Основной деталью поворотного узла № 2 является труба 5 (Ду-50,2”). Труба 5 через колпак 6 опирается на упорный подшипник 3, который воспринимает вес узла № 1, № 2 и противовеса.
На верхнем конце трубы 1 (разрез по A-А) имеется петля, образованная двумя планками 7, приваренными к детали 1, и двумя планками, принадлежащими узлу 1. В качестве оси для наклона узла используют болт 8, который во избежание коррозии и заедания петли желательно изготовить из нержавеющей стали или бронзы.
В сечении по Б-Б представлено ограждение противовеса 9, препятствующее его раскачиванию при изменении положения.
Величина груза противовеса подбирается такой, чтобы узел 1 был вывешен, после чего груз противовеса увеличивают на 10 %. Это дает возможность, фиксируя положение противовеса, фиксировать и положение фонаря. Противовес представляет собой стальную трубу диаметром 165 мм (6”), в которую дополнительно закладывают металл. В стенке противовеса имеются резьбовые гнезда, в них ввертывают болты, цилиндрическая часть которых опирается на верхний край ограждения. Положение резьбовых гнезд обеспечивает горизонтальное и наклонное положение узла № 1, а следовательно, и положение фонаря.
Узел № 3 можно сравнить с рычажными весами с центром вращения рычага вокруг оси (болт 8). На левой стороне от оси вращения находится фонарь 10 и штанга, состоящая из разнодиаметровых труб, на правой — противовес и часть трубы. Рычаг весов, которым является узел № 3, будет находиться в равновесии, если вес противовеса будет достаточен для уравновешивания сил, возникших от веса фонаря и штанги. На конкретном примере определим вес противовеса.
Для этой цели воспользуемся рис. 2, на котором проставлен вес каждого элемента штанги и расстояние его центра тяжести до оси вращения. Под действием сил, находящихся слева от оси вращения (на стороне фонаря), узел № 3 будет стараться повернуться против часовой стрелки, а справа (на стороне противовеса) — по часовой. Доля каждой силы оценивается создаваемым ею моментом, так, например: вес фонаря 3 кг, он расположен на расстоянии 3,5 м от оси вращения, момент, создаваемый весом фонаря (момент равен произведению веса на расстояние до оси вращения), равен 3 кг х 3,5 м = 10,5 кгм. Направление вращения — против часовой стрелки. Произведем вычисление суммы моментов, создаваемых силами, расположенными слева от оси вращения, направленными против движения часовой стрелки, и справа, направленными по движению часовой стрелки. Составим уравнение равенства моментов и определим вес противовеса.
Составляем уравнение равенства моментов и определяем вес противовеса: 21,98 = 0,77 + 0,5Р; отсюда вес противовеса Р равен:
Р = (21,98 — 0,77)/0,5 = 42,44 кг или 42,5 кг.
В качестве противовеса используем стальную трубу Ду 150, вес погонного метра которой равен 17,81 кг. При длине трубы 1,5 м ее вес составит 17,81 х 1,5 = 26,7 кг.
Сравнение цифр показывает, что вес пустой металлической трубы недостаточен и должен быть увеличен за счет помещения в полость трубы металлических предметов или иным путем.
Определим величину дополнительного веса, необходимого для утяжеления противовеса. Как было сказано выше, его вес должен превышать расчетный на 10 % и составлять 42,5 + 4,25 = 46,75 кг или 47 кг.
Вес дополнительного груза будет равен 47–26,7 = 20,3 кг.