Опора для прецизионных приборов

 

Использование: точное машиностроение и приборостроение. Сущность изобретения: опора содержит два коаксиально установленных друг относительно друга стакана и связанных между собой упругими лентами, смещенными одна относительно другой вдоль оси опоры и равномерно расположенными в плоскости, перпендикулярной оси опоры. Устройство предварительного нагружения ленты, закрепленное на наружном кольце, состоит как минимум из трех жестко связанных между собой элементов, каждый из которых выполнен в виде наружного и внутреннего колец, соединенных упругой лентой и мембраной, выполненной в наружном кольце. Центр мембраны совпадает с продольной осью упругой ленты. Благодаря изготовлению узлов с упругими элементами из однородного материала без применения сборочных операции в опоре исключается трение в заделках упругих улементов, снижаются погрешности опоры и повышается точность измерения физических величин приборами с упругими опорами. 3 ил.

Изобретение относится к точному машиностроению и приборостроению и может быть использовано в устройствах с упругими опорами, в которых требуется квазинулевой восстанавливающий момент вокруг оси подвеса при высокой радиальной и осевой жесткости подвеса.

Известна опора для узлов точной механики, содержащая два стакана коаксиально установленных друг относительно друга и связанных между собой упругими лентами, смещенными одна относительно другой вдоль оси стаканов и равномерно расположенных в плоскости, перпендикулярной оси стаканов, устройство предварительного нагружения одной из лент и регулируемый по длине торсион, расположенный вдоль оси опоры и связывающий днища стаканов [1] .

Недостатком данной опоры является то, что в процессе нагружения одной из лент нарушается соосность стаканов, а это, в свою очередь, приводит к увеличению погрешности опоры. Известна опора для узлов точной механики, содержащая два коаксиально установленных стакана, связанных между собой упругими лентами, смещенными одна относительно другой вдоль стаканов и равномерно расположенными в плоскости, перпендикулярной оси опоры и снабженной устройствами предварительного нагружения всех упругих лент [2] .

Общим недостатком опор является то, что из-за трения в местах заделки лент на внутреннем и наружном стаканах, возникающего в процессе поворота внутреннего стакана относительно наружного, наряду с гистерезисом в материале упругих лент появляется конструкционный гистерезис, величина которого существенно больше упругого гистерезиса в материале лент. В результате возрастает суммарная погрешность прибора, появляющаяся в виде несовпадения результатов измерений при прямом и обратном перемещениях подвижной системы.

Цель изобретения - улучшение качества настройки и снижения погрешности за счет упрощения конструкции опоры.

Указанная цель достигается тем, что в опоре для прецизионных приборов, содержащей два коаксиально установленных друг относительно друга стакана, связанных между собой упругими лентами, смещенными одна относительно другой вдоль оси опоры и равномерно расположенными в плоскости, перпендикулярной оси опоры, и устройства нагружения каждой ленты в виде дифференциального винтового механизма, закрепленные на наружном стакане, каждый стакан набран как минимум из трех жестко связанных между собой элементов, каждый из которых выполнен в виде наружного с мембраной и внутреннего колец, соединенных между собой упругой лентой через мембрану, а центр мембраны наружного кольца совпадает с продольной осью ленты.

На фиг. 1 изображена предлагаемая опора; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Стаканы опоры набраны как минимум из трех элементов, каждый из которых выполнен в виде наружного 1 с мембраной 2 и внутреннего 3 колец, соединенных между собой упругой лентой 4 через мембрану 2. Центр мембраны 2 наружного кольца 1 совпадает с продольной осью упругой ленты 4 и винта 5 устройства предварительного нагружения ленты 4, являющегося продолжением ленты 4 и мембраны 2. Элементы, состоящие из наружного кольца 4 с мембраной 2, внутреннего кольца 3 и ленты 4 выполнены из однородного материала без применения сборочных операций, например, с использованием токарной, фрезерной или электроискровой обработки с последующим шлифованием ленты 4.

Дифференциальная гайка 6 устройства предварительного нагружения ленты 4 имеет внутреннюю и наружную резьбы с разным шагом. Наружной резьбой гайка 6 ввинчена во втулку 7, а внутренней резьбой навинчена на винт 5. Втулка 7 жестко крепится к наружному кольцу 1. На наружном кольце 1 выполнены центрирующие проточки 8 и 9, а на внутреннем кольце 3 - проточки 10 и 11, необходимые для обеспечения соосности элементов опоры при сборке. Упругие ленты 4 элементов при сборке располагают равномерно в плоскости (фиг. 2), перпендикулярной оси опоры. Наружные 1 и внутренние 3 кольца элементов жестко соединены с помощью запрессованных с натягом шпилек 12, 13 и гаек 14 и 15 соответственно.

Наружное кольцо 1 опоры крепят к корпусу прибора 16, а к внутреннему кольцу 3 закрепляют подвижную систему 17.

Опора работает следующим образом.

Вращением гаек 6 устройств предварительного нагружения лент 4 создают необходимое усилие натяжения или сжатия лент, при котором получают допустимое значение восстанавливающего момента опоры. При вращении гайки 6 винт 5 через мембрану 2 передает усилие нагружения на упругую ленту 4. Мембрана 2 предотвращает закручивание ленты 4 вокруг ее продольной оси.

Опора обеспечивает квазинулевой восстанавливающий момент при повороте подвижной системы 17 на угол, не превышающий несколько градусов, что является достаточным для большинства прецизионных измерительных приборов с системами силовой компенсации.

Благодаря изготовлению конструктивных элементов опоры с упругой лентой из однородного материала без применения сборочных операций, в опоре исключаются конструкционный гистерезис, что снижает погрешность опоры и улучшает качество настройки. Идентичность элементов позволяет набирать опоры с разъемным числом упругих элементов, что бывает необходимым при изменении конкретных условий эксплуатации и режимов работы опоры. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 785568, кл. F 16 F 3/10, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР N 1627763, кл. F 16 F 3/10, 1989.

Формула изобретения

ОПОРА ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ПРИБОРОВ, содержащая два коаксиально установленных друг относительно друга стакана, связанных между собой упругими лентами, смещенными одна относительно другой вдоль оси опоры и равномерно расположенными в плоскости, перпендикулярной к оси опоры, и устройства нагружения каждой ленты в виде дифференциального винтового механизма, закрепленные на наружном стакане, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества настройки и снижения погрешности за счет упрощения конструкции опоры, каждый стакан набран как минимум из трех жестко связанных между собой элементов, каждый из которых выполнен в виде наружного с мембраной и внутреннего колец, соединенных между собой упругой лентой через мембрану, а центр мембраны наружного кольца совпадает с продольной осью упругой ленты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3