Опора освещения наклоняемая

Полезная модель относится к конструкциям опор и предназначена для использования в системах освещения и видеонаблюдения объектов различного назначения.
Известна конструкция опоры для систем наружного освещения и видеонаблюдения (патент РФ №111613, МПК F21V 21/00, опубл. 20.12.2011 г.), содержащая фундаментное основание с фланцем в верхней части, стойку, выполненную в виде рамной конструкции с фланцем в нижней части, подвижную часть опоры с электрооборудованием, соединенную со стойкой при помощи оси, относительно которой подвижная часть может вращаться, а также горизонтальный ограничитель движения подвижной части, расположенный в верхней части стойки. Для простоты обслуживания опоры, ее наклона и приведения в «положение для обслуживания» необходим баланс весов нижней и верхней частей подвижной части опоры.
Основным недостатком этой опоры является большая длина подвижной части опоры, а для обеспечения баланса весов верхней и нижней части опоры приходится увеличивать высоту стойки, что приводит к ее утяжелению и затрудняет доступ к месту поворота опоры вокруг оси. Также недостатком может служить то, что для обеспечения требуемого баланса весов между верхней и нижней частями подвижной части опоры, на нижней части изготавливается емкость, которая заполняется бетоном и закрывается крышкой. Изготовление большого количества опор, которые необходимо залить бетоном, сопровождается значительным расходом дополнительных материалов (бетона). К тому же возникает необходимость наличия дополнительного противовеса на подвижной части, положение которого фиксируется отдельными С-образными хомутами. Вышеперечисленное вызывает увеличение стоимости опор и приводит к значительным трудозатратам в процессе изготовления и эксплуатации.
Наиболее близким аналогом является конструкция опоры освещения и видеонаблюдения наклонной (патент РФ №172623, МПК F21V 21/00, опубл. 17.07.2017 г.), содержащая основание с фланцем в верхней части с закрепленной на нем стойкой, выполненной в виде рамной конструкции с фланцем в нижней части, подвижной частью с электрооборудованием, состоящей из нижней и верхней частей, соединенных фланцем, при этом подвижная часть опоры выполнена с возможностью поворота относительно оси, которая представляет полый цилиндр с пазом. Верхняя часть подвижной части опоры выполнена из алюминиевого сплава, а электрические кабели, проложенные внутри опоры, проходят место поворота подвижной части относительно стойки, через шарнир с пазом. Для простоты обслуживания опоры, ее наклона и приведения в «положение для обслуживания» необходим баланс весов нижней и верхней частей подвижной части опоры. В данной конструкции опоры баланс весов достигается тем, что верхняя часть подвижной части опоры выполнена из алюминиевого сплава. В результате этого вес верхней части снижается, достигается требуемый баланс весов и упрощается эксплуатация опоры в целом.
Недостатком опоры является относительно низкая несущая способность в связи с использованием алюминиевого сплава. Сталь имеет в 2,5 раза большую несущую способность, чем алюминий, при этом алюминиевые конструкции менее экономичны. В настоящее время стоимость конструкционных алюминиевых сплавов на порядок превышает стоимость профилей из стали. Кроме этого, опора не оснащена механизмом защиты опоры от несанкционированного падения в момент наклона подвижной части опоры, что может повредить электрооборудование, закрепленное на ней.
Задачей заявляемой полезной модели является создание прочной и экономичной конструкции, обеспечивающей баланс весов за счет соотношения длин верхней и нижней частей опоры. Исключение из конструкции опоры при изготовлении алюминиевых сплавов и замена их на изготовление из более дешевых материалов позволит снизить стоимость опоры.
Техническим результатом, достигаемым при использовании данного решения, является повышение надежности конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что в опоре освещения наклоняемой, содержащей фундаментное основание с фланцем в его верхней части и закрепленной на нем рамой с горизонтальными ограничителями и осью, на которой установлена с возможностью поворота подвижная часть опоры, состоящая из верхней и нижней частей, согласно техническому решению верхняя и нижняя части подвижной части опоры выполнены из стальных профилей различного сечения, при этом нижний торец подвижной опоры имеет крепежный элемент, установленный с возможностью обеспечения связи с нижним горизонтальным ограничителем.
Поскольку в результате использования черной стали несколько увеличивается вес верхней подвижной части, для удобства эксплуатации и обслуживания необходимо создать рациональный баланс весов верхней и нижней частей подвижной части опоры.
В предлагаемом решении этого удается достичь в результате изменения соотношения длин верхней и нижней частей опоры. Изменяя длины верхней и нижней частей подвижной части опоры, становится возможным установить требуемый баланс весов этих частей и обеспечить удобство и комфортность при обслуживании опоры без использования алюминиевых сплавов.
низ
оси
Длина нижней подвижной части опоры Н в первом приближении равна расстоянию Н от оси опоры до уровня грунта. Следовательно, изменяя это расстояние от оси опоры до уровня грунта изменяется и длина нижней части подвижной части опоры.
оси
оп
Для комфортной эксплуатации опоры вес верхней части подвижной части должен быть несколько больше веса нижней. Из опыта эксплуатации опор, превышение веса верхней части подвижной части опоры должно быть на 25-35% больше нижней части. Меньшее значение в 25% должно применяться при увеличении высоты опоры. Максимальный вес подвижной части опоры при рассматриваемом диапазоне высот (до 10 метров) не превышает 100 кг. При переходе от процентов к абсолютному весу подвижной части, верхняя часть подвижной части опоры должна превышать вес нижней части на 25-35 кг. В этой связи в формулу расчета Н был введен весовой коэффициент k=1,25…1,35, обеспечивающий регулирование баланса весов и длины подвижной опоры Н.
где
k=1,25…1,35 - весовой коэффициент;
оп
Н - высота опоры, м;
оси
Н - расстояние от уровня грунта до оси вращения опоры, м;
пв
Р - погонный вес конструкции верхней части подвижной опоры, кг/м;
пн
Р - погонный вес конструкции нижней части подвижной опоры, кг/м.
Надежная эксплуатация опоры обеспечивается использованием стальных профилей разного сечения, крепежного элемента на нижнем торце подвижной опоры, а также предварительным расчетом расстояния от уровня грунта до оси вращения опоры по математической формуле.
Техническая сущность предложенного технического решения поясняется схематическим изображением опоры освещения наклоняемой, которая находится в положении «для обслуживания».
Опора состоит из нижнего основания (1), которое заглублено в грунт, и с которым через фланец (2) соединена стойка (3). Стойка (3) имеет ось (4), на которой закреплена подвижная часть опоры с возможностью вращения относительно оси (4). Подвижная часть опоры состоит из нижней части (5) и верхней части (6), которые соединены между собой с помощью фланца (7). В нижней части стойки (3) имеется горизонтальный ограничитель (8), который фиксирует подвижную часть опоры в «рабочем вертикальном положении». Нижний торец подвижной опоры имеет крепежный элемент в виде, например, крюка.
Поскольку движением опоры подвижной части опоры осуществляет человек вручную, соотношение между весами верхней и нижней части должно быть таким, чтобы человек без особых усилий мог перевести опору в положение «для обслуживания», а затем вернуть опору в рабочее вертикальное положение.
Для увеличения развиваемого усилия человека при повороте опоры в конструкцию опоры может быть установлен простой полиспаст, который позволяет увеличить усилие в два раза (см. Платонов П.Н., Куценко К.И. Подъемно-транспортные и подъемно-разгрузочные устройства. М.: Колос, 1972 г.). С помощью простого полиспаста величина усилия в преодолении разницы в весах верхней и нижней частей опоры уменьшается вдвое, что делает усилие для поворота опоры вполне комфортным.
Таким образом, к ограничителю (8)одним концом крепится простой полиспаст (9) с кулачковым зажимом, а противоположным концом крепится к крепежному элементу торцу нижней части (5) подвижной части опоры.
Вес верхней части опоры легко определить как произведение погонного веса конструкции не ее длину, так же, как и для нижней части. Большинство конструкций опор освещения, включая прототип, используют профильные трубы квадратного сечения. Вес одного погонного метра такой трубы определен в соответствующем ГОСТ 8639-82 «Трубы квадратные стальные. Сортамент» для труб квадратного сечения из стали. Параметры квадратного сечения профиля определяются конструкторской документацией на опору.
Для успешного наклона подвижной части опоры с помощью простого полиспаста, вес верхней части подвижной части опоры должен быть на 25-35% больше, чем вес нижней части. Вес подвижной части опоры существующих аналогов не превышает 200 кг. То есть ориентировочно вес нижней части принимаем за 100 кг. Следовательно, вес верхней части подвижной опоры не должен превышать 125-135 кг. Данное превышение веса верхней части над нижней и должно быть осилено с помощью простого полиспаста, который этот вес уменьшит в два раза.
оп
Если высота всей опоры равна Н, тогда длина верхней подвижной части будет определена как
верх
оп
оси
Н=Н-Н
пв
верх
пв
оп
оси
Вес верхней части опоры определится как произведение погонного веса профиля, из которого изготовлена верхняя часть опоры, на ее длину, то есть Р⋅Н=Р⋅(Н-Н).
низ
оси
При этом, вес нижней части подвижной части опоры определится как произведение погонного вес профиля, из которого изготовлена нижняя часть опоры на ее длину Н, или, что тоже самое, на расстояние от оси опоры до уровня грунта Н.
Чтобы опора функционировала удобно, ее верхняя часть должна быть тяжелее, чем нижняя. В этом случае, когда фиксация опоры будет освобождена, она самостоятельно будет стремиться повернуться относительно оси вниз, в положение «для обслуживания».
Поскольку опору обслуживает один человек, его усилия должно быть достаточно для того, чтобы удержать опору в этот момент, а также вернуть ее затем в вертикальное положение.
Поскольку простой полиспаст уменьшает величину усилия в 2 раза, вес верхней части опоры не должен превышать веса нижней части на 25-35 кг. В этом случае, на тросе полиспаста, находящегося в руках человека по обслуживанию, усилие будет в два раза меньше, то есть 12-17 кг, что вполне комфортно для взрослого человека.
Устройство работает следующим образом.
Пример исполнения.
оп
Необходимо изготовить наклоняемую опору освещения высотой Н=8 м.
пв
Для изготовления верхней части (6) подвижной части используется стальная квадратная труба 80×80 мм с толщиной стенки 4 мм. Погонный вес такой трубы определяется по ГОСТ 8639-82 и равен Р=12 кг/м.
пв
Для изготовления нижней части (5) подвижной части опоры используется квадратная труба 120×120 мм с толщиной стенки 4 мм и погонным весом Р=15,62 кг/м.
оси
Используя зависимость (1), определяем длину нижней части подвижной части опоры, а следовательно, расстояние от оси стойки до уровня грунта, которое равно Н=2,67 м при весовом коэффициенте равном k=1,3.
низ
верх
Таким образом, длина нижней подвижной части опоры равна Н=2,67 м, длина верхней подвижной части опоры равна Н=5,33 м.
Вес верхней части равен 63,96 кг, вес нижней части равен 41,7 кг. Разница весов между ними равна 22, 25 кг.
После изготовления опоры ее устанавливают и вводят в эксплуатацию. В грунт устанавливается основание (1) с фланцем (2) в его верхней части. На фланце (2) основания посредством болтов с гайками закрепляется стойка (3), на которой, в свою очередь, монтируется ось (4) с подвижной частью и электрооборудованием. Подвижная часть фиксируется в вертикальном положении с помощью горизонтального ограничителя(8).
Чтобы произвести обслуживание опоры, ее необходимо перевести в горизонтальное положение. Для этого одним концом полиспаст (9) прикрепляется к крепежному элементу нижней части (5) подвижной части опоры, а другим концом к горизонтальному ограничителю (8). Происходит расфиксация подвижной части опоры и в ручном режиме работник переводит опору в горизонтальное положение. Снабжение полиспаста кулачковым зажимом позволяет обеспечить еще более безопасный процесс эксплуатации. Он играет роль тормоза, который остановит опору от несанкционированного падения, приводящего к нарушению электрооборудования опоры.
После того, как обслуживание опоры закончено, опора устанавливается в «рабочее вертикальное положение» и фиксируется стопором, установленным на нижнем горизонтальном ограничителе (8). Полиспаст снимается с опоры и переносится для обслуживания следующей опоры.
Предложенная наклоняемая опора освещения и видеонаблюдения обладает низкой стоимостью и высокой степенью надежности при эксплуатации и установке.