CN102777693A - 一种自适应恒力弹性支撑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应恒力弹性支撑系统，属于管线输送支撑技术领域。该系统包括安装在弹簧压板与可升降顶板之间的支撑弹簧，所述支撑弹簧压板的下端与周向约束的螺母固连，所述螺母与轴向约束的螺杆构成螺旋副，所述螺杆与支撑在所述底板上的蜗轮同轴连接，所述蜗轮与伺服电机驱动的蜗杆啮合；所述弹簧压板的上端与所述顶板之间装有压力传感器，所述压力传感器的信号输出端通过控制电路接所述伺服电机的受控端，用以根据顶板所受载荷调控伺服电机转向与转角，进而调控支撑弹簧预紧力。采用本发明后，无论外界工况如何变化，均可以使弹性支撑力自动维持在设定的载荷控制精度范围内，从而切实实现恒力精确的弹性支撑效果。

Description

一种自适应恒力弹性支撑系统
技术领域
本发明属于管线输送支撑技术领域，涉及一种弹性支撑装置，尤其是一种自适应恒力弹性支撑系统。
背景技术
电力、石油、化工等管线输送均离不开恒力弹簧支撑系统，其典型结构可以参见各种弹簧支吊架。此类支撑系统虽然可以根据外界因素变化引起的位移，通过自身的机械结构，在一定精度范围内保持较为恒定的支撑作用力。但当外界因素影响引起载荷不确定变化时，系统载荷将无法控制，结果导致难以实现精确的恒力弹性支撑效果。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种自适应恒力弹性支撑系统，以实现无论影响因素如何变化均可以保持恒定弹性支撑力。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种自适应恒力弹性支撑系统，包括安装在固定底板与可升降顶板之间的支撑弹簧，所述支撑弹簧的下端与周向约束的螺母固连，所述螺母与轴向约束的螺杆构成螺旋副，所述螺杆与支撑在所述底板上的蜗轮同轴连接，所述蜗轮与伺服电机驱动的蜗杆啮合；所述支撑弹簧的上端与所述顶板之间装有压力传感器，所述压力传感器的信号输出端通过控制电路接所述伺服电机的受控端，用以根据顶板所受载荷调控伺服电机转向与转角，进而调控支撑弹簧预紧力。
初始安装时，通过控制伺服电机转向与转角，将弹簧预紧力调整到额定值，并设定载荷控制范围。当被支撑管线设备产生朝下位移时，支撑载荷逐步增大，支撑弹簧被压缩，如压力传感器感受到的载荷达到设定载荷控制范围上限值，则控制电路启动伺服电机，通过蜗轮蜗轮以及螺杆螺母机构松释弹簧，使载荷减小，直至载荷减小至额定值。反之，如果被支撑管线设备产生向上位移时，压力传感器可以通过控制电路启动伺服电机，带动蜗轮蜗轮以及螺杆螺母机构对支撑弹簧加压，直至载荷增加到额定值。
如果被支撑管线设备没有位移，而荷载由于某种原因发生变化，压力传感器同样可以按照上述原理，对支撑弹簧进行调节，从而达到调控载荷的目的。
随着我国以上工程领域大发展的需要，对恒力弹簧支撑系统提出了一种伺服控制恒力弹性支撑系统，它是一种可控、可视、载荷可重新设定的、精度高的恒力弹簧支撑系统。
由此可见，采用本发明后，无论外界工况如何变化，均可以使弹性支撑力自动维持在设定的载荷控制精度范围内，从而切实实现恒力精确的弹性支撑效果。
有益效果：与现有技术相比，本发明的自适应恒力弹性支撑系统，结构简单，设计巧妙，无论外界工况如何变化，均可以使弹性支撑力自动维持在设定的载荷控制精度范围内，从而切实实现恒力精确的弹性支撑效果，具有很好的实用性。
附图说明
图1是自适应恒力弹性支撑系统的第一种结构示意图；
图2是图1的局部剖视图；
图3是自适应恒力弹性支撑系统的第二种结构示意图；
图4是图3的局部剖视图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明做进一步的说明。
如图1和图2所示，第一种结构形式的自适应恒力弹性支撑系统，主要由外壳1、圆柱形螺旋弹簧2、蜗轮3、蜗杆4、伺服电机5、减速机6、螺杆7、电器控制柜8、压力传感器9、支撑柱10、顶板11、底板12、弹簧压板13、压板14、传感器压板15等组成。外壳1安装在底板12上，圆柱形螺旋弹簧2安装在弹簧压板13上，蜗轮3安装在弹簧压板13下，蜗轮3上设有蜗杆4，蜗杆4上也垂直设有螺杆7，螺杆7上安装弹簧压板13，压板14上设有压力传感器9，压力传感器9上依次安装传感器压板15、支撑柱10和顶板11，外壳1外设有电器控制柜8，外壳1上另设有伺服电机5，减速机6、减速机6带动蜗杆4转动。电器控制柜8上设有数据显示屏和载荷设定控制按纽等电器控制设施。圆柱形螺旋弹簧2根据载荷大小可并排设置为1个或多个。圆柱形螺旋弹簧2也可用碟簧组。支撑柱10可设置为1根或多根。
如图3和图4所示，第二种结构形式的自适应恒力弹性支撑系统，主要由外壳1、圆柱形螺旋弹簧2、液压装置18，伺服电机19、螺杆7、电器控制柜8、压力传感器9、支撑柱10、顶板11、底板12、弹簧压板13、压板14、传感器压板15等组成。整个部件安装在外壳1内，外壳1安装在底板12上，圆柱形螺旋弹簧2安装在底板12上，弹簧压板13设在圆柱形螺旋弹簧2上，弹簧压板13下设有液压装置18，伺服电机19带动液压装置18，压板14上设有压力传感器9，压力传感器9上安装传感器压板15、支撑柱10和顶板11，外壳1外设有电器控制柜8，外壳1上另设有伺服电机5，电器控制柜8上设有数据显示屏和载荷设定控制按纽等电器控制设施。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种自适应恒力弹性支撑系统，包括安装在固定底板与可升降顶板之间的支撑弹簧，其特征在于：所述支撑弹簧的下端与周向约束的螺母固连，所述螺母与轴向约束的螺杆构成螺旋副，所述螺杆与支撑在所述底板上的蜗轮同轴连接，所述蜗轮与伺服电机驱动的蜗杆啮合；所述支撑弹簧的上端与所述顶板之间装有压力传感器，所述压力传感器的信号输出端通过控制电路接所述伺服电机的受控端，用以根据顶板所受载荷调控伺服电机转向与转角，进而调控支撑弹簧预紧力。
2.根据权利要求1所述的自适应恒力弹性支撑系统，其特征在于：所述蜗轮蜗杆可用液压装置替代。
3.根据权利要求1所述的自适应恒力弹性支撑系统，其特征在于：所述弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧或碟型弹簧。
4.根据权利要求1所述的自适应恒力弹性支撑系统，其特征在于：所述弹簧根据载荷大小可并并排设置为1个或多个。
5.根据权利要求1所述的自适应恒力弹性支撑系统，其特征在于：所述所述支撑柱10可设置为1根或多根。
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