Детали приборов

в 2,5—3,5 раза. Отношение длины к диаметру роликов для стальных направляющих выбирают равным 1,5—2.

При перемещении деталей по направляющим качения со скоростью движение тел качения сводится к поступательному перемещению со скоростью /2 и к вращ е- убедиться, рас-

нию вокруг собственной оси с окружной скоростью /2. В этом легко сматривая движение тел качения как вращение вокруг центров их мгновенного враще-

ния в точках контакта с неподвижной направляющей. Таким образом тела качения выкатываются из направляющих. Поэтому если подвижная и неподвижная направляющие при малых ходах имеют одинаковую длину, то длина сепаратора с телами качения должна быть меньше (рисунок 8.4, а).

а)

б)

в)

Рисунок 8.4 ‒ Схемы работы направляющих качения Во избежание свешивания каретки длина сепаратора должна быть больше длины

направляющей каретки (рисунок 8.4, б).

Когда необходимо обеспечить большие ходы, тела качения движутся по замкнутому контуру, благодаря чему вместо вышедших из контакта тел качения входят другие. В этом случае основное применение получают так называемые танкетки — самостоятельные централизованно изготовляемые опорные узлы с замкнутым движением тел качения (рисунок 8.4, в).

211

Сепарирование тел качения при малых по сравнению с длиной кареток ходах осуществляется простейшими сепараторами в форме планок с гнездами для тел качения.

Замкнутые направляющие качения выполняют с регулируемым зазором, а при необходимости иметь повышенную жесткость — с предварительным натягом. По аналогии с направляющими скольжения регулирование достигается планками или клиньями, поджимаемыми винтами.

Направляющие в виде роликов на осях выполняют обычно с эксцентриковыми осями; регулировка зазоров осуществляется поворотом осей.

Материалы тел качения — хромистые шарикоподшипниковые стали типа ШХ15. Оптимальные материалы направляющих — закаленная до высокой твердости (НRС 58—63) сталь ШХ15, хромистые и другие легированные стали, цементованные на достаточную глубину. Иногда стальные закаленные планки или стержни завальцовывают в материал направляющих. Разноразмерность тел качения не должна превышать 1—2 мкм в зависимости от точности направления. Непрямолинейность направляющих не должна быть выше 0,008—0,01 мм на 1 м.

Расчеты направляющих качения производят по формулам Герца. Наибольшее

контактное напряжение в роликовых направляющих:

н = 0,418 ≤ [ ]н

где Р — составляющая нагрузки, нормальная к поверхности грани направляющей и приходящаяся на рассчитываемый ряд тел качения; — число тел качения.

Допустимые контактные напряжения в направляющих выбирают меньшими, чем в подшипниках. Это связано с меньшей твердостью направляющих и меньшей точностью их изготовления.

8.3 Упругие направляющие

Направляющие выбираются с учетом многих факторов: скорости и диапазона возможных перемещений, значения и направления нагрузки, условий эксплуатации, требований к моментам сил сопротивления, точности направления движения, долговечности, стоимости, габаритных размеров и т.д.

Упругие направляющие применяют в приборах с ограниченным диапазоном перемещений подвижной части, рисунок 8.5.

носительно основания 3. 4 – крепежные накладки, которые крепят пружины, а 5 – накладки, повышающие устойчивость пружины в продольном направлении (увеличивают допустимую нагрузку ).

Достоинства:

- отсутствие износа в связи с отсутствием внешнего трения;

213

-низкие требования к точности изготовления детали.

-низкая стоимость и высокая технологичность.

Недостатки:

-значительные габариты;

-маленькая величина перемещения ∆х;

-переменное измерительное усилие;

-дополнительная сила упругости при перемещении блока.

Правильность выбора параметров параллелограмма проверяется через напряже-

214

Устойчивость параллелограмма относительно продольных нагрузок можно увеличить в 15…20 раз за счет установки накладок на пружину.

Жесткость в рабочем направлении увеличивается при этом в 1,5…2 раза. Увеличение рабочей жесткости параллелограмма не должно приводить к измене-

нию измерительного усилия прибора более чем на 10%.

Материалы, применяемые для изготовления упругих направляющих и их механические характеристики.

К материалам упругих направляющих предъявляется ряд специфических требований; например, они должны обладать высокой механической прочностью, упругостью и т.д. Материалами для направляющих служат: сталь марок 60С2Н, 65, платиносеребряный сплав ОВС; бронзы фосфористая ПлСр20, медно-хромистая БрХ0,5, мед- но-кадмиевая БрКд-2, беррилиевая БрБ2, оловянно-цинковая БрОЦН-3, кварц, серебро.

Конструкции направляющие для прямолинейного движения

Точность направления, легкость и плавность движения, и малый износ упругих направляющих – важнейшие факторы, определяющие точность работы, надежность и срок службы точных механизмов приборов, рисунок 8.6.

215

Рисунок 8.6 – Изображение плоского параллелограмма К точности движения ползуна в направляющих предъявляются следующие требо-

вания:

-сохранение движущейся деталью параллельности самой себе;

-отсутствие поперечных смещений ползуна при прямолинейном перемещении; Причинами неточности движения ползуна в направляющих являются погрешно-

сти формы направляющих, зазоры, прогибы деталей. На прогибы влияют силы трения и вес движущихся частей.

– модуль упругости материала пружины;

– момент инерции поперечного сечения пружины.

Направляющие на плоских пружинах (Двойной плоскопружинный параллелограмм)изображены на рисунке 8.7.

216

Рисунок 8.7 – Двойной плоскопружинный параллелограмм

Они обеспечивают прямолинейность направления движения в горизонтальной плоскости, перпендикулярной плоскости пружин. Такого рода направляющие применяют в точных измерительных микроскопах для передвижения измерительного стола. Величина перемещения составляет 25-30 мм.

На рисунке 8.8 показана конструкция направляющих алмазной пирамиды (пружинный параллелограмм) в приборе для испытания на твердость:

Рисунок 8.8 ‒ Упругие направляющие микротвердомера

Упругие направляющие на плоских пружинах предусмотрены двух типов: без накладок и с накладками, рисунок 8.9.

217

а)б)

а ‒ без накладок; б ‒ с накладками Рисунок 8.9 – Упругие направляющие на плоских пружинах

218