Шариковая опора для прямолинейных перемещений
Использование: машиностроение, опорные устройства для элементов, движущихся прямолинейно и вращающихся одновременно . Сущность изобретения: опора содержит неподвижный элемент в виде полого цилиндра с продольными желобами омегообразной формы в поперечном сечении под шарики, желоба выполнены на внутренней поверхности цилиндра. Диаметр шариков составляет 0,8 диаметр желоба, а высота борта желоба равна диаметру шарика. 4 ил.
(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 С 29/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР 4, 4;.,-, " - :. .::,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4770638/27 (22) 09.11.89 (46) 15.11.92. Бюл. hk 42 (72) С,A.Ïðèäàòêî, В.Г,Якунин и Н,С.ПридатКО (56) Патент ФРГ N. 3717162, кл. F 16 С 29/06, 1988, (54) ШАРИКОВАЯ ОПОРА ДЛЯ ПРЯМОЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Использование: машиностроение, опорИзобретение относится к машиностроеwe, в частности к опорным устройствам для элементов, движущихся прямолинейно, допускающих одновременное вращение (поворот) относительно направления прямолинейного перемещения, может быть использовано для опор, воспринимающих большую нагрузку на подвижную часть в нескольких направлениях, в том числе перпендикулярно прямолинейному перемещению, имеющих линейный размер (протяженность) подвижной части меньше, чем неподвижной, например, для опор магнитной швартовки судов, Известно устройство, представляющее собой опору качения для поступательного движения, содержащее неподвижный элемент, втулку. с циркуляционными каналами, заполненными телами качения, и подвижный элемент, вал.
В устройстве на внутренней поверхности втулки и, соответственно, на наружной поверхности вала выполнено несколько осевых желобов для нагруженных шариков.
Наличие желобов как на внутренней поверхности втулки,"так и на наружной поверхноные устройства для элементов, движущихся прямолинейно и вращающихся одновременно. Сущность изобретения: опора содержит неподвижный элемент в виде полого цилиндра с продольными желобами омегообразной формы в поперечном сечении под шарики, желоба выполнены на внутренней поверхности цилиндра. Диаметр шариков составляет 0,8 диаметр желоба, а высота борта желоба равна диаметру шарика. 4 ил. сти вала усложняет конструкцию и влечет собой необходимость специального крепл ния шариков, если протяженность вал меньше длины втулки.
Недостатками устройства являются воз- 2 можность защемления подвижного элемента в опоре при нагрузках, направленных под углом к прямолинейному перемещению, сложность и малая надежность конструкции. Кроме того, нет воэможности совмеще- 4 ния функций прямолинейного перемещения (Л вдоль оси и вращения (поворота) подвижно- (Я го элемента вокруг оси опоры.
Ф
Наиболее близким по техническому решению является устройство. в котором ) Ф опорная обойма содержит множество шариков, входящих в контакт со скалкой. Шарики помещены в канавки с диаметром, превышающим диаметр шариков, а со стороны, обращенной к скалке, имеются пазы с прорезями, ширина которых меньше диаметра шарика.
Недостатком прототипа является то, что укаэанные условия не определяют оптимальное соотношение прочности и габари1775564 тон устройства и не являются достаточными для надежной работы опоры, Целью изобретения является повышение надежности опоры.
Указанная цель достигается тем, что диаметр шариков, помещекных в омегообразные желобы на внутренней поверхности неподвижного элемента опоры больше 0,8 диаметра желоба, а высота борта желоба равна диаметру шарика.
На фиг. 1 представлена шариковая опора, Шариковая опора для прямолинейных перемещений состоит из неподвижной части, станины, 1 в виде полого цилиндра с вырезом, вала 2, расположенного вкутри станины, омегообразных желобов 3 на ннутрекней гинерхности станины, нагруженных шариков 4, удер>киваемых н омегообразном желобе, каналов с ненагруженными шариками 5, штока 6, жестко связанного с валом.
Устройство работает следующим образом, Усилие передается через шток 6 валу 2, от него — через нагруженные шарики 4 на станину 1. Вал 2 может совершать поступательное движение вдоль оси опоры. а также вращаться (поворачиваться) на определенный угол (до 90 ) относительно оси опоры, для чего в станине 1 сделан вырез для свободного хода штока 6, Если опора прлменяется в конструкциях, где усилие передается непосредственно на вал, а так>ке в тех случаях, когда длина (протяженность) нала намного больше линейного размера (протяженности) станины, так что последняя выполняет роль подшипника, вырез н станине не обязателен. В этом случае вал может одновременно перемещаться вдоль оси опоры и вращаться, Для надежной работы предлагаемой шариковой опоры должны соблюдаться ortределенкые соотношения между геометрическими размерами шарика и омегообразного желоба.
На фиг, 2 обозначены. 1 — дуга каружной поверхности станины; 2 -- дуга вала; 3— окружность омегообразного желоба радиуса г1; 4 — окружность шарика радиуса г2; h— высота сегмента D>AD, D При условии h --. 2(г1 — г2) или í - d2 (1) вал 2 будет опираться на шарик 3 и не касаться станины 1. Чтобы шарик удерживался в омегообразном желобе, хорда D Из рассмотрения треугольника ОВ0 (фиг. 2) с учетом (1 BD2 =- r> — ОВ == rt — (r> — h) — 4г г2 -- 4г2 (3) Подставляя (3) н неравенство (2), возведенное в квадрат, получим (4rir2 -4r2 ) г1, . 2, 2 т.е. 5 г2 > 0.8г1 или d2 > 0,801(4) Значит 0,8rt < г2 < r1. Таким образом, условия (1) и (4) являются необходимыми и достаточными для конструкции опоры, Причем, условие (1) 10 выбрано из требования наибольшей прочности, которая достигается при большей внутренней поверхности желоба. На фиг. 3 показана конструкция, где выполняются условия "Диаметр канавки пре15 вышает диаметр шарика, ширина прорези меньше диаметра шарика", но не выполняется условие (4). Такая конструкция не может служить опорой, На фиг, 4 штрихпунктирной линией по20 казана конструкция, где условие (4) выполняется, а условие (1) не выполняется (Н < d2). В этом случае, хотя s целом конструкция будет работоспособной, станина сможет воспринимать меньшие усилия, чем при Н = d2. 25 Таким образом. заявляемая конструкция более прочна, обладает более высокими показателями безотказности и долговечности, т,е, обладает повышенной надежностью, 30 Эти преимущества проявляются наиболее ощутимо при различных направлениях нагрузки на вал, когда шарики вращаются в гидравлической среде (воде), что имеет место в опорах для магнитной швартовки судов. 35 Возможность предло>кенного в данном изобретении технического решения шире, чем опора для подвески магнита в устройстнах электромагнитной швартовки судов, По существу предложенное решение является 40 протяженным шарикоподшипником и может быть использовано в разнообразных устройствах со скользящими вдоль оси и одновременно поворачивающимися относительно оси цилиндрическими поверхно45 стями, Реализация изобретения и его производственная применимость не вызывают затруднений, По усилию, воспринимаемому валом. определяются его диаметр, диаметр 50 шариков и число желобов в станине. По диаметру шарика, используя заявленкые соотношения, определяются оптимальные по прочностным условиям для данных габаритов опоры диаметр и высота желоба. Технико-экономический эффект применения изобретения состоит в оптимизации конструкции и повышении надежности ее работы при одновременном расширении функциональных возможностей. 1775564 Формула изобретения Шариковая опора для прямолинейных перемещений. содержащая неподвижный элемент в виде полого цилиндра с выпол- 5 ненными на внутренней поверхности продольными желобами омегообраэной формы в поперечном сечении под шарики, диаметр которых меньше диаметра желобов, подвижный элемент,отлича ю ща я ся тем, что, с целью повышения надежности, диаметр шариков превышает 0,8 диаметра желоба, а высота борта желоба равна диаметру шарика, 17755б4 4 0g ф /» Составитель С.Придатько - Редактор Л.Соколова Техред М.Моргентал Корректор О.Густи Заказ 4026 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат - Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 191
