三維彈性支座的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種三維彈性支座，主要可用于石油化工、水利電力、輕工紡織和道路橋梁等多行業的工程領域，尤其可適用于疊加多變載荷和多維度變形等復雜工況下的設施和設備的支撐。
【背景技術】
[0002]目前，對一些具有特殊結構、操作工況復雜的設備設施，剛性支撐會使其結構局部應力過大，應力狀態不符合規范要求及容易造成設備設施的損壞。諸如，聚酯裝置中與刮板冷凝器連接的氣相管線尺寸較大，溫度較高，并且系統剛度較大，受熱時產生較大的管道應力；刮板冷凝器本身豎向、橫向尺寸較大，具有一定的膨脹量；設備本身的自重和物料重力，以及轉動部件帶來的振動等；由于存在這些復雜的附加載荷、熱膨脹和振動等因素，傳統的剛性支撐不能滿足設備的正常使用。為解決此類問題，設備設計人員通常采用加大構件尺寸或提高結構材料強度等級兩種方法，一方面造成材料浪費，再者不能從根本上解決冋題。

【發明內容】

[0003]為了克服現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種三維彈性支座，這種支座結構簡單、結實耐用、適用性廣，能夠在承受復雜變化載荷的同時，滿足被支撐物在三維空間上自由滑動的要求，還允許被支撐物繞支撐面法線轉動。
[0004]本發明所采用的技術方案:一種三維彈性支座，包括滑板、頂座、底座和碟簧組件(組合碟簧)，所述滑板的下表面為光滑的平面，所述頂座的主體呈倒杯形，所述頂座的主體包括頂板和與所述頂板固定連接為一體的上套筒，所述頂板的上表面為平面，所述滑板位于所述頂板的上面且與所述頂板滑動連接，所述頂板連接有向下延伸的導柱，所述導柱和所述上套筒均呈圓柱形且兩者的軸線(旋轉對稱軸線，下同)相互重疊，所述底座的主體呈杯形，所述底座的主體包括底板和與所述底板固定連接為一體的下套筒，所述下套筒呈圓柱形，所述底板的中央設有軸向(指沿底座軸線的方向)的導向孔，所述導向孔為圓孔，所述導向孔的軸線與所述下套筒的軸線相互重疊，所述上套筒和所述下套筒相互套接且兩者間留有滑動間隙，所述導柱的下端延伸至所述導向孔內且兩者間留有滑動間隙，所述碟簧組件由多個上下疊合的碟簧組成，所述碟簧組件套在所述導柱上，所述碟簧組件的上端支撐所述頂板，所述碟簧組件的下端支撐在所述底板上。
[0005]優選的，所述頂板包括頂板主體和連接在所述頂板主體上面的墊板，所述墊板的上表面構成所述頂板與所述滑板滑動連接的連接面，所述滑板優選采用不銹鋼板，所述墊板優選采用聚四氟乙烯板。
[0006]優選的，所述上套筒套在所述下套筒的外側，所述下套筒包括下套筒主體和套在所述下套筒主體上的滑套，所述滑套的外表面構成所述下套筒與所述上套筒的滑動連接面，所述滑套的大小(軸向上的長度)和安裝位置，優選覆蓋實際使用時所述上套筒在所述下套筒上相對滑動的全部接觸區域。
[0007]優選的，所述下套筒主體上設有環形槽，所述滑套安裝在所述環形槽上并由所述環形槽實現軸向定位或限位。
[0008]優選的，所述下套筒主體的外表面呈由上下兩段構成的環形階梯狀，其上段的外徑小于下段外徑，所述下套筒的頂部固定有壓環，所述壓環的外緣從所述下套筒主體的外邊緣處徑向延伸出來，形成所述環形槽的上槽壁，所述壓環可以通過多個均勻分布的螺釘緊固在所述下套筒主體的上端面上。
[0009]優選的，所述頂板主體上設有中央定位凸臺，所述墊板設有中央定位孔，所述墊板通過所述中央定位孔套在所述定位凸臺的外側，由此實現所述墊板在頂板上的安裝定位，所述定位凸臺的上端面的高度小于所述墊板的上表面的厚度。
[0010]優選的，所述頂板主體的中央設有軸向(指沿所述頂座軸線的方向)的導柱安裝通孔，所述導柱安裝通孔的直徑小于所述定位凸臺的直徑且穿過所述定位凸臺，所述導柱的頂部為導柱連接部，所述導柱連接部的直徑小于所述導柱的主體部分的直徑，所述導柱連接部插入所述頂板的導柱安裝通孔且與所述導柱安裝通孔的壁焊接在一起，所述導柱連接部的上端面的高度低于所述墊板的上表面的高度，位于所述導柱連接部與所述導柱的主體部分之間的導柱環形階臺端面與所述頂板的下表面相接觸，構成所述導柱在所述頂板上的安裝定位結構。
[0011]優選的，所述上套筒的外側固定連接有上法蘭，例如將用作上法蘭的法蘭盤套在所述上套筒外側并將兩者焊成一體，所述底板的外緣從所述下套筒的外邊緣處徑向延伸出來，形成下法蘭，所述上法蘭和下法蘭設有螺紋緊固件。
[0012]優選的，所述螺紋緊固件為螺栓，所述螺栓配有或者不配有螺母，當所述螺栓不配有螺母時，所述下法蘭的螺桿孔內設有內螺紋，所述螺桿穿過所述上法蘭的光孔旋接在所述下法蘭的螺孔上，由此實現螺桿對上下法蘭的緊固，當所述螺桿配有螺母時，將螺桿旋接在螺母上，所述螺桿的頭部和所述螺母從上下兩個方向上夾持住上下法蘭，由此實現所述螺桿對上下法蘭的緊固。由于所述頂座和底座之間設有碟簧組件，所述碟簧組件受壓后產生將頂座向上推的彈力，在所述頂座隨著螺桿旋進而下移的過程中，所述碟簧組件的壓縮量逐漸增大，彈性力也逐漸增大，因此，可以通過調節所述螺桿的旋進程度(上下法蘭之間的距離)，調節所述碟簧組件的預壓縮量和預壓縮力。
[0013]優選的，所述上套筒的外側均勻分布有若干耳板，所述耳板的內邊與所述上套筒固定連接為一起，例如焊接，所述耳板的底邊與所述上法蘭固定連接為一體。
[0014]本發明的有益效果:由于滑板與頂座的頂板之間滑動連接且相互接觸面均為平面，因此允許安裝在滑板上面的被支撐物連同滑板一起相對于頂板在平面任意方向上滑動和轉動，由此獲得在X、Y軸(水平方向)上的兩個平動自由度，由于頂座和底座的上下滑筒之間和導柱與導向孔之間留有滑動間隙，被支撐物可以連通滑板和頂座一起相對于底座上下滑動并允許繞Z軸轉動，由此獲得了在Z軸方向上的一個平動自由度和一個旋轉自由度。這種彈性支座不但可以滿足垂直方向的變形位移，能吸收或緩沖振動，而且能實現沿支撐水平面任意方向的位移，還具備繞支座軸線轉動的功能，有效地避免了剛性支座在出現載荷變化、位移和振動給支座本身和相關設備帶來的應力，還有利于減輕振動，結實耐用，適用性廣。
【附圖說明】
[0015]圖1 (a)本發明的結構示意圖；
圖1 (b)是對應于圖1 (a)的A-A剖面圖；
圖2本發明頂座的結構示意圖；
圖3本發明底座的結構示意圖；
圖4本發明顯示工作原理的位置變化示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖詳細敘述本發明的【具體實施方式】。
[0017]參見圖1-4，根據不同類型裝置不同設備設施的具體情況，單臺設備或設施一般可采用單個、兩個、四個或六個三維彈性支座組合使用，必要時也可采用鋼結構框架作為基礎架，設備整體放在基礎架上，彈性支座置于基礎架下方。例如，單個三維彈性支座的使用，可用作單支點支撐的特殊管道支架等。
[0018]該三維彈性支座的滑板I與被支承設備的底部(或基礎架)用螺栓或者焊接固定，設備通過滑板I與頂座2的聚四氟乙烯墊板2-1之間的滑動，實現水平方向上的自由滑動。
[0019]頂板2-2通過巧妙的結構設計，通過上部定位凸臺及螺釘固定聚四氟乙烯墊板
2-1，其中間開孔為導柱安裝通孔，用于和導柱2-3的焊接固定。頂板2-2置于碟簧組件4之上，在三維彈性支座中起到承上啟下的作用。
[0020]導柱2-3在碟簧組件4的中心孔穿過，上部與頂板2-2焊接，下部從底板3_5中央的導向孔穿過，導柱2-3在底板3-5的導向孔