Керновая опора для осей чувствительных элементов прецизионных измерительных приборов

Керновая опора для осей чувствительных элементов прецизионных измерительных приборов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. КЕРНОВАЯ ОПОРА ДЛЯ ОСЕЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЕЦИЗИОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ, содержащая керн и опорный винт с отверстием, в котором установлены упор, винтовая пружина, подпятник с коническим углублением и неподвижное ограничительное кольцо, при этом подпятник с коническим углублением установлен с возможностью взаимодействия с керном, отличающаяся тем, что, с целью повышения виброустойчивости, на торце подпятника и на кромке отверстия в винте, обращенных соответственно к винтовой пружине и неподвижному ограничительному кольцу, выполнены фаски, при этом радиальный зазор между опорным винтом и подпятником заполнен жидкостным демпфером. 2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что в подпятнике или в опорном винте выполнена маслозаборная канавка, ширина которой составляет не более одной трети длины подпятника, а глубина - не более двух третей высоты фаски.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(59 G 04 В 31/00! ! !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3646827/24-10 (22) 28.09.83 (46) 23.04.85. Бюл. № 15 (72) Ю. М. Хандельсман, С. Г. Ускова, А. К. Ермолаев, Л. В. Тимофеева, А. А. Старосельцев, Н. С. Коршунов и А. В. Тихов (53) 681.112(088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 1114159, кл. F 2 А, 1968.

2. Заявка ФРГ № 1234472, кл. G 01 С 19/16, 1967, (прототип). (54) (57) 1. КЕРНОВАЯ ОПОРА ДЛЯ

ОСЕЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

ПРЕЦИЗИОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛ ЬНЫХ

ПРИБОРОВ, содержащая керн и опорный винт с отверстием, в котором установлены упор, винтовая пружина, подпятник с ко,„Я1.1„„1151921 д ническим углублением и неподвижное ограничительное кольцо, при этом подпятник с коническим углублением установлен с возможностью взаимодействия с керном, отличающаяся тем, что, с целью повышения виброустойчивости, на торце подпятника и на кромке отверстия в винте, обращенных соответственно к винтовой пружине и неподвижному ограничительному кольцу, выполнены фаски, при этом радиальный зазор между опорным винтом и подпятником заполнен жидкостным демпфером.

2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что в подпятнике или в опорном винте выполнена маслозаборная канавка, ширина которой составляет не более одной трети длины подпятника, а глубина — не более двух

Ю третей высоты фаски.

1151921

Изобретение относится к области точного приборостроения, в частности к опорным узлам с малым моментом трения при длительном ресурсе работы.

Известна керновая опора для осей чувствительных элементов, содержащая подпятник с коническим углублением, контактирующим с острием керна, подпятник установлен в отверстии втулки, расположенной в корпусе опоры и подпружинен винтовой пружиной, в корпусе опоры закреплено ограничительное кольцо, предохраняющее керн от выпадания при внешних возмущениях (1).

Основным недостатком такой опоры является наличие погрешности, обусловленной неизбежным радиальным перемещением подпятника в корпусе или переходной втулке опоры в пределах необходимого радиального зазора между подпятником и корпусом опоры.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является керновая опора для осей чувствительных элементов прецизионных измерительных приборов, содержащая керн и опорный винт с отверстием, в котором установлены упор, винтовая пружина, подпятник с коническим углублением и неподвижное ограничительное кольцо, при этом подпятник с коническим углублением установлен с возможностью взаимодействия с керном (g)

Известная опора обладает теми же недостатками, что и описанная. При этом наличие ограничительного кольца в известной опоре не исключает, а лишь ограничивает радиальные перемещения чувствительного элемента прибора и оправдано для аварийных ситуаций во избежание поломки керна.

Цель изобретения — повышение виброустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в керновой опоре для осей чувствительных элементов прецизионных измерительных приборов, содержащей керн и опорный винт с отверстием, в котором установлены упор, винтовая пружина, подпятник с коническим углублением и неподвижное ограничительное кольцо, при этом подпятник с коническим углублением установлен с возможностью взаимодействия с керном, на торце подпятника и кромке отверстия в винте, обращенных соответственно к винтовой пружине и неподвижному ограничительному кольцу, выполнены фаски, при этом радиальный зазор между опорным винтом и подпятником заполнен жидкостным демпфером.

Кроме того, в подпятнике или в опорном винте выполнена маслозаборная канавка, ширина которой составляет не более одной трети длины подшипника, а глубина — не более двух третей высоты фаски.

На фиг. 1 представлейа опора; общий вид; на фиг. 2 — вариант исполнения маслозаборной канавки в опорном винте.

В керновой опоре в отверстие 1 опорного винта 2, установленного в корпусе 3 измерительного прибора, расположен с радиальным зазором подпятник 4 с коническим углублением, в которое своим острым концом входит керн 5.

С противоположного конца опорного винта в отверстие 1 запрессован упор 6, между торцом которого и подпятником 4 расположена винтовая цилиндрическая пружина 7 с небольшим осевым зазором.

Упор снабжен центральным осевым отверстием с целью предотвращения дополнительного сопротивления воздуха при осевом перемещении подпятника 4.

В теле опорного винта 2 со стороны конического углубления подпятника 4 завальцовано ограничительное кольцо 8, внутренний диаметр которого больше максимального диаметра конического углубления подпятника 4.

Торец подпятника 4, обращенный к винтовой цилиндрической пружине 7, и торец опорного винта, обращенный к ограничительному кольцу 8 (в непосредственной близости к подпятнику 4), выполнены в виде усеченного конуса соответственно 9 и 10 (сняты фаски под углом 40 — 60 к оси керновой опоры) .

В подпятнике 4 (фиг. 1) или теле опорного винта 2 (фиг. 2) выполнена маслозаборная кольцевая канавка 11, ширина в которой составляет не более одной трети длины L подпятника 4, а глубина а — не более двух третей высоты h усеченного конуса. Профиль кольцевой канавки должен представлять собой плавную кривую, приближающуюся к части окружности. Радиальный зазор между телом опорного винта 2 и подпятником 4 и маслозаборная канавка 11 заполнены жидкостным демпфером — введена смазка.

Оптимальная доза смазки должна быть достаточной для обеспечения функционирования узла трения в течение заданного срока эксплуатации и должна надежно фиксироваться в капиллярных зазорах опоры. С целью количественной оценки оптимальной дозы введен показатель удельной маслоемкости г, равный отношению объема масла, размещаемого в опоре, к поверхности подвижного элемента, смоченного маслом.

Так как величина зазора невелика, с целью увеличения маслоемкости, необходимой для восполнения потерь масла на трение во время эксплуатации и обеспечения длительного ресурса виброустойчивой работы прибора, на цилиндрической поверхности подпятника 4 или теле опорного винта 2 изготовлена кольцевая канавка 11. Фик1151921 сация масла в зазоре и маслозаборной канавке обеспечивается за счет равенства давлений Р и Р, возникающих на поверхностях вогнутых менисков одинаковой кривизны, образованных в установившемся состоянии маслом в фасках 9 и 10. Одновременно фаски так ке служат для размещения дополнительного объема масла.

Во избежание преждевременного наступления равновесия масла во входной фаске

10, в которую подается масло, и маслозаборной канавке 11 и для того, чтобы канавка и капиллярный радиальный зазор были заполнены смазочной жидкостью полностью, необходимо, чтобы глубина канавки а составляла не более 2/3 высоты h входной фаски 10. При этом по мере внесения очередной порции масла в фаске 10 создается избыточное давление за счет большего радиуса кривизны образовавшегося в фаске

10 мениска. Под действием этого избыточного давления происходит перетекание смазочной жидкости в маслозаборную канавку до наступления равновесия, обусловленного выравниванием давлений с обеих сторон размещенного в опоре объема смазки. Масло подается до тех пор, пока маслозаборная канавка не заполнится и через капиллярный зазор не станет поступать в выходную фаску 9 и не образует мениск, радиус кривизны которого равен радиусу кривизны мениска во входной фаске 10. При этом наступает состояние равновесия.

При глубине маслозаборной канавки 11, большей 2/3 h, наступает такое состояние равновесия, при котором геометрические параметры фаски 10 не позволяют полностью заполнить маслозаборную канавку, так как в ней образуется мениск с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны мениска в фаске

10 и перетекание жидкости прекращается, не успев заполнить канавку. Избыточное давление за счет внесения дополнительной дозы масла в фаске 10 не образуется.

Так как удельная маслоемкость — величина известная (определяется экспериментально), а смачиваемая поверхность подвижного элемента определяется по чертежу, то может быть вычислен необходимый объем масла, который следует разместить в опоре.

Задаваясь параметрами фасок (угол и высота), можно определить размещаемый в них и в капиллярном зазоре объем смазочной жидкости и дополнительный объем, который необходимо разместить в маслозаборной канавке. Поскольку глубина канавки а при выбранных параметрах входной фаски

10 — величина известная, то однозначно определяется ширина канавки.

Для обеспечения осевой виброустойчивости измерительного прибора осевой зазор между подпятником 4 и винтовой цилиндрической пружиной 7 выбирается путем поджатия подпятника 4 керном 5 к винтовой пружине 7 за счет резьбового перемещения опорного винта 2 в корпусе 3 измерительного прибора 1 (фиг. 1) при установке керновой опоры. Усилие поджатия определяется в процессе настройки.

Таким образом, в предлагаемой конструкции опоры при наличии вибрационных возмущений радиальные колебания подпятника демпфируются размещенной в зазоре ,между телом опорного винта 2 и подпятником 4 смазочной жидкостью и не передаются чувствительному элементу прибора. Под

30 действием осевых вибрационных и линейных перегрузок возможно перемещение подпятника 4 в осевом направлении и размазывание части масла по внутренней стенке корпуса опорного винта 2, т.е. имеют место потери масла на трение, которые и восполняются в процессе эксплуатации за счет созданных запасов масла, размещенного в маслозаборной канавке и фасках 9 и 10, что обеспечивает значительную длительность ресурса виброустойчивой работы измерительного прибора.

1151921

Редактор В. Иванова

За к аз 2320/35

Составитель Е. Сыс

Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Тираж 406 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4