此种恒力弹簧支吊架主要由固定外壳、中间转体、弹簧三部分组成。此外,尚有负荷调整器、转体位移指示器、转体限位器等附件。
固定外壳固定在吊架生根结构上。而中间转体支撑在其上,并可绕A轴转动。弹簧合也支撑在固外外壳上,且可绕D轴转动。
中产转体上有若干个吊杆孔B,可根据热位移大小选用其中一个。AB距离越大,允许热位移就越大。B孔上挂着吊杆,吊杆上有花兰螺丝,吊架调整时可用它调整吊杆长度。
弹簧力作用在转体的C点,AC距离可借助负荷调整器进行调整,AC距离越大吊架荷重就越大。
转体在吊杆力(吊架荷重)和弹簧力共同作用下,按力矩本平衡原理工作。
H1恒力弹簧支吊架是按力矩平衡原理工作为,图32是工作原理分析图。
转体上作用有2个力,一个是吊杆荷重W,另一个是弹簧力P。它们对A轴的力矩大小相等方向相反。
W;AB;Sin R=P;h(31)
Δ在ABC中,根据正弦定理:
Sin T/CK=Sin D/AC,而Sin D=h/AD (32)
弹簧力 P=P;F(33)
式中 P为弹簧刚度(公斤/毫米);
F为压缩值(毫米)
将(32)式、(33)式代入(31)式得:
W;AB;Sin R= P;F;AC;AD;Sin T/CD(34)
恒力弹簧支吊架结构上可制成LR=LT,这只是LS=LU即可。因为LR=LU+Lβ,LT=LS+β ,H1型吊架中, LS=LU=60˚。
使用时,可作到F=CD。
于是(34)式变为:
W= P;AC;AD/AB(35)
(35)式右面是与热位移无关的常数,故吊架荷重W将不随热位移而变保持恒力弹簧支吊架。
转体转动范围是AB轴线在xx轴(即水平线)上下30˚范围。由图33可知,此种吊架允许热位移值为:
当热位移向上时,AB轴线需靠近下偏30˚位置安装;热位移向下时,AB轴线需靠近上编30˚位置安装;如果吊架的允许热位移值有较大富裕量时,AB轴线也可安装在中间某一位置。
恒力弹簧支吊架弹簧安装压缩值,必须以F=CD的原则确定。因为转体在不同安装位置时CD值不相同,故弹簧安装压缩值也就不同。使用时,只要安装时满足F=CD,热位称时仍可保持两者相等。因为热位移时CD的变化量等于弹簧压缩值的变化。
下面分析一下,恒力弹簧支吊架安装压缩值不等于CD时,对恒力弹簧支吊架荷重和恒力特性的影响。
由(34)式可得出:
W=WH;F/CD(37)
式中:WH为(25)式表示的荷重,即F=CD时为设计荷重。
如果F≠CD,则安装荷重F/CD成比例的发生偏差。F
荷重随热位移变化情况如下(即恒力特性):
设F=CD-Z。Z为CD与F的差值,结构上决定了Z不随热位移而变。则:
W=WH;F/CD=WH;(CD-Z)/CD=WH;(1-Z/CD) (38)
dw=WI-W安=WH ;(1-Z/CDI-1+Z/CD安)=WH;Z;(CDI-CD安)/(CDI;CD安)
= WH;Z;(d CD/ CDI;CD安)
式中 dw为热位移时荷重变化量;
WH 为设计荷重;
WI 为工作时荷重;
Wj 为安装时荷重;
Z为CD与F的差值;
CDI 和CD安 为恒力弹簧支吊架在工作状态(热态)和安装状态(冷态)时的CD的值。
因Z和CD值都可正可负,故荷重随热位移变化,有四种可能。
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