Самоцентрирующееся устройство позиционирования оси

Заявляемая полезная модель относится к центрирующим устройствам и может быть использована в мостостроении, при прокладке трубопроводов и в других строительно-монтажных работах.
Известен центратор, содержащий корпус с ребрами, опорные элементы, установленные с возможностью радиального перемещения, пружину. Опорные элементы выполнены в виде рычагов. Каждый рычаг состоит из двух звеньев, соединенных между собой. Верхнее звено рычага закреплено к ребру корпуса, установленного на оси и подвижного в радиальном направлении. Нижнее звено рычага закреплено к ребру кольца, установленного на корпусе соосно и подвижного относительно корпуса только в осевом направлении. Кольцо подпружинено относительно гайки, которая также установлена на корпусе, а звенья рычагов соединены с корпусом, кольцом и друг с другом шарнирами (патент РФ №2221142, 2004 г.). Данное устройство принято за ближайший аналог.
Недостатком указанного устройства является необходимость использования вспомогательных элементов для центрирования и сравнительно низкая точность центрирования.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в обеспечении самостоятельного центрирования без вспомогательных элементов и повышении точности центрирования.
Указанный технический результат достигается тем, что самоцентрирующееся устройство позиционирования оси, содержащее корпус и опорные элементы, установленные с возможностью радиального перемещения и включающие рычаги, причем каждый рычаг состоит из двух звеньев, соединенных между собой шарнирами, при этом дополнительно включает в себя вращательный диск, жестко прикрепленный к торцу корпуса, а опорные элементы также включают в себя центральное кольцо и дополнительные кольца, причем центральное кольцо подвижно в осевом и радиальном направлениях, а дополнительные кольца установлены равноудаленно от центрального кольца и имеют внутреннюю резьбу, при этом корпус выполнен цилиндрическим с левосторонней и правосторонней наружной резьбой, кроме того центральное кольцо и дополнительные кольца выполнены с тремя ребрами, образующими между собой угол 120°, а рычагов имеется не менее шести.
Кроме того, на конце вращательного диска может быть закреплен лазерный целеуказатель.
Полезная модель иллюстрируется рисунками, на которых изображено:
- на Фиг. 1 - общий вид самоцентрирующегося устройства позиционирования оси;
- на Фиг. 2 - вид устройства с торца корпуса;
- на Фиг. 3 - схема установки самоцентрирующегося устройства позиционирования оси в направляющей трубе фермы арочного моста.
- на Фиг. 4 - схема установки самоцентрирующегося устройства позиционирования оси в направляющей трубе пилона вантового моста.
Согласно Фиг. 1-2 самоцентрирующееся устройство позиционирования оси содержит корпус 1 и опорные элементы, установленные с возможностью радиального перемещения и включающие рычаги 2, центральное кольцо 3 и дополнительные кольца 4 и 5. Корпус 1 выполнен цилиндрическим и имеет левостороннюю и правостороннюю наружную резьбу, выполненную от торцов корпуса к его центру. Каждый рычаг 2 состоит из двух звеньев, соединенных между собой шарнирами 6. Рычагов 2 должно быть не менее шести. Центральное кольцо 3 подвижно в осевом и радиальном направлениях и установлено на корпусе 1 соосно, посередине корпуса. Дополнительные кольца 4 и 5 установлены равноудаленно от центрального кольца 3 и имеют внутреннюю резьбу, позволяющую им совершать упорядоченное перемещение по поверхности корпуса 1. Кольца 3, 4 и 5 выполнены с тремя ребрами 7, образующими между собой угол 120°. Устройство также содержит вращательный диск 8, плавно (без рывков) приводящий в движение корпус 1 и жестко прикрепленный к одному из торцов корпуса 1.
На конце вращательного диска 8 может быть закреплен лазерный целеуказатель 9, генерирующий лазерное излучение в видимом глазу диапазоне спектра и изготовленный на основе лазерного диода.
Самоцентрирующееся устройство позиционирования оси собирается следующим образом.
На цилиндрический корпус 1 надевается центральное кольцо 3 и фиксируется посередине корпуса 1. Затем по резьбе корпуса 1 с левой и правой его сторон накручиваются дополнительные кольца 4 и 5. После этого звенья рычагов 2 соединяются между собой шарнирами 6 и присоединяются к ребрам 7 шарнирами 6, образуя равноплечие рычаги 2. Далее к корпусу 1 прикрепляется с помощью разъемного соединения, например, болтового, вращательный диск 8.
Самоцентрирующееся устройство позиционирования оси работает следующим образом.
Устройство помещается внутрь цилиндрического изделия, например, трубы. При вращении вращательного диска 8 корпус 1 приходит в движение (вращается). В процессе вращения кольца 4 и 5 синхронно перемещаются по наружной резьбе корпуса 1 к центральному кольцу 3. Разносторонняя резьба корпуса 1 обеспечивает разнонаправленное перемещение колец 4 и 5 относительно центрального кольца 3 в зависимости от направления вращения корпуса 1. Перемещения колец 4 и 5 приводят в движение скрепленные между собой шарнирами 6 звенья рычагов 2, которые в свою очередь выдвигаются наружу. Благодаря углу 120° между ребрами 7 вершины рычагов 2 равномерно упираются во внутренние стенки участка трубы, устанавливая корпус 1 устройства четко по центру трубы.
Опорные элементы, включающие в себя рычаги, центральное кольцо и дополнительные кольца, а также равноудаленность дополнительных колец от центрального позволяют обеспечить сбалансированную поддержку корпуса, исключая возможность перекоса. Наличие шести рычагов, расположенных равноудаленно от центра, обеспечивает разжимание устройства внутри участка трубы в двух сечениях, тремя точками опирания в каждом сечении. При полном опирании первой тройки рычагов в более узком сечении участка трубы, вторая тройка рычагов, за счет подвижного в осевом и радиальном направлениях центрального кольца, имеет возможность продолжать разжиматься до полного опирания устройства в более широком сечении. При этом устройство компенсирует незначительные неровности внутреннего пространства участка используемой трубы.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает самостоятельное центрирование без вспомогательных элементов и повышает точность центрирования.
Самоцентрирующееся устройство позиционирования оси с закрепленным лазерным целеуказателем может использоваться в мостостроении для проецирования осей вант, анкерных тяг, тросов-подвесок, имеющих свое начало в направляющих трубах и каналах, расположенных в теле пилона, балке жесткости, арочной ферме, в конечные точки крепления на пролетном строении. Так, поместив самоцентрирующееся устройство позиционирования оси (Фиг. 3) в направляющую трубу 10, установленную в арочной ферме 11, можно спроецировать ось трубы 10 на пролетное строение моста 12 с целью точного монтажа на нем ответной направляющей трубы 13. Аналогично можно поместить самоцентрирующееся устройство позиционирования оси (Фиг. 4) в направляющую трубу 10, установленную в теле пилона 11, и спроецировать ось трубы 10 на пролетное строение моста 12 с целью точного монтажа на нем узла крепления вант 13.