Способ перемещения шаровидных тел качения в направляющих и система продольного транспортирования

 

Использование: в области транспортирования. Сущность изобретения: система содержит тележку с направляющим каналом, в котором расположена корзинка с телами качения, а канал направляющей имеет рельсы для обкатки телами качения. В выемках имеется предпочтительно тройка - из трех тел качения. Центры тел качения имеют одинаковые расстояния друг от друга и в направляющем канале для каждого тела качения тройки предусмотрен направляющий рельс. Направляющие рельсы так расположены друг относительно друга и находятся на таком расстоянии, что при введенных туда тележках тела качения тройки касаются друг друга и каждое отдельно касается своего рельса. При чисто висячем использовании можно вместо тройки применять два тела качения. Это является специальным случаем для формы эксплуатации, при которой тянущие нагрузки направлены перпендикулярно каналу направляющей. 2 с. и 7 з. п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области транспортирования и к способу управляемой обкатки вращающихся в корзинке тел качения и выполненного по этому способу линейного транспортера с тележками.

Тележки (или конвейерные тележки) и их соответствующие направляющие, по которым они катятся, служат для выполнения движения с малыми потерями на трение, в особенности для линейного перемещения, для которого была разработана целая группа линейных, или продольных направляющих систем. Многочисленные продольные конвейерные системы с роликами, шариками и другими телами качения уже известны. Стремятся всегда к относительному перемещению с минимальным трением между двумя телами или между направляющей или плоскостью и подвижными по ним элементами, тележками. Такие продольные конвейеры повторяют конструкции классических шарикоподшипников, которые имеются во многих формах исполнения. Для них общим является ряд расположенных друг за другом шариков, которые находятся в направляющей или корзинке друг за другом в одну линию или в ряд.

Известен конвейер, в котором имеется два ряда шариков, так расположенных, что они обкатывают друг друга. Цель свести к минимуму трение скольжения, что в этой конструкции достигается лишь тогда, когда сила нагрузки проходит точно через две пары шаров. Этот случай нагрузки в эксплуатации трудно реализуем, так как оба катящихся по шарикам тела проворачиваются друг относительно друга, а уже малейший проворот выводит устройство из оптимальных условий работы. Поэтому практически не встречается реальных условий работы, так как эта конструкция не терпит никакой косой нагрузки без сильного возрастания трения скольжения. Таким образом, несмотря на симметричное решение, оптимальное приложение сил существует лишь в одном месте на пару шариков. Эти тележки с постоянно принадлежащими им направляющими вследствие требуемой точности изготовления являются дорогостоящими и для большинства случаев приходится применять специальные исполнения, пригодные только в данном случае. Это значит, что они в большинстве случаев применимы только в своей отрасли и не являются универсальными.

Имеются системы с направляющими и шарами, состоящие из направляющего рельса и двух соответствующих направляющих салазок, соединенных перемычкой в одну направляющую тележку. При движении направляющей тележки по рельсу шарики катятся (по обратному желобу) в замкнутых траекториях. Такие элементы вращения шариков годятся для особо длинных транспортеров и могут работать в любом положении. Однако в этом случае при возврате тел вращения нужно избегать входных толчков тел вращения, что влечет определенные технические трудности. Например, шары нужно прижимать с постоянным давлением к точкам касания с направляющими на рельсе. Это требуется также, чтобы обеспечить перемещение без застревания и проскальзывания. Приходится применять рельсы с профильной шлифовкой. Хотя эти решения отличаются прочностью и неприхотливостью, они являются дорогими и сложными.

Для самого незначительного трения имеются направляющие рельсы с однорядными плоскими шариковыми обоймами, тела качения касаются рельса в двух точках. Эти линейные конвейеры оптимально согласуются с направлением действия нагрузки и нечувствительности к угловым ошибкам в поперечном направлении. Но они не годятся для прохода кривых. Применяются в них предпочтительно игольчатые ролики, цилиндрические ролики и т.п. которые, находятся в плоских обоймах, позволяют также свободное их размещение там.

При повышенных скоростях и нагрузках находят применение шариковые тела вращения. Роликовые тела вращения годятся для точных перемещений. Шариковые конструкции неприхотливы и прочны, а роликовые, особенно с перекрещивающимися роликами, точны (без люфта).

Цель изобретения разработать способ, по которому можно выполнить продольные конвейерные системы с тележками и направляющими, которые имеют низкое суммарное сопротивление трения таким образом, что составляющая трения качения во всех обычных случаях нагрузки преобладает, а сопротивление трения скольжения непрерывно поддерживается минимальным. Система линейного конвейера должна позволять максимальное использование пластмасс в качестве материалов без ухудшения параметров самой системы. Должна получаться система продольного конвейера, которая позволяет перемещение без залипания и скольжения, с наименьшим сопротивлением трения, с неорганиченно длинным путем перемещения, при небольших расходах на изготовление с применением дешевых и легкообрабатываемых материалов (например пластмассы). Система позволяет использовать ее для решения более широкого круга задач по сравнению с обычными линейными конвейерами.

Система продольного конвейера состоит из тележки и направляющей. Тележка состоит из деталей, движущихся друг относительно друга, подобно системе автомобиль-дорога, в которой автомобиль состоит из кузова и катящихся колес. Проблема, таким образом, заключается в том, чтобы справиться с относительными движениями в тележке. Как все кузова в автомобиле опираются на оси с находящимися на них колесами (телами качения), корзинка или обойма тел качения должна также опираться на собственно катящиеся элементы, чтобы передать силы на поверхность направляющей.

Изобретение основано на идее, что если удастся так выполнить опору направляющей корзинки с шарами на шары, чтобы получилось минимальное сопротивление трения скольжения, то существенная часть полного сопротивления ограничится трением качения, типом трения, имеющим минимальную величину. Трение качения технически легче управляется и оценивается, чем трение скольжения. Передача сил с малым трением (например силы давления) на два взаимно движущихся относительно друг друга тела, т.е. с одного тела на другое, наивыгоднейшим образом осуществляется тогда, когда относительное движение между телами равно нулю или близко к нулю. При катящихся телах это является проблемой. Так, при катящемся шаре окружная скорость равна или близка к нулю только у полюса вращения, т.е. на месте, где находится ось вращения, и в его непосредственной близости. Однако эта ось у шара, который может рассматриваться как изотропное тело, может находиться, где угодно, или в бесчисленном количестве мест, так что надо так установить тело качения, чтобы его ось вращения при обкатывании занимала вполне определенное место в пространстве, а именно так, чтобы, например, корзинка или обойма шара опиралась на него в соседстве с осью вращения, т.е. в инвариантной по вращению зоне на катящемся шаре, и во всех случаях нагрузки там и опиралась бы.

Изобретение решает эту проблему по способу так, что для управляемого обкатывания находящихся в направляющих тел вращения, особенно тел вращения с высокой симметрией (шаров), если нагрузка нагружает тела вращения при обкатке, то по меньшей мере для двух тел вращения, направляющая, а также для средства передачи нагрузки на тела вращения, устройство выбирается таким, чтобы каждое тело вращения с одной стороны касалось корзинки или обоймы, а с другой тела качения касались друг друга в такой точке, что средства для передачи сильной нагрузки на тело качения действуют так, что сила перпендикулярно пересекается с соединительной линией между двумя точками касания между корзинкой и телом качения и между телом качения и другим телом качения, причем разделенная пополам соединительная линия идентична радиусу качения. Радиусы тела качения при этом должны выбираться меньшими, чем наибольшая половина диаметра тела качения.

При трех телах качения направляющая, а также средство передачи усилия так расположены друг относительно друга, что каждое тело качения касается направляющей и в одной точке касается другого тела качения. Средство для передачи нагрузки касается одного тела качения так, что действие силы на тело качения перпендикулярно пересекает соединительную линию между обеими точками касания между направляющей и телом качения и между телами качения в ее середине. Разделенная пополам соединительная линия идентична радиусу качения.

За счет специального расположения тел качения в корзинке и при обкатывании связь со стержнями в канале направляющей, по которым катятся шары, на котором тела качения могут обкатываться, создается система продольного конвейера с указанными преимуществами. Хотя геометрически симметричная форма шара показывает наименее определенное по положению поведение, в качестве тел качения предпочтительно используют шары. При использовании изобретения шарообразное тело качения изнашивается в течение более длительного времени эксплуатации.

Известно, что коэффициент трения для чистого трения качения стали (закаленной) по стали (закаленной) составляет 0,001, а для трения скольжения стали по стали 0,1-0,15. Примерно равное по составляющим смешанное трение между этими твердыми материалами составляет 0,01-0,015, т.е. примерно посередине между этими двумя значениями. Конструктивно всегда стараются приблизиться к чистому трению качения, что связано с ограничениями. Высокая степень трения качения обеспечивается в шариковом или игольчатом подшипнике и в линейных транспортерных системах, в которых используется лишь цилиндрическое тело качения для передачи нагрузки от одной плоскости к другой. Трение качения в зависимости от сопротивления может превысить имманентное для системы трение скольжения.

Выполненная по изобретению система линейного транспортирования сознательно использует преимущества шара в качестве тела качения, причем его другие, нежелательные свойства ограничиваются. В системе продольного транспортирования по изобретению в отличие от таких известных систем не требуется предварительного натяга, но также не требуется устанавливать определенных зазоров. Можно использовать неограниченно длинные пути перемещения и силы со всех поперечных направлений и моменты относительно всех возможных осей воспринимаются так, что основные характеристики всегда сохраняются. Не требуется никаких направляющих с профильной шлифовкой, также не требуются возвратных путем с роликами или шариками, которые используются везде, где требуются большие длины перемещения.

Шары, которые катаются в корзинке, опираются при движении на корзинку. Если это происходит в области части шара с высокой окружной скоростью, то имеет место трение скольжения, которое заметно увеличивает общее сопротивление. Поэтому выгодно, если воздействующая на шары опора от корзинки приложена лишь там, где окружная скорость шара мала или равна нулю, т.е. около тех двух точек на поверхности шара, через которые проходит ось вращения. Они являются инвариантныим по скорости точками или полюсами вращения, которые в зависимости от обкатки шара могут находиться где-то на его поверхности.

На фиг. 1 показана тележка, вид спереди; на фиг. 2 корзинка тележки для двух троек шаров, разрез по тройке шаров; на фиг. 3 корзинка, сечение в области центров тройки шаров; на фиг. 4 предпочтительная форма исполнения профиля направляющей без стержней-дорожек для качения; на фиг. 5 установленные рядом множество тележек, вид сбоку; канал направляющей раскрыт, видна лишь его половина; можно составить цепочку тележек, которая представляет собой единую тележку; на фиг. 6 тележка, составленная из двух субтележек, каждая с одной тройкой шаров с соединяющей их перемычкой; на фиг. 7 множество тележек, вариант; на фиг. 8 асбтрагированное от шаров изображение кинематики тележки; на фиг. 9 схематически сбалансированное действие на тройку шаров в направлении качения трения качения между двумя касающимися друг друга и одновременно катящимися по направляющим шарами; на фиг. 10 схематически предпочтительный вид точек обкатывания между шарами тройки и направляющей; на фиг. 11 распределение сил в тележке под нагрузкой сверху через центр устройства (давящая нагрузка); на фиг. 12 то же, под нагрузкой снизу (тянущая нагрузка); на фиг. 13 специальная форма исполнения с двумя телами качения с определенным режимом работы (чисто тянущей нагрузкой); на фиг. 14 распределение сил в тележке при боковой нагрузке через центр; на фиг. 15 то же, при внецентровой боковой нагрузке (нагрузка моментом вращения); на фиг. 16 форма исполнения с замкнутой трубообразной направляющей, в которой тележки сцеплены цепочкой.

Тележка 1 (фиг. 1), как основной элемент выполнена так, что в любом режиме движения она опирается сама на себя, т.е. на свои три шарика. Это основное устройство состоит из трех шаров 3, центры которых, соединенные прямой, равной двум радиусам, образуют равносторонний треугольник. Шары обкатывают друг друга при движении так: каждый шар по соседнему. Это позволяет неорганиченное движение. Каждый шар имеет четыре возможные точки касания для обкатки. Каждый шар может в двух точках касаться стержней 6 рельса в канале 4 и в двух точках касаться соседних шаров, так что в конечном счете, для трех шаров возможны 9 (вместо 12) точек касания. В последующих примерах будет показано, что в различных случаях нагрузки 3-6 этих точек касания одновременно служат для опоры и качения. На стержневых дорожках 6 в канале направляющей 4 точки касания находятся на таком расстоянии друг от друга, как и точки прилегания к обоим соседним шарам. Шары свободно находятся в корзинке (фиг. 2), т.е. без предварительного натяжения. Эта корзинка предпочтительно выполнена за одно целое с тележкой. В зависимости от вида нагрузки шары касаются поверхности корзинки по опорным поверхностям 5, но всегда в инвариантных по скорости точках, так что получающееся в опоре трение скольжения минимально.

На фиг. 2 показана корзинка тележки с тремя выемками 7 для шаров гнездовыми каналами, для двух троек шаров в перспективе и в разрезе через каналы тройки шаров, как показано на фиг. 1, где они помещаются. Видна корзинка с выступающей перемычкой с крепежным отверстием 8 для соединения с другой частью тележки. В такой форме тележка является субтележкой, множество тележек может быть соединено в более сложную тележку.

На фиг. 3 видны также детали, как сужения 10 в отверстиях на наружной стороне, которые удерживают шары в их гнездах. В зависимости от примененного материала, например полиоксиметилена, пластмасса из группы полиацеталей, которая отличается высокой поверхностной твердостью и хорошей устойчивостью к истиранию, упругость материала позволяет продавать шар через эти сужения, где диаметр несколько уменьшен, и защелкнуть их в гнездах. Видны точки прилегания корзинки, которыми она прилегает к полюсам вращения шаров 3. Сама тележка шарами катится по рельсам, которые представляют собой стержни 6 в канале 4 рельса 2.

На фиг. 4 видны три наклонные друг к другу поверхности рельсов с пазами 6' для помещения в них по два стержня 6, которые обкатываются шарами 3 тележки 1. Стержни, которые вкладываются в эти пазы, имеют предпочтительно плоскую поверхность, так что шары, касающиеся поверхности стержня в одной точке, могут совершать по этой поверхности под влиянием мгновенной нагрузки свой путь. Если применяются стержни с изогнутой поверхностью, допуски должны быть меньше.

На фиг. 4 показано линейное соединение отдельных тележек 1, 1', 1'' и 1''', каждая из которых содержит две тройки шаров. Такие соединения могут произвольно собираться и/или соединяться друг с другом. Например, при упругом соединении между элементами тележек их можно собрать в подвижную цепочку. В таких цепочках с тележечными элементами, имеющими каждый по одной тройке шаров, можно реализовать направляющие со сравнительно малыми радиусами кривых, так что тележки по изобретению могут использоваться в цепных конвейерах, которые позволяют подавать изделия во всех пространственных направлениях. Вместо стержней может использоваться поверхность каналов для обкатки шарами, в особенности тогда, когда в качестве направляющего канала используется металлический профиль.

На фиг. 6 показан другой вариант использования тележек в качестве субэлементов. Две тележки 1 и 1', каждая с одной тройкой шаров, жестко соединены перемычкой 11 друг с другом и образуют тележку для продольной транспортировки, которая может проходить кривые. Средства 8, 8' крепления при необходимости могут быть также поворотными цапфами в сверлениях.

Еще одну возможность многостороннего использования показывает соединение тележек на фиг. 7. Каждая тележка 1,1',1'',1''' имеет на корзинке шаров водило 12 с направленной вниз цапфой 8', а на корзинке шаров втулку для цапфы 8 таким образом, чтобы можно было цапфы водил вставлять во втулки и формировать таким образом цепочку.

На фиг. 8 показано абстрагированное от шаров изображение для обсуждения кинематических соотношений такой тележки. Три ведущих и ведомых группы АА, ВВ и СС состоят каждая из вала а, b и с на каждом валу по две шестерни. Эти шестерни в точках α β γ сцеплены друг с другом или с внешним миром. Точки β β β являются точками перехода шестерен от одной группы на другую, а точки α α α γ γ γ, являются точками перехода от тележки вовне на рельсы направляющей. В этом примере АА является ведущей группой, а ВВ, СС должны быть ведомыми группами. Таким образом, ось а является ведущей осью. Для лучшей наглядности направление вращения кромок стрелок показано перпендикулярными плоскости чертежа вектора (точка в круге вверх, крест в круге вниз). Таким образом, направление вращения в точках β β β направлено в плоскости чертежа, а на окружности, в точках α γ из плоскости чертежа вверх так, что вся тележка катится в направляющих, стоящих перпендикулярно плоскости чертежа, тележка под действием собственного веса двигалась бы сама вниз (падала). Здесь ясно видно, что три пары колес с точками зацепления (α β γ) ведут себя, как редуктор, который обкатывает сам себя и может катиться вдоль по направляющим. Если отойти от абстракции, в которой отдельные шестерни являются дисками, вырезанными из шаров и дополнить их до шаров, то и здесь видно, что три шара при изотропном приложении силы, обкатывая друг друга, могут катиться по направляющим без проскальзывания друг по другу или по направляющим стержням. Шары опираются друг на друга каждый в одной точке. В этой точке существует трение качения, которое, как и при трении качения по стержням, подавляет проскальзывание.

На фиг. 9 показано, как трение качения двух обкатывающих друг друга шаров 3, которые двигаются по рельсам, примерно поддерживают равновесие. Это значит, что тройка шаров, если она систематически не выводится из равновесия, также опирается регулярно на стенки корзинки и не создает там неуправляемого трения скольжения. Это имело место при непрерывной опоре на зону шара с высокой окружной скоростью и кратковременные, мгновенные касания этого рода при неравновесном процессе не могут длиться долго. Таким образом, тройка шаров в состоянии стабилизироваться в направлении движения. Обкатывающаяся тройка шаров по экспериментам показала минимальное трение скольжения.

На фиг. 10 показано предпочтительное расположение рельсов относительно шаров тройки, а именно таким образом, чтобы расстояние α α между стержнями одного рельса было равно расстоянию β β между точками касания о соседние шары. Точки обкатки α представляют точки касания со стержнями 6.

При указанном треугольном расположении радиусы обкатки всех трех шаров всегда одинаковы. Из этого получается одинаковая окружная скорость всех вращающихся шаров, за счет чего трение скольжения между шарами практически равно нулю. Действующее извне усилие так делится на шаровой системе, что сила всегда проходит через ось качения и так распределяется по рельсам, что корзинка не несет сил, смешающих тройку. Таким образом, тройка совершает обкатывание.

Шары при отсутствии нагрузки, например вне канала направляющей, свободно размещены в корзинке, но не выпадают из нее. Коpзинка может состоять из металла или пластмассы. Твердость примененного материала велика, потому что при нагружении шаров коpзинка участвует в нанесении нагрузки. Передаваемая корзинкой в области полюса нагрузка на шар всегда через пару шаров передается на канал, в котором движется тележка, имеющий для каждого шара рельсу с парой несущих стержней. Корзинка сидит на полюсах вращения шаров, так что шары не подвергаются трению со стороны корзинки, только лишь в образовавшихся под действием нагрузки ямках на плоскости корзинки. Однако там, где корзинка вынужденно опирается на шары, скорость движения о поверхности шара практически нулевая, так как корзинка опирается на инвариантные по скорости части шаров и трение там практически равно нулю (соответственно, площади ямки, образованной под нагрузкой).

На фиг. 11 показана нагрузка, действующая на тележку сверху, т.е. она прижимается нагрузкой к рельсам, причем участвуют в несении нагрузки шесть из возможных девяти точек касания. В этом случае нижний шар Q прижат к обоим стержням 6 рельса. Одновременно он опирается на оба верхних шара S и R, и старается их раздвинуть. За счет этого эти оба шара со своей стороны опираются на стержни своих рельсов, за счет чего тройка закрепляется между рельсами и шарами. Шары, в зависимости от нагрузки, опираются на один или оба из стержней рельса (это показано жирной точкой касания).

Ось W обкатывания шара Q горизонтальна (поперек направления движения), а оси W обкатки обоих других шаров R и S расположены под углом 60^о к ней и образуют таким образом, равносторонний треугольник. Корзинка, которая без нагрузки сравнительно свободна на тройке шаров, теперь в точках d обоих верхних полюсов D вращения шаров R и S опирается на тройку (утолщенные точки). Здесь хорошо видно, что радиусы обкатки до точек касания шар-шар и шар-рельса у всех трех шаров одинаковы. Нагрузка симметрично распределяется по точкам касания. Такая симметричная структура, как эта тройка, в состоянии так распределить все возможные приложенные снаружи силы, что всегда получается с точки зрения полного сопротивления благоприятное соотношение большой составляющей трений качения и малой составляющей трений скольжения. Таким образом, шары опираются либо на один, либо на оба стержня рельса, положение осей обкатывания и величина радиусов качения остаются всегда одинаковыми.

На фиг. 12 показано приложение силы, которая старается вытянуть тележку из канала направляющей. Это происходит, например, в подвесных конвейерах типа монорельс. В работе участвуют три из возможных девяти точек касания. Оба шара R и S опираются на их стержни 6 рельсов и разгружают одновременно шар Q. Этот шар при таком приложении нагрузки не нагружается ни нагрузкой, ни корзинкой, ни соседними шарами и катится свободно с остальными. Корзинка опирается на две инвариантные по вращению точки противоположных полюсов вращения обоих шаров R и S. Обе оси W обкатки при этом наклонены точно под 60^о друг к другу. Радиусы обкатки также одинаковы, так что оба нагруженных шара имеют одинаковую окружную скорость и также и в этом случае нагрузки можно ожидать лишь очень малого смешанного трения. Третий, ненагруженный шар Q в случае висячего конвейера (но не в случае действия силы вверх) катится по обоим другим шарам без передачи усилия). В связи с этим особым случаем можно предложить еще одну форму исполнения, только с двумя шарами, которой можно обслуживать висячие транспортеры, потому что здесь также участвуют только три из возможных девяти точек касания. Но это специальный случай, в котором действует тянущая сила, направленная поперек канала направляющей.

Эта форма исполнения показана на фиг. 13. Выемка, которая на фиг. 12 предусмотрена для шара Q, здесь отпадает, как и предусмотренный для этого шара рельс с двумя стержнями в направляющей. Корзинка содержит теперь два шара вместо трех, которые обкатываются по способу изобретения. Из них можно образовать цепочки подвесного конвейера, которые могут быть связаны упруго и гибко или же шарнирно, как это рекомендуется и для тележек с тройками шаров.

На фиг. 14 показан случай нагрузки, в котором направляющая 2 находится сбоку от тележки 1 слева и она прижимается к направляющей, и участвуют 6 из 9 возможных точек касания. Этот случай нагрузки возникает, например, при воздействии центробежных сил, причем центр тяжести тележки должен находится внутри направляющей. Подробнее этот случай обсуждается, чтобы показать, что смешанные формы нагружают тот же результат, как и представленные здесь идеализированные случаи. Для лучшего понимания корзинка с шарами расширена на определенный участок профиля, на который и воздействует сила так, что она проходит через центр тройки шаров.

Стержни шара S прижимают шар к двум соседним шарам и R и Q, которые прижимаются к стержням 6 собственных рельсов так, что тройка стабилизируется. Сила действует так, что она прижимает тележку справа к направляющей, так что корзинка, как показано стрелками векторов у трех точек d опирается на шары, причем на полюс D вращения шара.

На фиг. 15 показан еще один случай приложения нагрузки, по которому действующая на тележку сила стремится повернуть ее в канале направляющей (относительно общей оси), причем участвуют 6 из возможных 9 точек касания. Такой поворот действует на шары, рельсы и корзинку также, как и другие обсужденные уже случаи. Как только один из трех шаров за счет давления корзинки на один из его полюсов вращения нагружается, он передает действующее усилие на два соседних шара через их точки обкатывания, которые передают часть усилия на свои рельсы. Это ведет всегда к закреплению обкатывающей тройки, на полюса вращения которой действует корзинка. В этом случае сила от корзинки переходит на шары тройки в точках d полюсов D вращения поочередно, так что действующий на тележку момент Р вращения, который стремится повернуть тележку в канале направляющей, передачей сил через почти все оси обкатки компенсируется.

На фиг. 16 показана еще одна форма исполнения продольной системы транспортировки, в которой направляющая закрыта со всех сторон, а цепочка из тележек окружается ею. Представлена новая выполненная из тележек цепочка, которая движется в замкнутой направляющей и с помощью которой силы любого пространственного направления могут быть переданы вдоль оси направляющей. Сама направляющая может быть жесткой или гибкой, в зависимости от выбора или жесткости примененного материала. Так, фиг. 16 показывает возможность расположения тележки внутри полностью замкнутой направляющей 2. Тройка шаров 3 находится в корзинке. Полюса D вращения, в которых ось W обкатки проходит в шарах, опираются на поверхности 5 корзинки. В пазах в направляющей 2 в качестве рельсов установлены стержни 6, по которым катятся шары 3. Предпочтительно вместо круглых стержней применить четырехугольные или многоугольные стержни, чтобы для шаров были плоские поверхности качения. Они не должны быть широкими, лишь достаточными по ширине, чтобы выбрать корзинки за счет допусков и изменяющегося приложения силы. Направляющая 2 может изготавливаться по технологии непрерывной разливки или экструдирования, а рельсы добавочно вставляться, или же отливаться в одной рабочей операции с изготовлением. Корзинки с ее шарами должны быть или гибкими или шарнирно соединенными, если требуется работать в кривой направляющей, но может быть использовано и жесткое соединение между двумя или более тележками. Показанная здесь конструкция более пригодна для жесткой системы, чем для гибкой. Однако и здесь достаточно лишь методично приспосабливать способ по изобретению к требованиям, чтобы получить нужное решение.

Выполненное по предложенному способу устройство продольной транспортировки с тележками и направляющей может выполнять задачи, которые уже выполняют известные металлические системы с шарами или другими телами качения, при применении таких материалов. Если применять металл и пластмассы, то получаются системы продольной транспортировки, которые либо дешевле, и/или легче по весу, или же имеют другие свойства, отличные от вышеназванных. Если требуется особая подвижность, то она также может быть реализована предложенным способом и одной из предложенных форм исполнения.

При эксплуатации любой или все из рассмотренных случаев воздействия сил могут встречаться и комбинироваться или меняться в быстрой последовательности. Однако любая прилагаемая сила передается с тележки на оси обкатывания шаров, т. е. составляющие сил передаются на шары через полюса их вращения. Нагруженный таким образом шар обкатывается по двум точкам на рельсе и двумя на соседних шарах. Сопротивление трения при этом складывается из трения качения в 9, а не в 12 точках качения и трения скольжения в 2-3 полюсах вращения шаров. Так как трение качения (фиг. 9) держит тройку шаров в равновесии, и этот баланс нарушается лишь неравномерностями в обкатке, например, за счет положительных (отрицательных) ускорений толчки, сотрясения, процессы торможения и ускорения, которые кратковременно прекращаются, чтобы затем проявиться вновь к рассчитываемому сопротивлению трения нужно еще добавить случайное сопротивление, которое можно определить лишь, эмпирически, но по результатам экспериментов оно оказалось несущественным.

Тележки с тройками шаров могут соединяться в различных сочетаниях. Корзинка для тройки шаров незначительно толще диаметра шаров, так что эта тележка получается достаточно малой. Если соединить множество таких тележек шарнирными или упругими связями, то можно получить цепочку с удивительно легким ходом, что, например, подходит для цепного конвейера. Если в цепном транспортере известного рода приходится проделать или проталкивать цепь через канал направляющей, возникают значительные трудности, приходится применять смазку. Это сопротивление скольжения в конечном счете ограничивает длину таких конвейеров. Цепочка из предлагаемых тележек не требует применения смазки, и никакая скользящая в канале обычная цепь не имеет столь малого сопротивления, как цепочка по изобретению.

Формула изобретения

1. Способ перемещения шаровидных тел качения в направляющих, включающий расположение по меньшей мере двух тел качения с контактом каждого из них с направляющей с нагружающим средством и с соседним телом качения, перемещение в направляющих с обкатыванием каждого тела качения вокруг его оси вращения по его окружности, обкатки и приложение нагрузки к каждому телу качения, отличающийся тем, что каждое тело качения располагают с контактом с направляющей в двух точках и с соседним телом качения в одной точке, причем одна из точек касания тела качения с направляющей расположена на одном диаметре общей окружности обкатки этого тела качения с точкой касания этого же тела с соседним телом качения, а нагрузку прикладывают к каждому телу качения.

2. Система продольного транспортирования, включающая направляющую, установленный с возможностью перемещения в последней по меньшей мере один ходовой узел с телами качения, тягами качения, каждое из которых расположено с возможностью касания с направляющей, ходового узла и соседнего тела качения, отличающаяся тем, что ходовой узел имеет по меньшей мере один сепаратор с размещенными в нем тремя взаимно соприкасающимися телами качения, а направляющая выполнена в виде трех рельсов с расположенными под углом 120^o одна к другой тремя поверхностями обкатки, при этом точка касания тела качения с рельсом и точка касания этого же тела с соседним телом качения расположены на одной окружности обкатки, причем сепаратор выполнен по меньшей мере с одной опорной поверхностью, параллельно расположенной по отношению к плоскости, проходящей через названную окружность обкатки, общую для точек касания тела качения с рельсом и с соседним телом качения.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что направляющая выполнена в виде трубы или рукава, а сепаратор тел качения для каждого тела качения выполнен с двумя параллельными опорными поверхностями.

4. Система по п.2, отличающаяся тем, что направляющая выполнена с отверстием между двумя рельсами, в котором ходовой узел размещен с возможностью выхода на наружную поверхность направляющей.

5. Система по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена гибкими связями, смонтированными между ходовыми узлами.

6. Система по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена шарнирными элементами, смонтированными между ходовыми узлами.

7. Система по п.2, отличающаяся тем, что сепаратор выполнен в виде корпуса с тремя сквозными каналами, оси которых расположены под углом 120^o, при этом в каждом сквозном канале размещено тело качения между соседним телом качения и направляющей.

8. Система по п.2, отличающаяся тем, что каждый сепаратор тел качения выполнен из более мягкого материала, чем материал тел качения.

9. Система по п.2, отличающаяся тем, что каждый сквозной канал выполнен с круглым поперечным сечением и изменяющейся по длине величиной диаметра, причем диаметр на входе в сквозной канал меньше диаметра тела качения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16