устройство для регулирования механических напряжений в подвесных вантах

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОДВЕСНЫХ ВАНТАХ, включающее привод, прикрепленный к одной из опор и состоящий из реверсивного электродвигателя и редуктора с планетарно-резьбовой передачей, и анкерный шток, один конец которого соединен с редуктором, а другой - с вантой, отличающееся тем, что анкерный шток установлен тензодатчик сопротивления, включенный в плечо моста Уитсона с реохордом, в смежное плечо которого включен тензодатчик сопротивления, установленный на анкерном штоке эталонной ванты, во все плечи моста Уитстона включены переменные регулируемые резисторы, а его выход через усилитель мощности подключен к реверсивному электродвигателю.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в других отраслях техники, где требуется автоматическое регулирование механических напряжений в вантах.

Известны устройства для регулирования механических напряжений в подвесных вантах [1] включающие привод, прикрепленный к одной из опор, и анкерный шток для изменения натяжения. Эти устройства требуют значительных затрат ручного труда и времени для изменения напряжения в ванте.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является устройство для регулирования механических напряжений в подвесных вантах [2] представляющее собой привод, состоящий из электродвигателя и редуктора с планетарно-резьбовой передачей. Включение привода механизма натяжения в этом устройстве осуществляется контакторами двух реле, установленных на пружинном динамометре, закрепленном на ванте.

Недостатками известного устройства регулирования механических напряжений в подвесных вантах являются низкие точность регулирования и надежность устройства, что связано с использованием механических контактных систем, а также ограниченная область применения, обусловленная возможностью управления лишь в режиме стабилизации напряжений в отдельной ванте. Управление же в режиме поддержания соотношения между напряжениями в двух и более вантах с использованием этого устройства невозможно.

Целью изобретения является повышение точности регулирования, надежности устройства и расширения области его применения.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено приводом механизма натяжения ванты, включающим реверсивный электродвигатель и редуктор с планетарно-резьбовой передачей, соединенным с вантой через анкерный шток с наклеенным на него тензодатчиком сопротивления. Тензодатчик сопротивления включен в плечо моста Уитстона с реохордом, к выходу которого через усилитель мощности подключен реверсивный двигатель привода. В другие плечи моста Уитстона установлены тензодатчики сопротивления, наклеенные на анкерные штоки других вант, и переменные сопротивления, с помощью которых осуществляется настройка устройства на регулирование в заданном режиме.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство включает новый блок управления двигателями приводов механизма натяжения вант в виде моста Уитстона с включенными всего плечи тензодатчиками сопротивления, наклеенными на анкерные штоки вант, и переменными сопротивлениями. Таким образом заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Благодаря внесению указанных изменений достигаются новые возможности применения устройства для автоматического регулирования механических напряжений в системе вант в заданном режиме. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию "существенные отличия".

На фиг.1 показан общий вид устройства для автоматического регулирования напряжений в вантах в эксплуатационных условиях; на фиг.2 электрическая схема устройства; на фиг.3 электрическая схема серийного включения устройств для регулирования механических напряжений в системе вант.

Устройство состоит из привода механизма натяжения ванты, включающего реверсивный электродвигатель 1 и редуктор 2 с планетарно-резьбовой передачей и анкерного штока 3, один конец которого соединен с редуктором, а другой с вантой 4. На анкерном штоке 3 наклеен тензодатчик 5, включенный последовательно с переменным сопротивлением 6 в одно из плеч моста Уитстона. В другое плечо моста включен тензодатчик 7, наклеенный на анкерном штоке другой ванты, последовательно с переменным сопротивлением 8. В третье и четвертое плечи моста Уитстона включены переменные сопротивления 9. Мост содержит реохорд 10 с регулируемым положением ползуна 11. Выходной сигнал моста через усилитель мощности 12 подается на реверсивный двигатель 1 привода механизма натяжения ванты. На выходе моста Уитстона установлен индикатор напряжения 13.

Устройство работает следующим образом. В ненагруженном состоянии конструкции при отсутствии натяжения в вантах перемещением ползуна 11 по реохорду 10 достигается сбалансированное состояние моста Уитстона, наступление которого определяется по индикатору напряжения 13. После загружения конструкции и соответствующего изменения сопротивлений тензодатчиков 5 и 7 на выходе моста возникает разность потенциалов, которая через усилитель мощности 12 подается на двигатель 1, вращение которого ведет к изменению натяжения ванты, сопровождающимися изменением соотношения приращений сопротивлений тензодатчиков 5 и 7. Вращение двигателя 1 прекращается в момент, когда мост приводится в сбалансированное состояние и приращение сопротивлений тензодатчиков 5 и 7 по отношению к их сопротивлениям в начальном ненагруженном состоянии конструкции находится в заданном соотношении.

Таким образом, устройство позволяет осуществить автоматическое регулирование натяжения в одной из вант конструкции в режиме выполнения заданного соотношения между натяжением в этой книге и в другой, натяжение которой не регулируется. Для обеспечения заданного соотношения между натяжениями этих двух вант, величина которой > 1, где

при этом R₁ и R₂ приращения в процессе нагружения конструкции сопротивлений тензодатчиков 5 и 7. Необходимо установить сопротивление R₅ ( 1)R₁, а сопротивление R₆ 0, при этом между величинами сопротивлений R₃ и R₄ должно выполняться соотношение:



Для работы устройства в режиме выравнивания натяжений двух вант величины сопротивлений R₅ R₆ 0, а сопротивления R₃ и R₄ задаются равными между собой.

Для работы устройства в режиме обеспечения стабильности во времени натяжения одной ванты, измеряемого тензодатчиком 5, тензодатчик 7 устанавливается на элементе, не подвергаемом деформациям. При приращении сопротивления тензодатчика 5, величину которого необходимо стабилизировать, мост приводится в сбалансированное состояние перемещением ползуна 11 по реохорду 10, после чего любое изменение натяжения ванты сопровождается включением двигателя привода 1 механизма натяжения, работа которого обеспечивает поддержание стабильной величины натяжения.

Устройство для автоматического регулирования натяжений более чем двух вант в режиме выполнения между ними заданного соотношения формируется из двух и более описанных выше устройств (фиг.3). При этом в одно из плеч каждого моста включены тензодатчики, например, R₁, размещенные на анкерном штоке, одной из вант. Во второе плечо каждого моста включены тензодатчики, установленные на анкерных штоках других вант системы.

Использование нового блока управления двигателями приводов механизмов натяжения вант в виде моста Уитстона с включенными в плечи тензодатчиками сопротивления, наклеенными на анкерные штоки вант, в сравнении с блоком управления на основе механических контактных систем обеспечивает повышение надежности работ устройства, точности регулирования напряжений. Кроме того, появляется возможность применения устройства для регулирования соотношений напряжений в системе вант.