Опора постоянного усилия
CONSTANT EFFORT SUPPORT

Изобретение относится к области техники, где применяются пружинные опоры для опирания подвижных элементов с передачей постоянного усилия на несущие конструкции. Основная область применения - опирание участков трубопроводов, испытывающих видимые перемещения и требующих постоянного поддерживающего усилия во всем диапазоне перемещения трубопровода.
Известны конструкции опор постоянного усилия фирмы LISEGA типов 11-14 [1], в которых шток, с элементами для крепления трубопроводов, опирается на осевую пружину, разница между усилием пружины и постоянным усилием компенсируется вспомогательными пружинами, расположенными по обе стороны основной пружины, оси которых перпендикулярны линии действия постоянного усилия, путем передачи усилия вспомогательных пружин через кулачки на шток. Недостатком указанной конструкции является большой габарит опоры в направлении, перпендикулярном перемещению штока, а также неравномерность постоянного усилия из-за наличия нескольких пружин, за счет разности характеристик этих пружин.
В качестве прототипа принята опора постоянного усилия фирмы LISEGA типа 19 [1] (патент 2434174), содержащая корпус, в котором грузонесущая часть взаимодействует с криволинейным профилем кулачков через систему вращающихся элементов, расположенных на грузонесущей части; кулачки, попарно размещенные по обе стороны от грузонесущей части, имеют шарнирное закрепление и передают усилие с грузонесущей части на горизонтально расположенные пружины через наклонные пазы в кулачках. Недостатком указанной конструкции является большой габарит опоры в направлении, перпендикулярном перемещению штока, неравномерность постоянного усилия из-за наличия нескольких пружин, а также сложность настройки и калибровки усилия пружин на месте монтажа опоры.
Задачей данного изобретения является уменьшение габаритов и упрощение регулировки усилия пружины на месте монтажа.
1. Устранение недостатков обеспечивается тем, что в опоре постоянного усилия, содержащей корпус, элемент жесткости, закрепленный в корпусе опоры постоянного усилия, кулачки с криволинейным профилем и грузонесущую часть, отличающаяся тем, что элемент жесткости выполнен в виде одной пружины, расположенной перпендикулярно вводу штока, во внутренней полости корпуса опоры постоянного усилия, между тарелками закрепленными на направляющей шпильке, ограниченной с одной стороны опорной тарелкой, зафиксированной гайкой с зазором, допускающим осевое вращение шпильки, при этом опорная тарелка снабжена пальцем, запрещающим осевое вращение тарелки с резьбовым отверстием, во время регулировки усилия пружины гайкой, закрепленной на втором конце шпильки, причем на тарелках размещаются ролики, которые взаимодействуют с криволинейным профилем зеркальных кулачков, закрепленных на корпусе опоры постоянного усилия и передают усилие от опорной плиты, закрепленной над пружиной, посредством четырех соединенных попарно рычагов, закрепленных шарнирно на опорной плите одним концом и шарнирно на тарелках другим концом, причем фиксация пружины относительно корпуса производится с помощью пальца через зубчатую пластину в зубчатый паз, расположенный на корпусе опоры, при этом опорная плита снабжена упором и штоком с резьбовым отверстием закрепленным на резьбовой шпильке с фиксацией положения при помощи гайки. Конструкция опоры постоянного усилия показана на чертежах (Рис. 1 - 3), на которых определены основные элементы устройства.
Элемент жесткости выполнен в виде одной пружины (1), расположенной во внутренней полости корпуса (9) опоры постоянного усилия, между тарелками (3, 4), закрепленными на направляющей шпильке (7), ограниченной с одной стороны опорной тарелкой (2), зафиксированной гайкой (15) с зазором, допускающим осевое вращение шпильки (7), при этом опорная тарелка (2) снабжена пальцем (21), запрещающим осевое вращение тарелки (3) с резьбовым отверстием, во время регулировки усилия пружины (1) гайкой (16), закрепленной на втором конце шпильки (7); на тарелках (2, 4) размещаются ролики (18), которые взаимодействуют с криволинейным профилем зеркальных кулачков (5, 6), закрепленных на корпусе (9) опоры постоянного усилия, и передают усилие от опорной плиты (10), закрепленной над пружиной (1), посредством четырех соединенных попарно рычагов (8), закрепленных шарнирно на опорной плите (10) одним концом и шарнирно на тарелках (2, 3) другим концом, причем фиксация пружины (1) относительно корпуса (9) производится с помощью пальца (20) через зубчатую пластину (19) в зубчатый паз (17), расположенный на корпусе опоры (9), при этом опорная плита (10) снабжена упором (12) и стаканом с резьбовым отверстием (11), закрепленным на резьбовой шпильке (13) с фиксацией положения при помощи гайки (14).
Опора постоянного усилия работает следующим образом.
Участок трубопровода опирается на грузонесущую часть, состоящую из стакана с резьбовым отверстием (11), упора (12), резьбовой шпильки (13), гайки (14) и опорной плиты (10). Усилие от трубопровода передается посредством четырех соединенных попарно рычагов (8) через ролики (18), сила реакции которых на неподвижные зеркальные кулачки (5, 6), имеющие криволинейный профиль паза, передает усилие на пружину (1). При изменении положения трубопровода или нагрузки от его опирания происходит вертикальное смещение грузонесущей части, что в свою очередь приводит изменению длины пружины (1), за счет перемещения опорных роликов (18) вертикально по наклонным криволинейным профилям кулачков (5, 6) и сопутствующего изменения усилия пружины (1). Постоянное усилие на грузонесущую часть обеспечивается за счет того, что передача усилия пружины (1) осуществляется через ролики (18) по криволинейной поверхности зеркальных кулачков (5, 6), таким образом, что каждому положению грузонесущей части, в рабочем диапазоне, соответствует определенное сжатие пружины (1), при которой обеспечивается условие равновесия сил.
Регулировка величины постоянного усилия опоры выполняется осевым вращением гайки (16), зафиксированной на шпильке (7) относительно неподвижного корпуса (9). Поворот шпильки (7) приводит к смещению тарелки (3), относительно тарелки (2), вдоль оси шпильки (7) и соответствующему изменению длины пружины (1). Фиксация грузонесущей части относительно корпуса (9) осуществляется за счет пальца (20) на опорной плите (10), проходящего через зубчатую пластину (19) в зубчатый паз (17), расположенный на корпусе опоры (9). Опорная плита (10) снабжена упором (12) и стаканом с резьбовым отверстием (11), который позволяет регулировать высоту опирания, за счет осевого вращения на резьбовой шпильке (13) с фиксацией положения при помощи гайки (14).
Сравнение подвески-прототипа и заявляемого устройства, показывает, что изменение количества, а также расположения элементов жесткости, обеспечивает заявляемому устройству уменьшение габаритного размера в направлении, перпендикулярном перемещению штока. Также видно, что использование одной гайки (16), регулирующей усилие сжатие пружины, облегчает регулировку.
Библиография
1. Каталог фирмы LISEGA «Стандартные опоры 2020», Выпуск Ноябрь 2017.