                                       3, 6 - линзы проекционной системы;

5 - закрепительные винты                              4 - пентапризма;

Рис. 3. Схема центрирования лимба          5 - прямоугольная призма;

                                                                 7 - ППП ( компенсатор );

                                                    8 - микроскоп; 9 - основание;

                                                               10 - рукоятка компенсатора

                                                    Рис. 4. Прибор для центрировки лимба

Рассмотрим центрировочное устройство с одним микроскопом (рис. 4).

 

Проекционная система дает изображение  штрихов лимба на противоположной  части круга. Изображения двух сторон лимба образуют между собой бифиляры. При наличии эксцентриситета ширина бифиляров изменяется при вращении горизонтального круга. Рукояткой 10 необходимо регулировать ширину бифиляра. Смещая горизонтальный круг, добиваются постоянства ширины бифиляров при вращении горизонтального круга.

 

10. Правила хранения

 

Теодолиты должны храниться  в чистом помещении при температуре от 5 до 40^оС и относительной влажности воздуха не более 65%. При температуре ниже 25^оС допускается увеличение относительной влажности до 80%. Воздух в помещении не должен содержать примесей, вызывающих коррозию металлов, налеты на поверхностях оптических деталей. Не следует хранить в помещении вместе с теодолитами аккумуляторы, кислоты, щелочи и другие материалы, выделяющие химически активные газы и пары.

Теодолиты, упакованные  в футляры, размещают на стеллажах или в шкафах в один ряд во избежание деформации футляра и повреждения отделки.

Штативы хранят с вдвинутыми и закрепленными ножками, стянутыми  внизу ремнем.

Не следует хранить  комплект теодолита на полу, возле  печей, батарей центрального отопления, у окон, пропускающих прямые солнечные лучи.

 

11. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ

 

Упакованные теодолиты  допускается транспортировать любым  видом крытого транспорта.

Теодолит не подвергать резким толчкам и ударам, так как  это может привести к его повреждению и разъюстировке. Соблюдать все правила перевозки и погрузки, не бросать, не кантовать. При перевозке приборов гужевым транспортом пользоваться повозками с рессорами.

Футляр с теодолитом тщательно закреплять в передней части транспортного средства и защищать от проникновения влаги.

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Таким образом, рассмотренный  мною теодолит предназначен для измерения горизонтальных и вертикальных углов и относится к классу точных приборов. Имеет микрометр с ценой деления 1 сек.

Области применения:

- построение геодезических сетей сгущения (триангуляция 4 класса, полигонометрия IV класса)

- в прикладной геодезии (строительство, изыскания и т.д.)

- в астрономо-геодезических измерениях (определение азимута по Солнцу и по Полярной Звезде).

 

Главными измерительными элементами в теодолите являются вертикальный и горизонтальный лимбы с минутными и градусными делениями и алидада. Его также можно применять для определения расстояний посредством нитяного дальномера, а также нахождения магнитных азимутов с помощью буссоли. Сегодня он пользуется немалым спросом, теодолит легко приобретается и применяется в деятельности, так как работа с теодолитом широко практикуется. Прибор удобен и надежен в работе. Наличие компенсатора при вертикальном круге позволяет производить измерения вертикальных углов быстро и точно. В отличие от зарубежных аналогов теодолит позволяет выполнить работы при более низких температурах. В современных моделях теодолитов практически исключено влияние человека на измерения, что значительно повышает точность полученного результата. Современные профессиональные модели теодолитов значительно отличаются по конструкции и по набору выполняемых функций.

 

Благодаря данной курсовой работе я  изучила устройство точного теодолита, поняла взаимодействие основных частей, научилась приводить теодолит в рабочее положение, наводить зрительную трубу на визирную цель и производить отсчеты.

 

 Выполненная мною курсовая работа положительно повлияла  на мои знания в сфере геодезии и дополнила их.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Кузнецов П.Н., Васютинский И.Ю., Ямбаев Х.К. Геодезическое инструментоведение. М, Недра, 1984 с. 364. 

 

2. Захаров А.И. Справочник. Геодезеские приборы. М., Недра, 1989 с. 314.

 

3. Геодезия. Геодезические и фотограмметрические приборы: Справ. пособие / Воронков Н.Н., Плотников В.С., Калантаров Е.И. и др. – М.: Недра, 1991. – 429 с.

 

4. Б.Д. Федоров Маркшейдерско-геодезические приборы и инструменты. М., Недра, 1971, с.288.