Противоударный подпятник для керновой опоры

 

Опорный элемент противоударного подпятника для керновой опоры выполнен в форме стакана с тонким, плоским, упругим тонким дном и осевым стержнем. Осевой стержень расположен внутри стакана и выступает за его открытый торец. Опорная поверхность элемента выполнена в виде кратера. Для более чувствительных приборов с целью уменьшения момента трения в опорах при горизонтальном расположении оси форма кратера выполнена в виде конуса, сопряженного с цилиндром, причем место сопряжения конуса с цилиндром имеет фаску радиусом, равным радиусу закругления керна. Толщина дна стакана может быть меньше диаметра стержня в 2-4 раза, а диаметр дна стакана в 1,5 - 2 раза меньше длины стержня. Опорный элемент может быть выполнен из термопластичного материала с наполнителем, содержащим 20% MOS₂ или 15% стекловолокна. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при изготовлении электроизмерительных приборов с креплением подвижной части в керновых опорах.

Известны подпятники для керновых опор электроизмерительных приборов, содержащие винт и опорный элемент из камня, закрепленного в винте, при этом опорная поверхность камня выполнена в виде кратера конусообразной формы [1].

Известны также подпятники для керновых опор электроизмерительных приборов, содержащие винт и опорный элемент из камня, закрепленного в винте, при этом камень, заделанный в оправку, может скользить внутри винта, сжимая пружину - амортизатор [2].

Серьезным недостатком известных подпятников является их высокая стоимость, обусловленная использованием в качестве опорных элементов драгоценных естественных или искусственных камней (минералов) высокой твердости, низкую прочность при механических воздействиях, вызываемую большой твердостью (отсутствием податливости) опорной поверхности.

Наиболее близким по технической сущности являются подпятники керновых опор электроизмерительных приборов, содержащие винт и опорный элемент, выполненные воедино из самосмазывающегося пластика с упрочненной поверхностью кратера [3].

Однако винт-подпятник, выполненный полностью из самосмазывающегося термопластика имеет недостаточную надежность фиксации в обойме прибора, обусловленную тем, что к полимерным самосмазывающимся материалам типа аман, тесан, арилокс и фторопласт не пристают клеющие вещества, смолы, а также щелаки даже при тщательном их обезжиривании.

Так как все полимерные материалы, в отличие от металлов, имеют из-за низкого модуля упругости большие деформации, то под действием нагрузки и при неоднократном выворачивании и заворачивании подпятников возможно нарушение резьбы на винте, что приведет к нежесткому креплению, а следовательно, и к изменению величины осевого зазора между парой керн-подпятник.

Кроме того, наличие резьбы на винте с мелким шагом для обеспечения возможности более точного регулирования осевого зазора и обязательное наличие величины осевого зазора приводит к усложнению процесса сборки подпятника с обоймой и выставлению зазора в опорах.

Поэтому желательно разработать такую конструкцию подпятника, который упрощал сборку его с обоймой и был работоспособен без величины осевого зазора, который является основным конструктивно-технологическим параметром, обуславливающий эксплуатационные и метрологические характеристики прибора.

Изобретение направлено на упрощение сборки подпятника с обоймой, повышение ударопрочности, вибропрочности, уменьшение момента трения при горизонтальном расположении оси и повышение износостойкости.

Это достигается тем, что в противоударном подпятнике для керновой опоры, содержащем опорный элемент, выполненный из синтетического материала, с опорной поверхностью в виде кратера, опорный элемент выполнен в форме стакана с тонким, плоским, упругим дном и осевым стержнем, расположенным внутри стакана и выступающим за открытый торец, причем открытый торец имеет наружные и внутренние бортики. Толщина дна стакана меньше диаметра стержня в 2-4 раза, а диаметр дна стакана в 1,5-2 раза меньше длины стержня.

Кратер опорной поверхности имеет форму конуса, сопряженного с цилиндром, причем на поверхности сопряжения выполнена фаска с радиусом, равным радиусу закругления керна.

Опорный элемент выполнен из термопластического материала с наполнителем, содержащим 20% MOS₂ или 15% стекловолокна.

В предлагаемом противоударном подпятнике по сравнению с прототипом опорный элемент выполнен в форме стакана с тонким, плоским, упругим дном и осевым стержнем, расположенным внутри стакана и выступающим за открытый торец, причем открытый торец имеет наружные и внутренние бортики, а толщина дна стакана меньше диаметра стержня в 2-4 раза, диаметр дна стакана в 1,5-2 раза меньше длины стержня. Это позволяет упростить технологию сборки подпятника с обоймой прибора, повысить ударопрочность, вибропрочность и износостойкость.

Таким образом, предлагаемый подпятник обладает существенными отличиями, позволяющими достичь цели изобретения.

На фиг. 1 схематично изображен подпятник, в котором кратер опорной поверхности имеет форму конуса; на фиг. 2 - подпятник с опорной поверхностью в виде кратера, установленный в обойму прибора (прибор не показан); на фиг. 3 - кратер подпятника в форме конуса в увеличенном виде.

Предлагаемый подпятник (см. фиг.1) выполнен в форме стакана 1 с тонким плоским упругим дном 2 и осевым стержнем 3, расположенным внутри стакана и выступающим за открытый торец 4, причем открытый торец имеет наружные 5 и внутренние 6 бортики.

В подпятнике кратер 7 опорной поверхности имеет форму конуса, сопряженного с цилиндром, причем на поверхности сопряжения выполнена фаска радиусом, равным радиусу закругления керна, т.е. R=R_k (см. фиг.3).

Наружный диаметр подпятника несколько превышает диаметр отверстия, в которое он устанавливается. Установка подпятника в обойму 8 производится нажатием на выступающий конец центрального стержня, при этом диаметр подпятника со стороны дна стакана уменьшается и свободно входит в отверстие. При установке подпятника плоское дно стакана выпучивается наружу, образуя сферический купол, а внутренний бортик 6 охватывает центральный стержень 3 с большим зазором. Купол подпятника служит амортизирующим элементом, центральный стержень ограничивает радиальное смещение керна при ударах.

Опытный образец предлагаемого подпятника для магнитоэлектрического прибора типа M 4200 изготовлен из стеклонаполненного полиамида литьем под давлением.

Испытания прибора с прилагаемыми подпятниками показали, что последние, обладая простотой конструкции и технологии изготовления, обеспечивают прибору высокие метрологические и эксплуатационные характеристики.

Формула изобретения

1. Противоударный подпятник для керновой опоры, содержащий опорный элемент, выполненный из синтетического материала с опорной поверхностью в виде кратера, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен в форме стакана с тонким, плоским, упругим дном и осевым стержнем, расположенным внутри стакана и выступающим за открытый торец, причем открытый торец имеет наружные и внутренние бортики.

2. Подпятник по п.1, отличающийся тем, что толщина дна стакана меньше диаметра стержня в 2 - 4 раза, а диаметр дна стакана в 1,5 - 2 раза меньше длины стержня.

3. Подпятник по п.1 или 2, отличающийся тем, что кратер опорной поверхности имеет форму конуса, сопряженного с цилиндром, причем на поверхности сопряжения выполнена фаска с радиусом, равным радиусу закругления керна.

4. Подпятник по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен из термопластического материала с наполнителем, содержащим 20% MoS₂ или 15% стекловолокна.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3