力平衡式高精度大行程恒力弹簧支吊架的制作方法

本实用新型涉及一种管道输送技术，尤其是一种管道支撑装置，具体地说是一种力平衡式高精度大行程恒力弹簧支吊架。

背景技术：

众所周知，化工、炼钢、发电等行业中需要建设大量的热力管道，在设备运行中热力管道会因为热膨胀而发生位移，为了避免管道热位移产生的反作用力对整个管道系统和管道支撑体系产生破坏，就需要采用恒力弹簧支吊架对关键设备和重要管道进行悬吊或支撑，即使管道位移发生变化，都可以获得恒定的悬吊力或支撑力。现有的恒力弹簧支吊架大多采用杠杆或重锤式滑轮形式，在竖直移动过程中伴随着侧向偏移，给支撑的设备和管道带来侧向的附加应力，对承载结构不利。此类产品的位移行程最大200-300mm，恒定度在6%以上，无法满足需要高精度、大行程恒力弹簧支吊架的工作场合。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的吊架存在会产生侧向力和位移行程小及恒定度超过6%的问题，设计一种无侧向力、行程大和恒定度低的力平衡式高精度大行程恒力弹簧支吊架。

本实用新型的技术方案是：

一种力平衡式高精度大行程恒力弹簧支吊架，其特征是它包括固定框架2、主弹簧10、主弹簧导向筒3、调整螺栓18、负载管26、主弹簧压板11、辅簧支架4、并联辅簧27、辅簧压板12、辅簧螺栓13、辅簧转轴15、刀形凸轮16、凸轮转轴20和导向滚轮组件23，所述主弹簧导向筒3通过调整螺栓18安装在固定框架2下部的中心位置，主弹簧10套装在负载管26上并安装在主弹簧导向筒3内，主弹簧10通过负载管26顶部的主弹簧压板11固定，所述导向滚轮组件23固定安装在主弹簧压板11上，所述固定框架2内部的左右两侧分别安装一对并联辅簧27，每对并联辅簧27由两个相同的辅簧组成，并通过辅簧支架4和辅簧压板12固定，所述辅簧压板12上安装有辅簧螺栓13，辅簧螺栓13的前端安装有辅簧转轴15，所述刀形凸轮6通过辅簧转轴15与辅簧螺栓13铰接，所述刀形凸轮为一套两件，对称布置在主弹簧的两侧，刀形凸轮的下端通过凸轮转轴20铰装在固定框架2上，刀形齿轮的上端与导向滚轮组件23中的导向滚轮31相抵并能在导向滚轮的带动下作以凸轮转轴20为中心摆动。

所述刀形凸轮下部焊接有轴承座，凸轮转轴20安装在该轴承座中，轴承座的两端配作有聚四氟乙烯垫板33。

所述导向滚轮组件23中设置有锁定销34，锁定销34的两端配作尼龙隔套35。

本实用新型的有益效果：

1、选用配对制造的刀形凸轮、辅助弹簧，是本实用新型无侧向位移的关键，采用两个相同的辅助弹簧组成并联辅簧，保证大行程时刀形凸轮受力更加均匀稳定，从而达到恒定精度在5%以内的效果。

2、刀形凸轮下部轴承座的两端配作聚四氟乙烯垫板，降低了轴承座与固定框架之间的摩擦力，保证刀形凸轮在摆动时不发生侧偏。

3、导向滚轮组件中的锁定销两端配作尼龙隔套，用于保证导向滚轮上下移动时不发生侧偏及旋转。

附图说明

图1为本实用新型力平衡式大行程恒力弹簧支吊架结构示意图。

图2为本实用新型滚轮组件结构剖视图。

图3为本实用新型中刀形凸轮轴承座结构示意图。

图4为本实用新型工作原理图。

图中：2—固定框架、3—主弹簧导向筒、4—辅簧支架、10—主弹簧、11—主弹簧压板、12—辅簧压板、13—辅簧螺栓、14—辅簧圆筒、15—辅簧转轴、16—刀形凸轮、18—调整螺栓、20—凸轮转轴、23—导向滚轮组件、26—负载管、27—并联辅簧、31—导向滚轮、32—轴承座、33—聚四氟乙烯垫板、34—锁定销、35—尼龙隔套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-4所示。

一种力平衡式高精度大行程恒力弹簧支吊架，它包括固定框架2、主弹簧10、主弹簧导向筒3、调整螺栓18、负载管26、主弹簧压板11、辅簧支架4、并联辅簧27、辅簧压板12、辅簧螺栓13、辅簧转轴15、刀形凸轮16、凸轮转轴20和导向滚轮组件23，如图1所示，所述主弹簧导向筒3通过调整螺栓18安装在固定框架2下部的中心位置，主弹簧10套装在负载管26上并安装在主弹簧导向筒3内，主弹簧10通过负载管26顶部的主弹簧压板11固定，所述导向滚轮组件23固定安装在主弹簧压板11上，所述固定框架2内部的左右两侧分别安装一对并联辅簧27，每对并联辅簧27由两个相同的辅簧组成，并通过辅簧支架4和辅簧压板12固定，所述辅簧压板12上安装有辅簧螺栓13，辅簧螺栓13的前端安装有辅簧转轴15，所述刀形凸轮6通过辅簧转轴15与辅簧螺栓13铰接，所述刀形凸轮为一套两件，对称布置在主弹簧的两侧，刀形凸轮的下端通过凸轮转轴20铰装在固定框架2上，刀形齿轮的上端与导向滚轮组件23中的导向滚轮31相抵并能在导向滚轮的带动下作以凸轮转轴20为中心摆动。本实用新型的吊架外部由固定框架覆盖，力平衡机构的力传递过程全部在框架内实现。负载管26上套有主弹簧10，该主弹簧10通过负载管26顶部的主弹簧压板11固定，负载管26和主弹簧10安装在主弹簧导向筒3内，并位于固定框架2内部的中心位置；固定框架2的内部两侧，对称安装有一对辅簧支架4，每个辅簧支架4由两个并列的辅簧圆筒14和辅簧压板12组成，两个辅簧圆筒之间保持适当的距离，并联辅簧27套装在辅簧圆筒14上，并通过辅簧压板12固定，辅簧压板12的中心开设一螺纹孔，配合安装有辅簧螺栓13，辅簧螺栓13的前端安装有辅簧转轴15，刀形凸轮16的中部背面开设有安装座孔，辅簧转轴15通过该安装座孔将刀形凸轮16铰接在辅簧螺栓13上；所述刀形凸轮16为一套两件，对称布置在主弹簧10的两侧，刀形凸轮16下部设置一开孔轴承座32，通过凸轮转轴20安装在固定框架2上，并可以以凸轮转轴20为中心摆动。导向滚轮组件23固定安装在主弹簧压板11上，当有外力负载作用在负载管26上时，导向滚轮组件23带动主弹簧10受力压缩，主弹簧10的压缩方向与外部载荷处于同一轴线上；刀形凸轮16的正面曲线与导向滚轮组件23上的导向滚轮31相接触，导向滚轮31沿刀形凸轮16的正面曲线上下运动，压迫主弹簧10的同时，在运动的不同位置使得刀形凸轮16以凸轮转轴20为中心摆动一定的角度，并且使得两侧的并联辅簧27也被压缩或拉伸，此时主弹簧和并联辅簧在垂直方向上的力由于刀形凸轮正面曲线的特殊性而呈线性变化。

如图4所示，根据力的平行四边形原理，主弹簧10通过主弹簧压板11作用在负载管26上的力为F1，两对并联辅簧27通过导向滚轮31作用在负载管26垂直方向上的合力为F2，随着导向滚轮31沿着刀形凸轮16的曲线上下运动，F1与F2的大小随着行程呈线性变化，但F1与F2的合力F却在整个行程范围内保持一个恒定的值。具体来说，当导向滚轮31自行程起点自上而下运动时，主弹簧力F1在不断增大，方向向上，一对并联辅簧的合力F2在不断减小，方向也向上；导向滚轮31继续向下运动，到达全行程的50%处时，一对并联辅簧的合力F2为0，此时仅有主弹簧承担外力负载，且主弹簧力F1与F同值，方向向上；导向滚轮31再继续向下运动，主弹簧力F1继续不断增大，方向向上，一对并联辅簧的合力F2逐渐增大，方向向下，F1与F2的合力依然与F同值。所以在整个行程范围内，F1与F2的合力即负载管26对外输出的力F保持恒定不变。

如图2所示，导向滚轮组件23中的设置有锁定销34，锁定销34的两端配作尼龙隔套35，用于保证导向滚轮31上下移动时不发生侧偏及旋转。

如图3所示，刀形凸轮16下部焊接有轴承座32，轴承座32的两端配作聚四氟乙烯垫板33用于降低轴承座32与固定框架2之间的摩擦力，并保证刀形凸轮16在摆动时不发生侧偏。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。