一种井盖及其设计方法与流程

本发明涉及井盖，特别是一种井盖及其设计方法。

背景技术：

现有技术中，井盖盖板较重打开关闭困难，打开后人员出入时盖板存在瞬间掉落砸下关闭的可能，造成人员、物品损害。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种井盖及其设计方法，保证盖板可以在可打开角度范围内任意位置悬停。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种井盖，包括底座和盖板；所述盖板一侧设置有至少两个铰耳；所述铰耳套在底座的旋转轴上；所述旋转轴上安装有扭力弹簧；所述扭力弹簧的一个扭力脚与所述底座固定连接，另一个扭力脚与所述盖板固定连接。

所述扭力弹簧的常数k的计算公式为：k=(e*d⁴)/(1167*dm*p*n*r)；其中，e为线材的钢性模数；d为线径；dm为线材中径，dm=d0-d，d0为线材外径；n为扭力弹簧的总圈数；r为扭力弹簧负荷作用的力臂；p=3.1416。

所述扭力弹簧扭力力矩=k*r*cosα。

当盖板打开角度为α时，盖板向下的力矩=g*（l/2）*cosα；其中，l为盖板长度；g为盖板重力。

对于琴钢丝，e=21000；对于不锈钢丝，e=19400；对于磷青铜线，e=11200；对于黄铜线，e=11200。

所述铰耳通过轴承与所述旋转轴连接。

相应地，本发明还提供了一种上述井盖的设计方法，利用下式确定扭力弹簧的常数k，使得盖板在可打开角度范围内任意位置悬停：

g*（l/2）*cosα=k*r*cosα；

其中，α为盖板打开角度；l为盖板长度；r为扭力弹簧负荷作用的力臂。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明结构简单，可以保证盖板在可打开角度范围内任意位置悬停，通过助力弹簧助力可实现井盖的打开和关闭时在任意位置停止，不会瞬间掉落砸下，达到省时省力并且安全的目的，方便井盖检修和维护。

附图说明

图1为本发明井盖结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括底座1和盖板2；盖板2一侧设置有至少两个铰耳3；所述铰耳3套在底座1的旋转轴5上；所述旋转轴5上安装有扭力弹簧4；所述扭力弹簧4的一个扭力脚与所述底座1固定连接，另一个扭力脚与所述盖板2固定连接。

旋转轴安装在底座上，用螺栓安装在盖板上的铰耳安装在旋转轴上行成转动副。扭力弹簧穿在旋转轴上，其中一扭力脚搭接在底座上，另一扭力脚搭接在盖板上。

弹簧常数以k表示，当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm)。

e=线材之钢性模数：琴钢丝e=21000，不锈钢丝e=19400，磷青铜线e=11200，黄铜线e=11200。d=线径；do=外径；di=内径；dm=中径=do-d；n=总圈数；r=负荷作用的力臂；p=3.1416。

弹簧常数公式(单位：kgf/mm)：k=(e*d⁴)/(1167*dm*p*n*r)。

假设盖板长度为l，打开角度为α则盖板向下的力矩为g*（l/2）*cosα，弹簧扭力力矩为：k*r*cosα。

铰耳与旋转轴的连接采用轴承连接，铰耳与旋转轴的摩擦力矩可忽略不计。

g*（l/2）*cosα=k*r*cosα

当盖板重量及长度已知时，即可设计可使盖板在可打开角度范围内任意位置悬停的扭力弹簧。

本发明解决了现有技术中井盖难以开启，费时费力的技术问题。该装置包括井盖、底座和扭力弹簧助力机构，所述底座固定设置在地面上，所述盖板与所述底座转动连接，所述盖板与所述底座之间设有扭力弹簧机构，扭力弹簧助力所述盖板绕该转动连接处作定向翻转动作。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种井盖及其设计方法，井盖包括底座和盖板；所述底座一侧设置有至少两个铰耳；相邻两个铰耳通过旋转轴连接；所述旋转轴上安装有扭力弹簧。本发明结构简单，可以保证盖板在可打开角度范围内任意位置悬停，从而方便井盖检修和维护。

技术研发人员：陈宏博;苏可;王新良
受保护的技术使用者：湖南新光智能科技有限公司
技术研发日：2018.12.20
技术公布日：2019.03.19