Устройство термокомпенсации для стабилизации опорных точек Советский патент 1991 года по МПК H05K7/20 G12B7/00 

Изобретение относится к промышленному строительству, в частности к устройствам для компенсации изменений геометрических размеров, и может быть использовано в конструкциях узлов крепления изделий, например в опорах элементов, не допусканщих изменения положения в пространстве, вызываемого резкими колебаниями температуры.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей.

На фиг. 1 - изображено устройство термокомпенсации дня стабилизации опорных точек, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на Лиг. 3 - подшипниковый узел двухрычажной пары фермы; на фиг. 4 - схема к определению длин термокомпенсирующих элементов устройства термокомпенсации для стабилизации опорных точек.

Устройство термокомпенсации для стабилизации опорных точек содержит несущий стержень 1 термокомпенсирующего элемента, насадку 2, стержень 3, узел крепления 4, стержни 5 и 6, подшипниковый узел соединения 7, опоры 8 и 9, расположенные группами, упоры 10, опорную площадку 11, фиксаторы 12 насадки 2.

Подшипниковый узел соединения 7 содержит корпус 13 подшипника и направляющие качения 14.

Насадка 2 представляет собой универсальную подвижную конструкцию, устанавливаемую на несущий стержень 1, например на ствол серийно изготовляемых железобетонных свай различных марок. Крепление насадки 2 к несущему стержню 1 выполняется с помощью нескольких специальных фиксаторов 12, обеспечивающих их жесткое соединение на заданном уровне. Устройство содержит дополнительные стержни 15 и 16, подшипниковый узел соединения 17, опорную площадку 18, симметричные относительно основной фермы.

Для привода двухрычажных симметричных пар, расположенных на противолежащих боковых рабочих поверхностях насадки 2, используются стержни 3, выполненные из материала с коэффициентом линейного температурного расширения, большим коэффициента линейного температурного расширений несущего стержня 1 и жестко связанные с ним в верхней части с помощью узла крепления 4. На боковой рабочей части

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

стержня 3 установлен ряд последовательно расположенных упоров 10, используемых в зависимости от положения насадки 2 на несущем стержне 1. Установка изделия, подлежащего термостабилизации, осуществляется на опорные площадки 11, жестко связанные со стержнем 6 соответствующей двухрычаж-. ной пары. В свою очередь, привод стержня 6 осуществляется стержнем 5 через подшипниковый узел соединения 7.

Наличие нескольких опор 8 и 9, расположенных горизонтально и вертикально соответственно, позволяет переставлять стержни 5 и 6, добиваясь требуемой точности термокомпенсации в зависимости от условий эксплуатации.

Длины элементов устройства термокомпенсации, а именно, длина несущего стержня 1, длина стержня 3, длины стержней 5 и 6 каждой двухрычажной пары, а также координаты места положения опор 8 и 9, при известных коэффициентах линейного температурного расширения несущего стержня 1 и v стержня 3 „связаны между собой следующим соотношением (фиг. 4):

y-1)(U-1)() +

Ь I ОС X, Х

+ -- 1,

х2 где 1 - длина стержня 3 от места

крепления свободного конца стержня 3 на несущем стержне 1 до упора 10, связанного со стержнями 5, м; L - общая длина несущего стержня

1, м;

- коэффициент линейного температурного расширения стержня 3;

рЈ - коэффициент линейного температурного расширения несущего стержня 1, причем, 1| - длина стержня 5, м; 1-2. длина стержня 6, м; х( - расстояние от стержня 3 до

опоры 8, на которой установлен стержень 5, м; х. - расстояние от стержня 3 до

опоры 9, на которой установлен стержень 6, м.

Для обеспечения относительного перемещения стержней 5 и 6 применен подшипниковый узел 7. Конструкция соединения предусматривает свободное перемещение стержня 6 относительно

Р

3 1ft j

стержня 5 (внутри корпуса 13 по направляющим качения 14), возникающее вследствие работы рычажной системы.

Устройство термокомпенсации для стабилизации опорных точек работает следующим образом.

После установки и крепления несущего стержня 1 производится установка .насадки 2 на его верхнюю часть в соответствии с известной высотой расположения термостатируемого элемента, опирающегося на опорные площадки 11, 18. В зависимости от соотношения длины несущего стержня подверженной влиянию внешней температуры, и длины стержня 3, тоже подверженного влиянию внешней температуры, а .также учитывая коэффициент их линейного температурного расширения, производится установка стержней 5, 15и6, 16 на соответствующие опоры 8 и 9, характеризующиеся различной зависимостью итоговой величины перемещения опорных площадок 11, 11а от воздействия стержня 3 относительно подвижной насадки 2. Соответствующий упор 10 стержня 3, жестко укрепленного верхним концом к несущему стержню 1 в узле крепления 4, вводится в зацепление со стержнями 5,15 двухры- чажных пар. На опорные площадки 11,18 устройства термокомпенсации производится установка изделия, не допускающего в процессе эксплуатации возможных колебаний, вызываемых изменением внешней температуры.

Неизменность положения опорных площадок 11 достигается тем, что вертикальное перемещение несущего стержня 1, вызванное колебаниями температуры, компенсируется вертикальным перемещением стержня 3, осуществляемым во взаимно противоположных направлениях.

В процессе перемещения, стержень 3 через упор 10 воздействует на стержни 5,15, заставляя менять их свое положение, приводящее к повороту относительно опор 8. Данное изменение положения стержней 5,15 приводит к соответствующему изменению положения стержней- 6,16, заключающемуся в пропорциональном повороте относительно опор 9, и, как следствие, перемещению опоры площадок 11, 18. Поскольку все изменения длины несущего стержня 1, стержня 3, а также повороты стержней 5,15 и 6,16 происходят одно7646

временно, положение опорных площадок 11,18, а следовательно, термостати-- руемого элемента в целом, остается неизменным.

Формула изобретения

1. Устройство термокомпенсации для

JQ стабилизации опорных точек, содержащее термокомпенсирующие элементы, выполненные из материалов с разными коэффициентами термического линейного расширения в виде разнодлинных

15 несущего стержня и системы стержней, которые последовательно соединены между собой своими концами с образованием расположенной на несущем стержне в плоскости воздействия темпера20 турных деформаций фермы, опорные площадки, размещенные на ферме, и подшипниковый узел соединения, о т л и- чающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения

25 эксплуатационных возможностей, несущий стержень снабжен подвижной насадкой с расположенными на ее рабочей поверхности группами опорами, которая установлена ка несущем стержне с

30 возможностью жесткэго крепления на нем на разных уровнях вдоль него, стержень одного из термокомпенсирую- щих элементов с большим коэффициентом линейного температурного расши-

35 рения, чем коэффициент линейного температурного расширения несущего стержня, снабжен упорами, жестко, и равномерно закрепленными на нем, на одной его части длины - на рабочей 40 части со стороны одного его конца, размещен на несущем стержне и жестко соединен с ним своим другим свободным концом, а своей рабочей частью размещен на рабочей поверхности по-

45 движной насадки несущего стержня, а ферма образована соединенными между собой одними своими концами посредством подшипникового узла соединения стержнями, установленными на

50 одних из опор соответствующих групп опор рабочей поверхности подвижной насадки с возможностью взаимодействия их свободных концов с одним упором стержня с упорами и с опорной

55 площадкой соответственно с образованием двухрычажной пары, причем координаты места расположения опор на подвижной насадке, длины несущего стержня, стержня с упорами и стержней двухрычажной пары фермы находятся в следующей зависимости

ar(e.mu muik-1K u.1f

2,

где 1 - длина стержня с упорами от

места крепления его свободного конца на несущем стержне до его упора, связанного с соответствующим стержнем двухрычажной пары, м;

L - общая длина несущего стержня, MJ

,0Ј - коэффициенты линейного температурного расширения стержня с упорами и несущего стержня соответственно, при этом :

р

ными основным группам опор, причем дополнительные группы опор закреплены на рабочей поверхности подвижной

насадки симметрично соответствующим им основным группам опор относительно геометрического центра рабочей поверхности подвижной насадки, а стержни дополнительной фермы стержней.

установлены на соответствующих симметричных основным опорам дополнительных опорах рабочей поверхности подвижной насадки, симметрично соответствующим им стержням основной фер5 мы относительно рабочей части стержня с упорами с возможностью взаимодействия их свободных концов с дополнительной установочной площадкой и с одним упором стержня с упорами соот0 ветственно с образованием дополнительной двухрычажной пары.

Изобретение может быть использовано в промышленном строительстве в .конструкциях узлов крепления изделий, не допускающих изменения их по-- ложения в пространстве при резких колебаниях температуры. Цель - повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей - достигается тем, что в устройстве несущий стержень (НС) 1 термокомпенсирующего элемента имеет подвижную насадку 2 с опорами 8,9 на рабочей поверхности. Упоры 10, последовательно расположенные на боковой поверхности стержня 3, позволяют жестко крепить подвижную насадку 2 на разных уровнях НС 1. Установка изделия, подлежащего термостабилизации, осуществляется на опорные плотдадки 11, жестко связанные со стержнем 6 соответствующей двух- рычажной пары. Привод стержня осуществляется стержнем 5 через подшипниковый узел 7 соединения. Коэффициент линейного расширения материала стержня больше, чем у материала несущего стержня 1. 2 з..п. ф-лы, 4 ил. с SS / 05 GO 1 С& Ј

х„ .

/

18

/7

Фиг. Z

r/f ffSf r/f-fff SrSfiV /Јbir/f f//V

Фиг. 4