Устройство, поверки и юстировка нивелира

а) Устройство нивелиров

Линия визирования у нивелира приводится в горизонтальное положение двумя способами:

1) с помощью элевационного винта и цилиндрического уровня при трубе, напри­мер у нивелира Н3 (рис. 9.7);

2) автоматически с помощью компенсатора малых углов наклона визирной оси, например у 3Н3КЛ (рис. 9.8) или С410 (Sokkiл) (рис. 9.9).

Для работы с нивелиром необходимо изучить их устройство по рис. 9.7.-9.9.

Рис. 9.7. Устройство нивелира Н3: 1-подъемные винты; 2-юстировочные винты круглого уровня; 3-круглый уровень; 4-элевационный винт; 5-окуляр; 6-кремальера; 7-зрительная труба; 8-мушка; 9-объектив; 10-вкладыш; 11-закрепительный винт зрительной трубы; 12-наводящий винт зрительной трубы; 13-цилиндрический уровень; 14-юстировочные винты цилиндрического уровня; 15-подставка; 16-пружинящая пластина.

6 7 8

 

1 2 3 4 5 6 7 8 11 10

Рис. 9.8. Устройство нивелира 3Н3КЛ: 1-окуляр; 2-колпачок юстировочных винтов сетки нитей; 3-крышка; 4-корпус; 5-кремальера; 6-визир; 7-зрительная труба; 8-бленда; 9-наводящий винт; 10-трегер; 11-подставка; 12-подъемные винты; 13-круглый уровень; 14-индекс; 15-лимб; 16-юстировочный винт уровня.

Рис. 9.9. Устройство нивелира С410 (Sokkiл): 1-объектив; 2-визир; 3-круглый уровень; 4-юстировочный винт круглого уровня; 5-подъемные винты; 6-подставка; 7-кремальера; 8-наводящий винт зрительной трубы; 9-горизонтальный круг; 10-индекс горизонтального круга; 11-защитный колпачок; 12-окуляр.

 

 

 

 

 

 

б) Поверки нивелиров

Поверки нивелира связаны с его основными осями, которые для нивелиров с уровнем при трубе показаны на рис. 9.10.

v v¢

u u¢

w О     w¢     О¢

Сетка нитей

Объектив

 

 

Рис. 9.10. Основные оси нивелира:

ОО¢ - ось вращения нивелира; ww¢ - ось круглого уровня;

vv¢ - визирная ось зри­тельной трубы; uu¢ - ось цилиндрического

уровня при трубе

Основные геометрические условия, которые должны быть соблюдены в таких нивелирах, заключаются в следующем:

1) ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира;

2) вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения нивелира;

3) ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы.

Поверки нивелиров с уровнем при трубе

Для соблюдения этих условий выполняются следующие поверки нивелира:

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

Для поверки этого условия подъемными винтами приводят пузырек круглого уровня в нульпункт и поворачивают трубу нивелира на 180°. Если пузырек сме­стился с нульпункта более, чем на 0,5 деления, исправительными винтами круг­лого уровня (см. рис. 9.7, пункт 2 или рис. 9.8, пункт 10) перемещают пузырек к цен­тру на половину дуги отклонения и окончательно совмещают пузырек уровня с центром ампулы с помощью подъемных винтов.

2. Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения ниве­лира.

Подвешивают отвес. На расстоянии 20 - 25 м от отвеса устанавливают ниве­лир, при­водят его в рабочее положение. Вертикальную нить сетки зрительной трубы совмещают с нитью отвеса. Если нить зрительной трубы не совпала с ни­тью отвеса более чем на 0,5 мм, положение нитей сетки исправляют. Для этого от­винчивают винты 1 (рис. 9.11), которыми окулярная часть скреплена с корпусом зрительной трубы, снимают окулярную часть, открепляют винты 2 на ½ оборота, а винт 3 на ¼ оборота и рукой поворачивают сетку до совмещения вертикальной нити со шнуром отвеса. Винты закрепляют.

 

 

Рис. 9.11. К поверке нитей сетки

 

3. Поверка цилиндрического уровня. Она состоит из 2-х частей:

- отвесная плоскость, проходящая через ось уровня, должна быть парал­лельна отвесной плоскости, проходящей через визирную ось трубы;

- ось цилиндрического уровня и визирная ось зрительной трубы должны быть параллельны.

Для первой части поверки на расстоянии 50 м от рейки устанавливают ниве­лир так, чтобы один из подъемных винтов располагался в створе визирования на рейку. Два других винта займут симметричное положение относительно линии ви­зирования (рис. 9.12).

Рейка

 

 

Л П

Рис. 9.12. К поверке цилиндрического уровня (1 часть)

Нивелир приводят в рабочее положение. Зрительную трубу наводят на рейку. Элевационным винтом совмещают концы пузырька уровня, берут отсчет по рейке, например В = 1568 мм.

Вращая в противоположные стороны подъемные винты на 3 полных оборота, наклоняют нивелир влево. Элевационным винтом совмещают концы пузырька уровня, снова берут отсчет по рейке В_л =1566 мм.

Наклоняя нивелир вправо и повторяя еще раз все действия, берут отсчет

В_п= 1570 мм.

Вычисляют средний отсчет В_ср и уклонения от него:

(9.1)

В - В_ср = -1 мм ≤ 3 мм; (9.2)

В_п - В_л = +4 мм ≤ 8 мм. (9.3)

Если В_п - В_л больше допуска и со знаком (+), боковыми юстировочными винтами цилиндрического уровня конец уровня перемещают ближе к окуляру. Если со знаком (-), конец уровня перемещают от окуляра. После юстировки по­верку повторяют.

i1

i2

а2

а1

D

2 – 3 м

2 – 3 м

а)   б)

 

Рис. 9.13. К поверке цилиндрического уровня (2 часть)

Вторую часть поверки цилиндрического уровня можно выполнять разными способами. Рассмотрим двойное нивелирование способом вперед. Для этого на ровной местности на расстоянии 50 м забивают в землю два колышка. Нивелир устанавливают в пределах 2 - 3 метров от первой точки. Элевационным винтом совмещают концы пузырька уровня, берут отсчеты на ближнюю (i₁) и дальнюю (а₂) рейки

(рис. 9.13, а).

Нивелир устанавливают вблизи точки 2, действия повторяют, снимают от­счеты на ближнюю (i₂) и дальнюю (а₁) рейки (рис. 9.13, б).

Пример: i₁ =1563 мм, a₂ = 1466 мм, i₂ =1464 мм, a₁ = 1673 мм.

Вычисляют ошибку D, указывающую на непараллельность визирной оси и оси цилиндрического уровня:

(9.4)

Если ошибка х превышает ± 4 мм, вычисляют исправленный отсчет по фор­муле

= 1673 - 56 = 1617 мм. (9.5)

Вычисленный отсчет устанавливают по рейке элевационным винтом. Концы пузырька уровня разойдутся. Вертикальными юстировочными винтами уровня (см. рис. 9.7, пункт 14) совмещают изображение концов пузырька уровня.

Поверки нивелиров с компенсатором

В нивелирах с компенсатором типа 3Н3КЛ (см. рис. 9.8) проводят следующие поверки:

1) поверка круглого установочного уровня;

2) поверка сетки нитей;

3) поверка компенсатора;

4) поверка горизонтальности линии визирования.

Первую и вторую поверки проводят аналогично уровенным нивелирам. Перед следующими поверками, а также перед производством измерений необходимо убедиться, что компенсатор в нивелире срабатывает. Для этого нивелир приводят в рабочее положение и берут отсчет по рейке а. Повернув на 1/8 оборота подъем­ный винт, задают малый угол наклона вдоль линии визирования. Сетка нитей трубы с работающим компенсатором должна после небольших колебаний вер­нуться на тот же отсчет а по рейке. В противном случае нивелиром измерять нельзя, необходим ремонт компенсатора.

3. Поверка компенсатора. Определение диапазона его действия

Диапазон действия компенсатора – это угол наклона вертикальной оси ниве­лира, в пределах которого нормально работает маятник компенсатора. Его опреде­ляют при помощи отсчетов по рейке (в 50 м от нивелира) как для продольных (±a), так и для боковых (±b) наклонов нивелира. Перед началом работ поверяется и юстируется круглый уровень.

С помощью подъемных винтов выполняют продольный или боковой наклон нивелир в обе стороны от нульпункта круглого уровня до момента зависания ма­ятника компенсатора. Зависание фиксируют в момент резких изменений отсчетов по рейке (сетка нитей начинает перемещаться вместе с наклоном нивелира). Угол наклона при зависании определяют по смещению пузырька уровня или по цене 1 оборота подъемного винта в соответствии с показаниями отсчетов до наклона и по­сле наклона в одну, а затем в другую стороны; например: до наклона а = 1570 мм, зависание началось при наклоне ± 20¢: +a: 1566 мм, - a: 1569 мм,

+b: 1564 мм, - b: 1565 мм.

4. Поверка горизонтальности линии визирования

После срабатывания компенсатора в нивелире визирная ось должна распола­гаться в вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось объектива зрительной трубы, и быть горизонтальной.

Поверка выполняется аналогично поверке 3 нивелира с уровнем. Юстировка для первой части поверки выполняется в сервисных центрах завода-изготовителя.

Вторая часть поверки выполняется двойным нивелированием (см. рис. 9.13). Юстировка проводится поворотом оптического клина, установленного перед объ­ективом, или при помощи вертикальных юстировочных винтов сетки, вращением которых устанавливают правильный отсчет , вычисленный по формуле (9.5).