RU2016336C1

RU2016336C1 - Supporting device

Info

Publication number: RU2016336C1
Authority: RU
Inventors: Э.П. Ажгиревич; Н.В. Трушковская
Original assignee: Специальное конструкторское бюро "Газстроймашина"
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: cantilever is hinged to a frame and is capable to rotate around vertical axis. One end of each pair of links is hinged to cantilever, and the other end - to a saddle-shaped member. Axes of these hinges are parallel to axis of hinge, that connects the links to each other. Planes, that are perpendicular to axes of hinges of each pair of links, are located at an angle to each other. A lodgement in the form of prism or baffle is mounted on the saddle member and is capable o rotate relatively to vertical axis. Longitudinal axis of symmetry of lodgement working surface is placed horizontally. A rotating seat is fixed on the saddle member. Mass centers of links are located axes of hinges, connecting them with the cantilever and the saddle member. EFFECT: device is used in lathes and machines. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к опорным устройствам, широко используемым в различных областях техники, в частности в конструкциях станков, инженерных сооружениях, бытовой технике, в транспортных машинах. The invention relates to supporting devices, widely used in various fields of technology, in particular in the construction of machine tools, engineering structures, household appliances, in transport vehicles.

Аналогами данного устройства могут служить подвижные опоры мостов и строительных конструкций, седельные устройства автомобильных седельных тягачей, железнодорожных тяжеловозных платформ, вращающиеся кресла, опорные ролики фортепьяно, поворотная направляющая шпинделя радиально-сверлильного станка и т.д. Все эти устройства, задавая и поддерживая постоянным уровень расположения над землей опирающихся на них тел (элементов конструкций, грузов), допускают задаваемые извне движения последних в горизонтальной плоскости. Например, седельное устройство автомобильного тягача, создавая опору передку полуприцепа, не препятствует складыванию автопоезда на повороте. Подвижная опора железнодорожного моста не препятствует смещению опорного узла фермы относительно быка при колебаниях длины фермы, вызываемых колебаниями температуры. Устройство роликов фортепьяно позволяет смещать инструмент в направлении прилагаемого усилия. The analogs of this device can be movable bearings of bridges and building structures, saddle devices of automobile truck tractors, heavy railway platforms, swivel chairs, piano support rollers, rotary spindle guide of a radial drilling machine, etc. All these devices, setting and maintaining a constant level of location above the ground of the bodies supported on them (structural elements, weights), allow the movements of the latter to be set from the outside in the horizontal plane. For example, the truck tractor’s saddle device, creating support for the front of the semitrailer, does not prevent the road train from folding in a bend. The movable support of the railway bridge does not interfere with the displacement of the support node of the truss relative to the bull during fluctuations in the length of the truss caused by temperature fluctuations. The device of the piano rollers allows you to shift the instrument in the direction of the applied force.

Указанные аналоги или не решают полностью всей задачи развязки опоры в нужных направлениях, либо неприменимы в ряде случаев, например, в конструкциях портативных устройств в силу своей сложности, веса или других конструктивных особенностей. В частности, они малопригодны в качестве опор, используемых при гибке в полевых условиях трубных отводов на портативных станках для холодной гибки труб в горизонтальной плоскости. Пpи такой гибке не опертый, висящий в воздухе конец трубной заготовки совершает движение, задаваемое пластической деформацией трубы в гибке, и в то же время способствует прокручиванию заготовки в станке. Наличие опоры, поддерживающей конец трубы на заданном уровне, сохраняет неизменной плоскость гибки, но опора должна отслеживать движение конца трубы - иначе она опрокинется (опора устанавливается обычно на грунт). В то же время создать опору, связанную с рамой станка - значит увеличить его габариты и массу до неприемлемых для полевой установки пределов. These analogs either do not completely solve the entire problem of decoupling the support in the right directions, or are not applicable in some cases, for example, in the designs of portable devices due to their complexity, weight or other design features. In particular, they are of little use as supports used in field bending of pipe bends on portable machines for cold bending of pipes in a horizontal plane. With such bending, the non-supported end of the pipe billet hanging in the air makes a movement determined by the plastic deformation of the pipe in the bend, and at the same time facilitates the rolling of the billet in the machine. The presence of a support supporting the end of the pipe at a given level keeps the bending plane unchanged, but the support must track the movement of the end of the pipe - otherwise it will tip over (the support is usually installed on the ground). At the same time, creating a support connected with the frame of the machine means increasing its dimensions and weight to unacceptable limits for field installation.

Известны решения задачи поддержки конца трубы при гибке - например, оно дано в патенте Франции N 1.5.15.898. Однако это решение сложно и, как можно судить, применения оно не нашло. Known solutions to the problem of supporting the end of the pipe during bending - for example, it is given in French patent N 1.5.15.898. However, this decision is difficult and, as you can judge, it has not found application.

Наиболее близким к предлагаемому решению является суппорт ("pipe support"), поддерживающий трубу при гибке, включаемый в комплект станков для холодной гибки, выпускаемых фирмой "Virax". Он состоит из основания, верхняя часть которого является кронштейном, на котором шарнирно закреплен седельный элемент, выполненный в виде желоба. Таким образом, суппорт, обеспечивая отслеживание угловых смещений конца трубы при гибке, его смещения в горизонтальной плоскости может отслеживать лишь за счет пробуксовки трубы по ложементу или за счет скольжения основания по опорной поверхности (грунту), что чревато опрокидываниями. Closest to the proposed solution is a support ("pipe support"), supporting the pipe during bending, which is included in the set of cold bending machines manufactured by Virax. It consists of a base, the upper part of which is a bracket on which a saddle element made in the form of a gutter is pivotally fixed. Thus, the support, providing tracking of the angular displacements of the end of the pipe during bending, can only track its displacements in the horizontal plane only by slipping the pipe along the lodgement or by sliding the base along the supporting surface (soil), which is fraught with tipping over.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, присущего прототипу, путем обеспечения свободного отслеживания не только угловых, но и линейных смещений конца трубы. Поскольку возможное применение устройства не ограничивается трубогибочной техникой, более широко целью изобретения является создание опорного устройства, свободно отслеживающего заданные извне движения опираемого тела в горизонтальной плоскости, то есть не создающего ощутимых горизонтальных реакций и реактивных моментов при воздействиях на седельный элемент. Сущностью изобретения является то, что, в отличие от прототипа, седельный элемент опорного устройства отделен от кронштейна, закрепленного на основании, и соединен с ним звенно-шарнирной системой, обеспечивающей свободное смещение по горизонтальной прямой седельного механизма, что, наряду с шарнирным сочленением кронштейна с основанием и седельного элемента с ложементом или другим узлом, через который вертикальное усилие передается на седельный элемент, обеспечивает полную развязку опираемого тела в горизонтальной плоскости. The aim of the invention is to remedy this drawback inherent in the prototype, by providing free tracking of not only angular, but also linear displacements of the end of the pipe. Since the possible use of the device is not limited to pipe bending technology, it is more widely the aim of the invention to provide a support device that freely monitors the movements of the supported body from the outside in the horizontal plane, that is, does not create tangible horizontal reactions and reactive moments when exposed to the saddle element. The essence of the invention is that, unlike the prototype, the saddle element of the supporting device is separated from the bracket mounted on the base and connected to it by a link-articulating system that provides free displacement along the horizontal line of the saddle mechanism, which, along with the articulation of the bracket with the base and the saddle element with a lodgement or other node through which the vertical force is transmitted to the saddle element, provides a complete decoupling of the supported body in the horizontal plane.

Основными отличительными признаками данного опорного устройства, по сравнению с прототипом, являются:
- наличие отдельного от основания седельного элемента;
- наличие двух пар звеньев, сочлененных попарно шарниром;
- соединения седельного элемента двумя парами звеньев с кронштейном на основании через шарниры, оси которых параллельны осям шарниров, соединяющих звенья в пары;
- расположение плоскостей, параллельно которым движется каждая пара звеньев, под углом друг к другу, большим 0 и меньшим 180^о.The main distinguishing features of this support device, in comparison with the prototype, are:
- the presence of a seat element separate from the base;
- the presence of two pairs of links articulated in pairs by a hinge;
- connecting the saddle element with two pairs of links to the bracket on the base through hinges, the axes of which are parallel to the axes of the hinges connecting the links in pairs;
- the location of the planes in parallel with which each pair of links moves, at an angle to each other, greater than 0 and less than 180 ^about .

Все эти признаки обладают новизной, поскольку отсутствуют в прототипе. Все они являются существенными, поскольку без любого из них изобретение неосуществимо. Заложенные в формулу признаки наличия в вариантах использования изобретения ложемента и сиденья (кресла) также существенны для защищаемого варианта использования (защите подлежат два из множества возможных) и новы, поскольку в сочетании с остальными признаками они неизвестны. All these signs have novelty, as they are absent in the prototype. All of them are essential, since without any of them the invention is not feasible. The signs of the presence of a lodgement and a seat (chair) in the use cases of the invention are also essential for the protected use case (two of the many possible ones are subject to protection) and are new because they are unknown in combination with other signs.

На фиг. 1 представлен в изометрическом изображении вариант устройства, на седельном элементе которого установлен вращающийся ложемент под трубу; на фиг.2 - вид по стрелке А, на фиг.1 ложемент заменен вращающимся сиденьем (вариант кресла). In FIG. 1 is an isometric view of an embodiment of a device on which a rotating lodgement for a pipe is mounted on a saddle element; figure 2 is a view along arrow A, figure 1, the lodgement is replaced by a rotating seat (version of the chair).

Устройство включает основание 1, кронштейн 2, связанный с ним шарнирно с помощью цапфы 3, седельный элемент 4 и две пары звеньев 5 и 6, также соединенных попарно шарнирами. Каждая пара звеньев подсоединена шарнирно одним звеном к кронштейну 2, другим - к седельному элементу. При этом плоскости I-I и II-II, по отношению к которым перпендикулярны оси шарниров каждой пары звеньев, расположены друг к другу до углом 0 < α< 180^о, а плоскости I и II пересекаются по прямой, параллельной горизонтальной плоскости. Седельный элемент снабжен цапфой 7, на которой монтируется с возможностью вращения вокруг вертикальной оси переходной элемент в зависимости от характера опираемого тела, например, ложемент 8 для опирания на него конца трубы, либо сиденье 9 - при использовании опорного устройства как каркаса кресла.The device includes a base 1, a bracket 2, pivotally connected to it by means of a trunnion 3, a saddle element 4 and two pairs of links 5 and 6, also connected in pairs by hinges. Each pair of links is pivotally connected by one link to the bracket 2, the other to the saddle element. In this case the plane II and II-II, with respect to the hinge axis of which are perpendicular to each pair of units are arranged to each other until an angle of 0 <α ^<180 °, and the plane I and II intersect in a line parallel to the horizontal plane. The saddle element is equipped with a trunnion 7, on which the transition element is mounted for rotation around the vertical axis, depending on the nature of the supported body, for example, a lodgement 8 for supporting the end of the pipe, or seat 9 - when using the supporting device as a chair frame.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Поскольку каждая из пар звеньев 5 и 6 шарнирно соединена с кронштейном 2, причем оси шарниров расположены друг к другу под углом α , шарниры, связывающие каждую из пар звеньев с седельным элементом 4, задают последнему плоско-параллельное движение параллельно плоскостям I-I и II-II. Это движение возможно лишь при условии, что седельный элемент 4 будет двигаться по линии, являющейся общей для плоскостей I-I и II-II, то есть по горизонтальной прямой (на фиг.1 показана пунктирной линией траектория движения точки Б) седельного элемента относительно кронштейна 2). Since each of the pairs of links 5 and 6 is pivotally connected to the bracket 2, and the axis of the hinges are located at an angle α to each other, the hinges connecting each of the pairs of links with the saddle element 4 define the last plane-parallel movement parallel to planes II and II-II . This movement is possible only under the condition that the saddle element 4 will move along a line that is common for planes II and II-II, that is, along a horizontal line (Fig. 1 shows the trajectory of point B in the dotted line) of the saddle element relative to the bracket 2) .

Таким образом, седельный элемент, имея возможность "отслеживать" задаваемые извне смещения опираемого тела в горизонтальной плоскости (обеспечено линейное движение по горизонтали и угловые перемещения за счет проворотов в вертикальных шарнирах кронштейна и седельного элемента) гарантирует поддержание тела на заданной конструкцией высоте без возникновения каких-либо реакций в горизонтальных направлениях. Поскольку на виртуальных (горизонтальных) перемещениях вес опираемого тела (либо активная вертикальная сила другого рода) не совершают работы, а другие силовые факторы ничтожны или отсутствуют, горизонтальные реакции на опоры не могут возникнуть. Незначительные горизонтальные реакции могут иметь место вследствие того, что работа совершается по смещению центров масс (небольших) звеньев, однако величина их ничтожна в сравнении с активной силой, а сами они могут быть полностью устранены противовесами, приводящими массы звеньев к осям шарниров кронштейна и седельного элемента. Thus, the saddle element, having the ability to "track" externally set displacements of the supported body in the horizontal plane (linear horizontal movement and angular displacements due to rotations in the vertical hinges of the bracket and the saddle element is ensured) ensures that the body is maintained at a predetermined design height without any or reactions in horizontal directions. Since the weight of the supported body (or an active vertical force of a different kind) does not do the work on virtual (horizontal) movements, and other force factors are negligible or absent, horizontal reactions to the supports cannot occur. Insignificant horizontal reactions can occur due to the fact that the work is done by displacing the centers of mass of the (small) links, however, their value is negligible in comparison with the active force, and they themselves can be completely eliminated by the counterweights leading the masses of the links to the axes of the hinges of the bracket and the saddle element .

Claims

1. SUPPORT DEVICE, including a base, a bracket connected to the base pivotally rotatable about a vertical axis, and a saddle element, characterized in that it is provided with two pairs of links and hinges, each pair of links is hinged at one end to the bracket, the other to the saddle element, and the axes of these hinges are parallel to the axis of the hinge connecting the links to each other, and the planes perpendicular to the axis of the hinges of each pair of links are located relative to each other at an angle of 0 <α <180 <198>. .

2. The device according to claim 1, characterized in that it is provided with a lodgement in the form of a prism or trough mounted on the saddle element with the possibility of rotation about a vertical axis, and the longitudinal axis of symmetry of the working surface of the lodgement is horizontal.

3. The device according to claim 1, characterized in that a rotating seat is fixed on the saddle element.

4. The device according to claim 1, characterized in that the centers of mass of the links are located on the axes of the hinges connecting them to the bracket and the saddle element.