ПОДВЕСКА ПОСТОЯННОГО УСИЛИЯ

Полезная модель относится к устройствам опорно-подвесной системы, применяемым для сохранения постоянного усилия, поддерживающих трубопровод при его температурных перемещениях, и может быть использовано в качестве регулируемой опоры для крепления трубопроводов и другого оборудования к несущим элементам строительных конструкций.
Известно подвесное устройство постоянного усилия, содержащее корпус 1, к нижней части 3 которого посредством болтов 6 прикреплен фланец 5 с кожухом 13 с возможностью свободного перемещения в нем штока 9 с основной пружиной 4, крепящегося в верхней части через упорную шайбу 8 к поперечной траверсе 14, причем шток 9 снабжен болтом 11 для крепления к подвеске груза, кроме того, на корпусе 1 закреплена верхняя планка с резьбовым отверстием для крепления подвески к несущим элементам строительных конструкций, а к поперечной траверсе 14 посредством осей 16а и 16б крепятся нижние концы рычагов 15а и 15б, верхние концы которых посредством осей 17а и 17б соединены с проушинами 19а и 19б, закрепленными на пластинах 20а и 20б соответственно, между которыми установлены две трубы 22а и 22б с размещенной на них вспомогательной пружиной 21, при этом трубы соединены между собой посредством тяги 23, жестко закрепленной на пластине 20а и перемещающейся в направляющей втулке перегородки 25, причем предварительное сжатие вспомогательной пружины 21 осуществляется затяжкой гайкой 26 на тяге 23 без возможности регулировки сжатия, также на осях 17а и 17б установлены ролики 18а и 18б, контактирующие с криволинейными поверхностями 27а и 27б соответственно, закрепленными на стенках корпуса 28а и 28б. (Патент USA №3895788, МПК F16F 1/26, от 11.02.1974 г., опуб. 22.07.1975).
Недостатком указанной конструкции является отсутствие возможности настройки подвески посредством регулировки предварительного сжатия вспомогательной пружины. Также конструкция крепления вспомогательной пружины требует наличия центровочных приспособлений (направляющей втулки, труб), которые приводят к возникновению дополнительных сил трения при сжатии вспомогательной пружины. Кроме того, крепление вспомогательной пружины посредством рычагов и поперечной траверсы непосредственно к подвижному штоку, приводит к общему усложнению конструкции.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению и выбранной в качестве прототипа, является подвеска постоянного усилия, содержащая корпус 2, к которому посредством осей 21 и 22 подвижно прикреплены рычаги 19 и 20, верхние концы 19а и 20а которых посредством осей 23 и 24 взаимодействуют через упорные элементы 17 и 29 а также тяги 18 с вспомогательными пружинами 13 и 14, имеющими возможность регулировки их предварительного сжатия посредством трех винтов 21, кроме того, к нижней части корпуса 2 прикреплен фланец 5 с кожухом с возможностью свободного перемещения в нем штока 9, на который одета основная пружина 4, при этом шток в верхней части соединен с поперечной траверсой 8, взаимодействующей через криволинейные элементы 27 и 28 с нижними концами 19b и 20b рычагов 19 и 20 посредством роликов 25 и 26, а в нижней части - с элементом 11 для крепления к подвеске груза, кроме того, на корпусе 2 закреплена верхняя планка с резьбовым отверстием для крепления подвески к несущим элементам строительных конструкций, (Патент DE №2623928 А1, МПК F16F 15/06, от 28.05.1976 г., опуб. 15.12.1977).
Недостатком второй конструкции, как и первой, является необходимость центрирования вспомогательных пружин при их сжатии в процессе работы подвески, а регулировка предварительного сжатия вспомогательных пружин посредством трех винтов осложняет настройку подвески. Кроме того, крепление криволинейных элементов на подвижной поперечной траверсе приводит к увеличению общих габаритов подвески.
Задачей данного технического решения является повышение точности характеристики «нагрузка-ход» за счет применения самоцентрирующейся схемы крепления вспомогательной пружины, уменьшение габаритов и массы подвески, упрощение конструкции подвески и ее настройки при условии обеспечения заданных требований по величине хода и воспринимаемой нагрузки.
Поставленная задача достигается тем, что в подвеске постоянного усилия, содержащей корпус, к которому посредством осей подвижно прикреплены нижние концы рычагов, взаимодействующие своими верхними концами посредством тяг и упорных элементов со вспомогательной пружиной с возможностью регулировки ее сжатия, к нижней части корпуса прикреплен фланец с кожухом с возможностью свободного перемещения в нем штока с установленной на нем основной пружиной, при этом шток в верхней части соединен с поперечной траверсой, взаимодействующей с рычагами, а в нижней части - с элементом для крепления к подвеске груза, а также с закрепленной на верхней части корпуса планкой с резьбовым отверстием для крепления подвески к несущим элементам строительных конструкций, согласно полезной модели, на подвижной траверсе расположены ролики, взаимодействующие с криволинейным профилем рабочей поверхности рычагов, нижние концы которых закреплены на корпусе подвижно, а верхние - связаны между собой посредством тяг с размещенными на них упорными элементами, между которыми зажата вспомогательная пружина, размещенная на одной из тяг между упорными элементами.
Размещение на поперечной траверсе вращающихся роликов, перекатывающихся по криволинейной поверхности качающихся рычагов, приводит к снижению массы и габаритов подвижного штока подвески.
Крепление вспомогательной пружины, зажатой между упорными элементами, посредством тяг к верхним концам рычагов способствует упрощению всей конструкции подвески.
Применение схемы, в которой вспомогательная пружина одевается на одну тягу, обеспечивает повышение точности характеристики «нагрузка-ход» за счет отсутствия направляющей втулки, создающей дополнительное сопротивление при работе пружины, а также облегчает настройку подвески, за счет регулировки сжатия вспомогательной пружины затяжкой одной гайкой.
На чертеже изображена подвеска постоянного усилия, общий вид.
Подвеска постоянного усилия состоит из корпуса 1, к которому посредством нижних осей 2 свободно крепятся нижние концы двух рычагов 3 и 4, имеющие криволинейный профиль рабочей поверхности. На верхние оси 5 рычагов одеты тяги 6 и 7, на которых гайками 8 зафиксированы основные упорные элементы в виде тарелок 9, 10 и дополнительный упорный элемент 11. Тарелка 9 закреплена на тяге 6, а тарелка 11 - на тяге 7, проходящей через сквозное отверстие в тарелке 10. Тарелки 9 и 10 стянуты между собой соединительными элементами в виде трех шпилек 12 с гайками 13. Между тарелками 10 и 11 на тяге 7 расположена вспомогательная пружина 14, предварительное сжатие которой регулируется затяжкой гайки 8 на тяге 7. На корпусе 1 имеется верхняя планка 15 с резьбовым отверстием для крепления подвески к несущим элементам строительных конструкций. С нижней стороны к корпусу 1, посредством болтов 16, крепится фланец 17 с кожухом 18. В отверстии фланца 17 расположен подвижный шток 19, свободно перемещающийся в вертикальном направлении. В верхней части шток 19 соединен с поперечной траверсой 20, на которой на осях 21 установлены вращающиеся ролики 22 и 23, взаимодействующие с криволинейным профилем рабочей поверхности рычагов 3 и 4. В нижней части подвижного штока 19 имеется гайка 24 для крепления к подвеске груза (тяги трубопровода). На подвижный шток 19 одета основная пружина 25, упирающаяся нижним концом во фланец 17, а верхним - в упорную шайбу 26.
Работает подвеска постоянного усилия следующим образом.
Сила, создаваемая основной пружиной 25, передается через упорную шайбу 26 на подвижный шток 19. Одновременно, на шток 19 передается усилие от вспомогательной пружины 14 через тарелки 9, 10, соединенные шпильками 12 с гайками 13, и тарелку 11, тяги 6 и 7 на рычаги 3 и 4 и далее на ролики 22 и 23 контактирующие с криволинейной рабочей поверхности рычагов 3 и 4. Суммарное усилие на штоке 19 от действия двух пружин 25 и 14 равно по величине и противоположно по направлению силе, создаваемой массой груза (трубопровода), прикрепленного к гайке 24 штока 19. При перемещении штока 19 вниз, основная пружина 25 сжимается, а усилие, сообщаемой ей штоку 19, начинает расти. В этот момент, усилие от вспомогательной пружины 14, передаваемое на шток 19 через криволинейный профиль рычагов 3, 4 - пропорционально снижается, и результирующее усилие на штоке 19 остается постоянным. Профиль поверхностей рычагов 3 и 4, по которому при движении штока 19 перекатываются ролики 22 и 23, подобран таким образом, что в любой точке рабочего хода штока 19, усилие на нем, создаваемое основной пружиной 25, компенсируется усилием от вспомогательной пружины 14, и соответствует весу подвешенного к штоку 19 груза. Таким образом, достигается постоянство нагрузки на штоке 19 во всем диапазоне его рабочего хода. Настройка подвески на минимальную нагрузку осуществляется регулировкой предварительного сжатия вспомогательной пружины 14 затяжкой гайки 8 на тяге 7. Настройка подвески на большие нагрузки осуществляется затяжкой болтов 16. Максимальная величина затяжки болтов 16 не должна превышать половины длины рабочего хода основной пружины 25. При этом рабочий ход подвески вдвое уменьшается, а нагрузка, воспринимаемая подвеской, увеличивается вдвое от минимальной.
Таким образом, использование предлагаемой конструкции подвески, позволяет значительно уменьшить габариты и массу подвески, а также упростить регулировку подвески с целью сохранения постоянного усилия, поддерживающего трубопровод при его температурных перемещениях, и обеспечить повышение точности заданных требований по величине воспринимаемой нагрузки.