Устройство для уравновешивания раскрывающейся части разводных мостов Советский патент 1936 года по МПК E01D15/06 

В устройствах для уравновешивания раскрывающейся части разводных мостов применяются противовесы, которые движутся по принудительной траектории, построенной на основании расчета равновесных состояний основных действующих сил. Если раскрывающаяся часть вращается вокруг неподвижной оси, то траекторией движения противовеса будет синусоида или, точнее/ кардоида (фиг. 1).

Предлагаемое устройство для уравновешивания раскрывающейся части разводных мостов дает возможность для какого угодно закона изменения уравновешивающего усилия достигнуть требуемых условий равновесия, применяя противовес постоянного веса и заставляя его подниматься и опускаться по вертикали, что дает компактность установки и простоту конструкции подъемных механизмов.

На чертеже фиг. 1-5 для выяснения требуемых условий равновесия при предлагаемом устройстве изображают катящееся под действием определенных сил по наклонной плоскости тело при нескольких комбинациях действующих сил; фиг. б-8 схематически изображают элементы предлагаемого устройства в виде спереди, сбоку и сверху; фиг. 9 и 10- то же в сочетании с раскрывающейся частью моста в видеспереди и сбоку.

Указанные свойства предлагаемого устройства достигаются следующим образом.

1. Представим себе тело А (фиг. 2), скользящее или катящееся по кривой поверхности а-а и находящееся Ъод действием сил Q, Z и /, где Q -- есть вес тела (противовеса), Z - у)авновещиваемое усилие тяги, / - реакция опоры, направленная нормально к элементу площадки.

Для равновесия тела необходимо, чтобы многоугольник сил замкнулся (фиг. 2) и таким образом, известные величины Q и Z определяют величину и направление неизвестной силы R. Если Q мы примем постоянным, а закон изменения силы Z нам известен, то для каждого момента движения мы можем построить многоугольник сил и определить направление нормали и траектории, иными словами, мы можем построитьтраекторию, движение по которой груза Q заданной величины будет в любой момент удовлетворять условию равновесия. Если те перь эту траекторию мы обернем вокруг цилиндра и заставим груз А скользить по ней с сохранением направления приложенной к нему силы Z или, наоборот, заставим вращаться цилиндр а груз А опускаться вертикально, то положение дела не изменится и равновесие системы в любой момент будет сохранено.

Однако, непосредственное прикрепление тяги Z к противовесу с соблюдением неизменно горизонтального ее направления было бы конструктивно неудобно и потому тягу Z лучше укрепить на барабане, непосредственно связанном с вращающимся цилиндром. В этом случае условие равновесия, системы несколько изменится и потребуется введение некоторой новой силы. ,

Рассмотрим то же положение груза А, если сила Z не приложена к нему непосредственно (фиг. 3). Находясь под действием только сил Q и тело А не будет в равновесии и для достижения равновесия необходимо приложить к нему еще некоторую силу г, которая замкнет треугольник сил (фиг. 36). Такой силой может быть реакция вертикальной направляющей, по которой будет скользить, опускаясь, груз Л. Однако, и в этом случае равновесие в каждый момент движения будет существовать только при условии, если опора, т. е. траектория неподвижна; при вращающемся же цилиндре горизонтальная составляющая реакции R будет стремиться повернуть цилиндр. Противодействовать этому стремлению мы заставим силу Z, т. е. уравновещиваембе усилие тяги, которую мы укрепим на барабане и которая будет стремиться повернуть (фиг. Зб) цилиндр в обратную сторону. При опускани груза тяга будет навиваться на барабан и тем осуществлять раскрывание крыла. Так как закон изменения силы Z нам известен, а величинами Q и г мы можем задаться по собственному желанию, то всегда может быть построена траектория с конструктивно удобным направлением витков. Конструкция будет иметь вид, показанньш на фиг. б и 7.

2. Если тягу, раскрывающую крыло, перекинуть через блок и прикрепить непосредственно к противовесу, т. е. не навивать ее на барабан, а заставить оцускат.ься вместе с противовесом, то картина равновесия будет следующая: груз А будет находиться под действием трех сил - Q, / и Z (фиг. 4), где опять таки Q есть вес противовеса, Z- усилие тяги, направленное вертикально вверх, и R - реакция опоры. При неравенстве сил Q и Z равновесия не будет и для его достижения необходимо приложить еще некоторую силу г, которая замкнула бы многоугольник сил (фиг. 46). Этой силой, так же как и в предыдущем случае, может быть реакция вертикальной направляющей. Если траектория неподвижна, то равновесие достигнуто, если же она навита на вращающийся цилиндр, то горизонтальная составляющая реакции R будет сремиться повернуть цилиндр. Вращающий момент может быть уравновешен приложением равной и противоположной ей силь р, которая будет стремиться повернуть цилиндр в обратную сторону. Силу р можно представить себе в виде груза постоянной величины, подвешенного на гибкой нити, навивающейся на цилиндр в верхней его части. Движение этого груза будет обратное движению противовеса Q. Величина груза зависит от величины и направления реакции R и может быть выбрана нами по желанию. Конструкция примет вид, показанный на фир. 7.

3. Если связь между раскрывающимся крылом и противовесом сделать такой же, как только что было описано, т. е. прикрепить тягу с одной стороны к крылу, а с другой, перекинув чере блок, к противовесу, но. траекторию, навитую на цилиндр, сделать неподвижной, заставив противовес опускаться вертикально, опираясь на вращающуюся гайку, надетую на цилиндр, то картина равновесия опять изменится и примет следующий вид: телом А, скользящим по траектории и находящимся под действием сил Q, Z и /, будет в данном случае гайка (собственным весом ее мы пренебрегаем), силы же Q, Z и / будут те же, что и выще: вес противовеса, усилие тяги и реакция опоры (фиг. 5).. Многоугольник сил (при неравенстве сил Q и Z) не будет замкнут и, следовательно, гайка не будет находиться в равновесии. Для достижения равновесия необходимо приложить некоторую силу р (фиг. 56), численная величина которой будет равна горизонтальной составляющей реакции /. Конструктивно она межет быть представлена в виде добавочного груза, прикрепленного на гибкой нити, навивающейся на тело самой гайки.

При опускании противовеса гайка будет вращаться, следуя за нарезкой

траектории, а груз р будет подниматься, навиваясь на гайку. Величина этого груза, так же как и в предыдущем случае, может быть выбрана нами по желанию. Конструкция будет иметь вид, показанный на фиг. 8 и 10.

Для всех трех вариантов навивание траектории на цилиндр конструктивно может быть осуществлено или в виде желобка (в одну или несколько ниток), вырезанного в плотном геле цилиндра (вала), или в виде выступающего ободка (рельса), по которому скользила бы опорная часть противовеса. Во втором случае, при более или менее значительном диаметре, цилиндр может быть полым или даже представлять собой жесткий каркас из ряда уголков, образующих цилиндрическую поверхность.

Цилиндры, которых с каждой стороны должно быть по два,, располагагаются на устоях или на быках, в непосредственной близости от разводной части; высота их в первом варианте должна быть равна, примерно, высоте раскрытого крыла, а во втором и третьем - соответствовать длине тяги от точки прикрепления к крылу до блока.

Противовес может представлять собой тяжелую раму или железобетонную балку, во всю ширину моста опирающуюся по концам на направляющие цилиндров.

Механизм, работа которого сводится к преодолению вредных сопротивлений и сил инерции и заключается во вращении цилиндра (или гайки), будет представлять собой электродвигатель /, действующий через спаренный вал 2 на конические зубчатки 3, насаженнные на оси цилиндров (фиг. 9), и может быть расположен для первых двух случаев на быке под проезжей частью моста (фиг. 9), а в третьем случае, при неподвижном дилиндре и вращающейся гайке, в теле противовеса (фиг. 10).

Предмет изобрет е н и я.

1. Устройство для уравновещивания раскрывающейся части разводных мостов при помощи противовеса, движущегося по принудительной траектории, построенной на основании расчета условий равновесия основных сил, отличающееся тем, что направляющая для хода противовеса при движении раскрывающейся части моста представляет собою винтообразный путь на боковой поверхности цилиндра, нанесенный таким образом, чтобы линия пути, будучи развернутой, совпадала с теоретически вычисленной плоской траекторией противовеса.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что, для ггрйведения в движение раскрывающейся части моста, цилиндр у сообщается от двигателя вращательное движение с той целью, чтобь противовес перемещался вертикально в направляющих боковьтх стойках, причем гибкая тяга, идущая от раскрывающейся части моста, навивается в направлении, обратном движению цилиндра, на барабан, жестко связанный с цилиндром.

3.Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что тяга, идущая от раскрывающейся части моста, перекинутая через блок, прекрепляется непосредственно к противовесу, а дпя уравновещивания горизонтальной составляющей реакции применен груз, подвешенный на ги-бкой нити, навивающейся на цилиндр и перемещающейся в направлении, обратном противовесу.

р 4. Форма выполнения устройства по п.. 1, отличающаяся тем, что цилиндр выполнен неподвижным, будучи закреплен по своим торцам, а противовес перемещается по своей спиральной направляющей при помощи промежуточной вращающейся гайки, причем тяга, перекинутая через блок, прикреплена непосредственно к противовесу, а для уравновешивания силы, стремящейся повернутьгайку, применен груз, укрепленный на гибкой нити, навивающейся на тело гайки.