Панов В.А. - Справочник конструктора оптико-механических приборов (1060807), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Кроме того, онн практически нечувствительны к колебаниям <смперлтуры, и пазтол<у их можно собирать без зазора и даже с леболыппм и пятам. К недостаткам плпрлвлякнцих с трением качения следует отпссш: более низкую <очность, обусловленную погрешностями поверхностей и шариков (роликов); меньшую грузоподъемность вследствие наличии ковтакта по точке или по линии, что также ухудшает и плавность хода; несколько больший габарит и большая стоимость изготовления. Однако отмеченные выше достоинства способствуют широкому использованию этих направляющих в точных приборах, Применение трения качения необходимо при изготовлении направляющих из нержавеющей стали, так как при трении скольжения они склонны к задиранию (заедапию).
Направляющие с трением качения выполняются на роликах или иголках н ла шариках. Направляющие яа роликах (рис, 11,6 н 11.7). При жесткой конструкции требуется оставлять зазор между роликами и напраалша<цимн для компенсации бпспия Ролика, кета<ности формь< плпрлпляюшпх и микроиеровностей. Завар далжсп быть пс менее 0,04 — 0,08 мм, 7!(есткап 468 конструкция не обеспечивает хорошей точности персмещепил каретки.
Целесообразно конструировать направляющие на роликах с силовым замыканием с помощью пружины. В качестве роликов длп получения легкого хода обычно используют шарпкопадшиппнки, При замыкании Рис. 11.6. Направлшощне па роликах пружиной перемещающаися каретка испытывает липейпыс и угловые колебания, зависящие от величины биения роликов, точности (прлмолинейности) и шероховатости поверхности направляющих, расстояния между роликамн.
Направляющие ма шариках. Наибольшее распространение получили призматические направляющие иа шариках (рис. 11.8), отличающиеся компактностью, технологичностью и достаточно легким ходом. Р Недостатком их является износ, вследстпие наличия, кроме трения качения, трения верчения. Обычно эти направ. лающие работа<от мало и на небольших скоростях, поэтому износ практически невелик Расстояние <<с>к!<у крайпимк п<а Рис, ! 1.7. Каретка иа ша- риками !. (Рис. 1!.9) выбиРается рикоподшипниках меньше рабочей длины паправлпющих на половину максимального перемещения з с некоторым запасом а. Для работы направляющей вцолие достаточно иметь три шарика — два с одной стороны н один с противоположной.
Обычно используют по два шарика с каждой сторонй<, а при значительной нагрузке и большой базе между шариками 469 Рнс. 11.9. Схема движения каретки иа шариках 471 может быть установлено и по три шарика с каждой стороны каретки. Большее число шариков нежелательно, так как возможно базирование каретки не на крайние, а на средние шарики. В этом случае точность направления и условия работы ухудшаются. Требуемое расстояние между шариками выдерживается за счет сепараторов. Генераторы бывают свободные и с принудительным движением. Свободныс сепараторы применяются двух типов; у сепараторов первого типа имеется только ограничение движения (рис.
! !.10); Рис. 1!.8. Призматические направляющие на шариках второго типа — кроме ограничения движения и фиксация при крайних положениях движущейся детали. Сепараторы первого типа следует применять только в горизонтально работающих направляющих. Прн использовании таких сепараторов в направляющих, работающих наклонно, в результате действия массы шариков и сепаратора может происходить постепенное проскальзывание шарикон вниз и в конечном счете заклиниванне направляющих.
Сепаратор второго типа несколько надежнее, так как оба его крайних положения контролируются штифтами (рис. !1.11). Если направляющая работает в условиях значительной тряски, вибраций или ударов, необходимо применить сепаратор с принудительным движением (рис.
11.12). При движении каретки относительно детали б ось шестерни 2, закрепленной на сепараторе 1, движется со скоростью в два раза меньшей, чем каретка. Шестерня д находится в зацеплении с рейками 4, закрепленными на каретке и направляющей. Сепараторы изготавливают из листовой стали, латуни, дюралюминия или пластмасс. 470 'Расчет силы трения в призматических направляющих. Касание п!арика и поверхности направляющей вследствие их упругости происходит не в точке, а на некоторой площадке, называемой площадкой соприкасания, Поэтому при каче~ни шарика возникает ие только трение качения, ио н трение скольжения (верчения), коюрое весьма существенно. Задача нахождения закона распределения. давления по Рис. 11,10. Сепаратор с одним ограничительным штифгом Рис.
11.11. Сепаратор с двумя ограничительными штифтами Рис. 11.12. Сепаратор с принудительным движением общей поверхности касания двух упругих тел решена Г. Герцем. При сжатии шарика диаметром д н плоскости при одинаковых материалах давление распределится в круге, ограниченном радиусом г, который зависит от сжимающей силы Р и модуля упругости Е материала: г =- 0,88 'э~ Рп) Е.
При качении шара но призматической направля!ошей происходит его относительное вращение вокруг перемещающегося центра площадки соприкасания, являющегося мгновенным центром вращения шарика. Момент трения верчения шарика равен й4 =05 соз 40" Здесь Р = () !2 — нагрузка на направляющие, в яоторую 2 соз 45" должна войти и сила натяга (если направляющие собраны с натягом); р — коэффициент трения скольжения. Тогда й!ь = 0,5Р!е т"7г ()г( созе 45' 4' 4Есоз45' ' Сопротивление движению каретки (4 равно: )с = ", + — „(2Ез+ !е), М„ и'саз 45' Л сов 45" где й — коэффициент трения качения. Второе слагаемое представляет собой сопротивление движению, создаваемое трением качения.
! — у й Рис. 11.14. Цилиндрические шариковые па. правляющне с принудительным движением сепаратора Рнс. 11.13. Столик л~икроскопа на призматических шариповых направляющих На рис. 11. !3 показан столик микроскопа, который можно передвигать по двум направлениям на призматических шариковых направлнющих. На рис. 11.14 приведена конструкция цилиндрической направляющей на шариках с принудительным движением сепаратора при помощи шестерни, закрепленной на сепараторе, и двух реек: одна рейка нарезана на валу, другая закреплена на трубе винтами.
На рис. !1.!5 изображены игольчатые направляющие для перез сщения по вертикали массивного столика микроскопа (тонкая паводка на ревность). Усилие Я для перемещения каретки, нагруженной силой Р (56), рассчитывают по формулам: а) па восьми пшрпкоподшнппнках (р*с. !1.?! + Мтр! + Мерз + Мтрз + Мтре~ 1 б) иа шариках (рис. 11.8), причем влияние трения верчения не учитывается ввиду сложности расчета Рис. 11.15. Игольчатые направляющие микрометрического движения столика микроскопа: Г сферическая пать; 3 — агла 473 472, Рис.
11.!И. Упр)тле направлвюн!ие индентера мнкротвердомера Рис. 11.19. Конструкция цапф , В этих формулах Фю — диаметр шарика, м; 0 — паругкпый диаметр шарнкоподшнпника, и; Д вЂ” коэффициент трения качения; Р— силн натяга пря сборке (1Π— 30 Н); (1 — половина угла профиля (45'); сс — угол, под которым направлена ,; Ж сила )7; з — число шариков; Мт щ момент трения в шарикоподшипииках, Н см прн нагрузке Р; М,„,— Рсоза.
то же при нагрузке Р+ 4 юп ()' бзатэп М,рз — то же прн нагрузке Р+ Р юла. + ! Мтр то же при иа. 4созР' тз .+ . +11 Рсоэа Рз1п а 11 4 з!п ()+ 4созй ' !! На рис. 11.16 приведена схема (! столика микроскопа с особо высокой ( топиктыо дпиження. Верхняя пла- взющан часть столика установлена )! ца трех шариках па нижней несу.-- —.1Р-" -1! щей каретке и имеет два упора из бакаута, которые упираются в стеклянный брус с точно изготовленной под пробное стекло поверхностью.
Плавающий столин прижимается к стеклянному брусу пружиной. Точность прямолинейного перемещении столика в горизонтальной плоскости может быть оценена средним значением вторых разностей ординат нерегулярных отнлоненнй 'от прямолинейности на длине 60 мм при интервале измерений .0,5,.мм и'равна 0,03 мкм. Рис. !1Л?. Упругие направляющие Ш.образного типа Направляющие с внутренним (молекулярным) трением Направляющие па Ш-образных плоских пружинах (рис.
1!.17) обеспечивают достаточно точную прямолинейность направления в горизонтальной. плоскости, перпендикулярной плоскости пружин. В церти- 474 кальной плоскости направление сохраняется менее точно. Такого рода направляющие применяют в измерительных микроскопах для персмешлиия измерительного столика. При перемещении, равном 25 — 50 мм, непрямолниейиость в горизонтальной плоскости составляет 0,2 — 0,5 мам.
На рис. 11.18 показана конструкция направляющих алмазной пирамиды (индеитера) в приборе для испытания на микротвердость. Пружинный параллелограмм направляет движение острия пирамиды по дуге радиуса, приблизительно равного 2(З длины свободной части пруживы, поэтому перемещение пирамиды обычно не более 0,5 мм.
Упругие направляющие малочувствительны к температурным колебаниям, отличаются небольшой величиной сопротивления двиэке нню и стойкости против износа. НАПРАВЛЯЮЩИЕ ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЪНОГО ДВИЖЕНИЯ В зависимости от вида тренин различают направляющие с трением скольжения, с трением качения н с трением упругости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
