Упругая направляющая прямолинейного движения

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1222920 (5g 4 F 16 С 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3717343/25-27 (22) 27.12.83 (46) 07.04.86. Бюл. № 13 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) П. И. Воробьев и Е. А. Мартиенко (53) 621.822.5 (088.8) (56) Волосов С. С. и Педь Е. И. Приборы для автоматического контроля в машиностроении. М.: Изд-во стандартов. 1975, с. 172, рис. 70. цейтлин Я. М. Упругие кинематические устройства. Л.: Машиностроение, 1972, с. 137, рис. 28. (54) (57) 1. УПРУГАЯ НАПРАВЛЯЮЩАЯ

ПРЯМОЛИНЕИНОГО ДВИЖЕНИЯ, содержащая корпус с установленными в нем двумя перфорированными мембранами, жестко связанными с подвижным штоком, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности рабочего положения, она снабжена источником сжатого газа и гофрированной мембраной, жестко соединенной со штоком, имеющим две конические вершинами внутрь поверхности, и двумя жесткими с центральными отверстиями стенками, образующими с мембраной проточные камеры, связанные с источником сжатого газа и с окружающей средой через кольцевые зазоры, образованные центральными отверстиями в жестких стенках и коническими поверхностями штока.

2. Направляющая по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью увеличения быстродействия и уменьшения расхода газа, она снабжена двумя сильфонами, один конец которых соединен со штоком, а другой — с жесткими стенками, и коническими иглами, закреплен- д ными на штоке со смещением относительно его оси и образующими с соответствующими фр отверстиями в жестких стенках зазоры.

1222920

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, а именно к упругим прецизионным направляющим прямолинейного движения с малым коэффициентом жесткости в рабочем направлении.

Цель изобретения — повышение стабильности рабочего положения и уменьшение коэффициента жесткости упругой направляющей в рабочем направлении при сохранении жесткостных характеристик направляющей по ее нерабочим перемещениям.

На фиг. 1 изображена упругая направляющая, общий вид; на фиг. 2 — вариант конструктивного оформления проточных камер.

Упругая направляющая содержит две перфорированные мембраны 1 и 2, закрепленные в корпусе 3. Подвижный шток 4 закреплен на перфорированных мембранах 1 и 2 и гофрированной мембране 5. В корпусе закреплены две жесткие стенки 6 и 7, образующие с гофрированной мембраной 5 две проточные камеры 8 и 9. Входные сопла 10 и 11 служат для связи проточных камер с источником сжатого газа. Связь камер с окружающей средой осуществляется через кольцевые зазоры, образованные центральными отверстиями в жестких стенках и двумя коническими поверхностями 12 и 13, выполненными на штоке вершинами внутрь.

Для увеличения быстродействия и уменьшения расхода газа уменьшают размеры проточных камер, а также зазоры для выхода газа из проточных камер (фиг. 2). Гофрированная мембрана 14, закрепленная в корпусе, соединена с подвижным штоком 15.

Жесткие стенки 16 и 17 выполнены фигурными и в максимальной степени сближены между собой, что уменьшает объем проточных камер 18 и 19. Сильфоны 20 и 21 с одной стороны закреплены к штоку, а с другой — к жестким стенкам. К подвижному штоку прикреплены конические иглы 22 и

23, входящие в изготовленные на жестких стенках отверстия, являющиеся выходными отверстиями из проточных камер.

Упругая направляющая работает следующим образом.

Сжатый газ от источника постоянного давления поступает в проточные камеры 8 и 9 и через кольцевые зазоры, образованные коническими поверхностями подвижного штока и цилиндрическими поверхностями отверстий в жестких стенках, выходит в окружающую среду. При отсутствии перемещений подвижного штока и симметричности параметров воздушных трактов давление

Зо

Р в обеих проточных камерах будет одинаковым и силы давления, приложенные к подвижному штоку, будут скомпенсированы.

При смещении подвижного штока на величину лх в проточных камерах из-за изменения площади выходного сечения, обусловленного коническими поверхностями штока, происходит изменение давления на величину АР, причем в проточной камере, в направлении которой происходит перемещение штока, давление уменьшается, а в противоположной камере — возрастает.

Таким образом к подвижному штоку через гофрированную мембрану будет приложена сила F, пропорциональная смещению

bx, F = К, лх и направлена в сторону смещения подвижного штока. Коэффициент пропорциональности К „является коэффициентом отрицательной жесткости. Суммарный коэффициент жесткости К упругой направляющей с учетом коэффициента жесткости решетчатых мембран К р и гофрированной мембраны К» будет К вЂ” — К + Кг — Ка.

Из выражения видно, что при К -+Кг =

= Ка Кя +О.

Выбором параметров мембран, угла конуса поверхностей подвижного штока, параметров воздушного тракта суммарный коэффициент жесткости К может быть получен значительно ниже, чем коэффициент жесткости решетчатых мембран Кр.

Работа упругой направляющей с проточными камерами происходит аналогичным образом.

Сжатый газ (фиг. 2) поступает в проточные камеры 18 и 19 и выходит через кольцевые зазоры между коническими поверхностями игл 22 и 23 и цилиндрическими поверхностями отверстий. При смещениях штока в проточных камерах 18 и 19 происходит изменение давления, которое приводит к возникновению позиционной силы, воздействующеи на подвижныи шток в направлении его перемещения. Увеличение быстродействия достигается здесь за счет уменьшения объема проточных камер, а уменьшение расхода газа — за счет уменьшения зазоров для выхода газа из проточных камер.

Применение предлагаемой упругой направляющей позволит уменьшить сопротивление основному, рабочему перемещению подвижного штока при сохранении его высоких жесткостных характеристик по нерабочим линейным и угловым перемещениям, что важно для прецизионных узлов изделий машиностроения и приборостроения, а также позволит уменьшить перепады измерительных усилий в измерительных приборах.

1222920

Редактор Н. Тупица

Заказ 1691/36

Составитель В. Городничев

Техред И. Верес Корректор E. Рошко

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

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