[实用新型]新型变力碟形弹簧支吊架

说明书

本实用新型属机械工程领域。

本实用新型是一种新结构变力碟形弹簧支吊架，它用于发电厂汽水管道或锅炉设备等在受热后产生位移时需要有垂直方向位移的支吊点上。

现行已知的技术，一般均采用园柱形螺旋压缩弹簧作为储能部件制成变力支吊架。其主要的缺陷是支承载荷受到弹簧材料与技术上的限制，不能承受大于22吨以上的载荷。现行国家标准中所载的变力支吊架的最大支承力为217384N(约相当于22吨)，超过此值的变力支吊架已无法制造。鉴于工程上的需要，大于22吨的变力支吊架可以采用碟形弹簧制造。但是由于碟形弹簧所具有的刚度大、变形量小的特性以及为了满足支承载荷变化率V≤25％的要求，需用的碟形弹簧数量较多，使得一般采用碟形弹簧制成的变力支吊架不能充分发挥弹簧的能量，因而效率低下，成本较高，造成浪费。这是一个长期以来一直未能突破的难题。

本实用新型的目的在于采用一种新型的结构，提高变力碟簧支吊架的效率，实现支承载荷大、成本降低的目的。

本实用新型采用取如下的技术方案：在一个钢制壳体内的下部放置碟形弹簧组，在碟形弹簧组的上方设置一套对称的杠杆机构，杠杆机构的上方设有支承压板以承受工作载荷。按照力矩平衡的原理，杠杆机构将较小的碟簧变形量改变为较大的工作位移量，从而合理地利用碟形弹簧组刚度大，变形量小的特性，使其通过杠杆的转换以后获得刚度减小、变形量增大的性能。

下面以附图和实例对本实用新型作详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图，系实施例之一。图中W代表被支承物的重力载荷。

图2为图1中的外杠杆工作原理图。图中O为主轴轴心，它是杠杆旋转运动的中心；P_Z为支承载荷、A为杠杆承受支承载荷的中心点：P_D为碟形弹簧力、B为杠杆承受碟簧弹力P_D的中心点，θ为杠杆装配后AO连线对水平面的初始夹角。

由图1可见，本实用新型由钢质壳体1，支承压板2，内杠杆3，外杠杆4，主轴5，碟簧压板6，碟形弹簧7，主轴支架8，载荷拉杆9构成。其工作原理如下：

将壳体底面固定于工作现场的钢梁上，被支承的管道(或设备)用载荷拉杆9连结，悬吊在设定的位置。此时工作载荷即经由支承压板2传至内外杠杆3及4，杠杆3及4受力后将绕固定于主轴支架8上的主轴旋转，使载荷拉杆产生垂直方向的位移，同时杠杆3及4将载荷力经碟簧压板6传至碟形弹簧组7，使后者产生轴向变形。碟形弹簧组7在装配时已按设计要求予先压缩而储有一定能量，此能量所产生的碟簧力矩M_D正好与被支承物所需的支承力矩M_Z相平衡，即M_Z＝M_D………(1)关于力矩M_Z与M_D的构成详见后述特征部分。

碟形弹簧组的作用是：当载荷拉杆产生向下位移运动时，弹簧组受压缩而变形；当载荷拉杆产生向上位移运动时，弹簧组则以所储能量回弹伸长，从而保持被支承物处于恰当位置。

由于碟形弹簧的弹力P_D是跟随簧片的轴向变形f的变化而变化的，当变形量f增大时，P_D也增大，同时碟簧力矩M_D也相应增大；反之则均减小。由式(1)可见，当M_D变化时，M_Z也发生同样的变化，所以支承力P_Z也发生变化，从而P_Z与实际被支承物的重力载荷W之间发生差值，此差值的范围按照国家标准用一个变化率V来限定，即：V＝|P_Z-W/2|/P_Z×100％≤25％    ……………………………(2)

由于支承力P_Z与被支承物的重力W不完全一致，它允许有限定范围的变化所以此类支吊架称为变力支吊架。

本实用新型的特征在于在碟形弹簧组与碟簧压板的上方设置一对并联的内杠杆3与一对并联的外杠杆4，两对杠杆的位置与载荷拉杆的中心线对称。杠杆的上端承受由支承压板2传来的工作载荷P_Z，其下端则承受由碟形弹簧组7传来的弹簧力P_D。参见图2(图2以外杠杆为例，内杠杆的原理相同)杠杆上端的受力中心为A点，下端的受力中心为B点，O为主轴中心。杠杆的力矩平衡关系为：