Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_14082
.pdf
На рисунке 6 представлен фрагмент в разрезе в увеличенном масштабе, демонстрирующий два
удерживающих устройства, которые могут быть использованы в конструкции, показанной на рисунке 5. 70 На
рисунке 7 представлен вид, аналогичный рисунку 6, демонстрирующий альтернативные варианты
расположения удерживающих устройств, как показано на рисунке 6.
На рисунке 8 представлен вид с торца конструкции, показанной на рисунке 1, иллюстрирующий один из
способов крепления аппарата, позволяющий его регулировать.
Рисунок 9 представляет собой частичный поперечный разрез аппарата и его крепления, показанного на
рисунке 80.
На рисунке 10 показан фрагмент регулируемого крепления, изображенного на рисунках 8 и 9.
На всех чертежах одинаковые буквы обозначают одинаковые детали. 85 Обращаясь к конструкции,
показанной на рисунках 1 и 2, шпиндель А такой конструкции и размеров, какие могут быть желательны,
установлен с возможностью вращения в подшипнике В подходящего типа. На одном из концов шпинделя под
углом 90° закреплена сфера А', предпочтительно выполненная заодно со шпинделем и представляющая
собой подшипниковый элемент. Ротор C включает в себя дискообразный элемент C' с утяжеленным ободом
или периферийной частью подходящей формы, 95 диск установлен на ступице, состоящей из двух
разделяемых чашеобразных частей C2 и C3, которые при соединении образуют полый сферический
подшипниковый элемент, взаимодействующий со сферическим подшипником 100 элемента A'. Зазор между
этими изогнутыми опорными поверхностями таков, что между ними поддерживается тонкая пленка смазки.
Чашеобразный подшипниковый элемент C2, C3 выполнен таким образом, чтобы обеспечить ротору 105
свободу перемещения независимо от шпинделя A, так что его ось может колебаться вокруг центра
сферического подшипникового элемента A'.
Ротор имеет ряд лопаток C4, расположенных предпочтительно радиально и перпендикулярно плоскости
роторного диска C1. Периферийные части этих лопаток имеют изогнутый контур, практически совпадающий со
сферой, центр которой совпадает с центром сферического подшипникового элемента А'. При вращении
шпинделя А вращение передается ротору С через взаимозацепляющиеся сферические подшипниковые
поверхности элементов 120 А' и С2, С3. Под воздействием воздушного потока на лопатки C4 ротор будет
испытывать сопротивление или ограничение, в результате чего он будет вращаться со скоростью, меньшей,
чем скорость вращения шпинделя. Если теперь шпиндель А смещен на 125 градусов, ротор не будет
вынужден следовать непосредственно за угловым движением шпинделя, но ось ротора будет отклонена
относительно центра подшипника и, относительно него, будет взаимодействовать с метками H' на окне H (см.
рисунок 8), что позволит определить отклонения оси ротора относительно оси шпинделя А. 70 Две части D, D'
корпуса снабжены практически радиальными фланцами D5, которые могут быть скреплены болтами, но с
проставками D6, оставляющими отверстия, через которые воздух может выходить из корпуса.
Для обеспечения быстрого и, при необходимости, существенного совпадения осей ротора и шпинделя после
отклонения оси ротора может быть использована конструкция, подобная показанной на рисунке 1. В
отверстии, проходящем по всей центральной части шпинделя А, находится и может скользить стержень К.
Конец отверстия в шпинделе 85 располагается в стенке сферического подшипникового элемента А', а конец
стержня К, расположенный на этом конце отверстия, имеет закругленную форму. Приложив давление к
внешнему концу стержня К, его закругленный внутренний конец под углом 90° может быть прижат к
внутренней поверхности подшипникового элемента роторной чашки С3, в результате чего, если ось ротора
была отклонена, эта ось быстро восстановит существенное совпадение под углом 95° с осью шпинделя А.
Стержень К может быть расположен различными способами, что позволяет прикладывать это давление по
мере необходимости. В показанной конструкции наружный конец 100-дюймового стержня снабжен воротником
или фланцевой крышкой K', а между этим воротником и прилегающим концом шпинделя A или какой-либо его
частью расположена витая пружина K2, которая, таким образом, стремится отвести внутренний конец стержня
K от контакта с подшипниковым элементом ротора C3.
Стенка корпуса G, расположенная напротив наружного конца шпинделя K, образована камерой G', внутренняя
сторона 110 которой представляет собой гибкую диафрагму G2, в центре которой расположен выступ G3,
закругленный конец которого упирается в наружный конец шпинделя K или фланцевую крышку K' на конце
этого шпинделя. 115 Труба G4 отводит трубу от камеры G', при этом камера заполняется жидкостью, такой как
воздух или масло. С помощью кнопочного устройства соответствующей конструкции можно приложить
давление к диафрагме G2 таким образом, чтобы вдавить стержень K внутрь и тем самым прижать его
закругленный конец к подшипниковому элементу роторной чашки C3. Как только это давление ослабнет,
пружина K2 снова оттянет стержень K.
Вместо внутреннего конца стержня К, предназначенного для контакта с внутренней поверхностью
подшипникового элемента ротора С3, может быть предусмотрена ось 130 шпинделя, что позволяет получать
данные об угловом отклонении шпинделя А и корпуса, на котором он установлен.
Ротор заключен в корпус, удобно выполненный из двух разделяемых частей D, D', которые вместе имеют в
целом практически сферическую форму, причем центр корпуса совпадает с центром сферического
подшипникового элемента A'. Размеры корпуса и лопаток С4 таковы, что периферийные части последних
прилегают к внутренней стенке корпуса D, D'. С одной стороны, в корпусе D закреплен подшипник шпинделя
B, при этом крепление этого подшипника выполнено таким образом, что отверстия E закрыты сеткой или
подобным материалом E', что позволяет воздуху поступать в корпус. Конец шпинделя А выступает за
подшипник В с внешней стороны корпуса D, и в показанной на рисунке конструкции на этом конце шпинделя
расположена коническая шестерня F, которая входит в зацепление с коническим колесом F', установленным
на конце вала, вращательно закрепленного в подшипнике F2, установленном в подходящем корпусе G,
который каким-либо удобным способом закреплен на корпусе D. Коническое колесо F' может приводиться в
движение гибким валом или другими средствами от какого-либо удобного источника энергии, чтобы придавать
шпинделю А вращение с желаемой скоростью.
Часть D' наружного корпуса, расположенная вдали от шпинделя А и его подшипника, снабжена трубчатым или
колоколообразным выступом D2, часть которого D3 имеет коническую форму, вершина этого конуса лежит на
оси шпинделя А и удобно прилегает к центру сферического подшипникового элемента А'. Устье конического
выступа закрыто стеклянной пластиной H, образующей окно, на котором нанесены метки, такие как 4,5
пересекающиеся линии HI, показанные на рисунке 8. В трубчатом удлинителе D2 предпочтительно
предусмотрены отверстия D4, закрытые сеткой, через которые воздух может поступать в корпус. На
чашеобразном элементе C3 ступицы ротора жестко закреплен рычаг J, который перпендикулярен плоскости
роторного диска C' и, следовательно, совпадает с осью ротора. Внешняя часть J1 этого рычага имеет удобную
упругую конструкцию, а на его конце или вблизи него расположен небольшой ролик J2. Если угловое
смещение шпинделя А таково, что ось ротора отклоняется за пределы, определяемые размерами конической
части D3 удлинителя корпуса, ролик J2 на конце рычага J1 войдет в контакт с конической частью D3
удлинителя, и повреждение ротора будет предотвращено.
Наружный конец рычага J1 или ролика J2 341,519 между этими частями расположен шарик, который покоится
в конце отверстия в шпинделе A, в котором находится шток K. Затем, когда шток вдавливается внутрь,
давление передается на шарик, заставляя его соприкасаться с внутренней поверхностью элемента роторной
чашки.
Смазка соприкасающихся изогнутых поверхностей подшипника может осуществляться путем подачи масла
через отверстие, проходящее аксиально через шпиндель А, независимо от того, содержит ли это отверстие
скользящий стержень К, как описано выше, или нет. Смазка может подаваться из подходящего источника на
наружном конце шпинделя А, при этом подача должна обеспечивать поддержание тонкой пленки смазки
между поверхностями подшипников.
Удобным решением является подача смазки в корпус G, откуда она может попасть к изогнутым
подшипниковым поверхностям через отверстие в шпинделе A; этот источник также служит для подачи смазки
к подшипнику B шпинделя A.
Теперь обратимся к альтернативной конструкции, показанной на рисунках 3 и 4. Ротор и шпиндель здесь
сконструированы и расположены относительно своих основных характеристик, как описано и показано на
рисунках 1 и 2. Однако в данном случае рычаг J, выступающий из ротора, не функционирует непосредственно
как указатель или индикатор, а посредством этого рычага осуществляется ограничение вращения ротора
относительно колебаний оси ротора в одной плоскости. Конструкция корпуса несколько изменена: одна часть
имеет сферическую форму, как показано на рисунке S, а напротив этой части находится несколько трубчатый
элемент D7, на котором закреплена дискообразная пластина D8.
Вблизи оси приводного шпинделя предусмотрены соответствующие воздухозаборники, закрытые сеткой, а в
той части обтекателя, которая расположена вокруг ротора, предусмотрены воздуховыпускные отверстия, не
показанные на чертеже. Пластина D8 представляет собой индикаторный циферблат, на внешней поверхности
которого нанесена соответствующая маркировка, а сама пластина закрыта стеклянным окном H2. U-образная
рама L снабжена цапфами L' и L2, которые установлены на подшипниках D9 и D1O, расположенных
соответственно в части D корпуса и вокруг центра диска D8. Наружный конец роторного рычага J установлен в
соответствующем подшипнике L3 в раме L A5. На конце цапфы рамы L2 закреплена индикаторная стрелка L4.
Этот цапфа также снабжена рычагом L&, удобно направленным в противоположную сторону от стрелки
индикатора L4, и к этому рычагу присоединен один конец витой пружины L6, другой конец которой прикреплен,
как показано на рисунке L7, к некоторой точке на циферблатной пластине D8. На изображенной схеме в
циферблатной пластине D8 образована четвертичная пазовая прорезь D", через которую проходит штифт L8
от конца рычага L5 через прорезь D", причем один конец пружины L6 соединен с этим штифтом L8.
При таком расположении пружина L6 может быть размещена вне поля зрения на внутренней стороне
циферблатной пластины D8. 70 Подшипник D10 несет на себе соответствующий изогнутый защитный экран
D12, который служит внутренним корпусом, охватывающим ту часть ротора, которая находится в трубчатой
части D7 наружного корпуса. Предпочтительно, рычаги качающейся рамы L диаметром 75° выступают, как
показано на рисунке L9, за пределы цапф LM, L2 и утяжелены таким образом, чтобы сбалансировать раму
относительно оси цапф.
При такой конструкции, благодаря ограничению 8{S, накладываемому на ротор рамой L, в случае углового
смещения шпинделя A в направлении, отличном от плоскости, перпендикулярной оси цапф L', L2, эта рама
будет вынуждена качаться на больший угол вокруг оси цапф L', L2, и, соответственно, стрелка I4 на шкале
циферблатной пластины D& покажет увеличенное значение скорости отклонения шпинделя относительно
ротора. Пружина L6 будет ограничивать качательные движения рамы L.
В описанной выше конструкции видно, что ось цапф 95 L', L2 проходит через центр сферического
подшипникового элемента A'. В конструкции, показанной на рисунке 5, ось цапфы смещена в сторону от
центра, но проходит через ось шпинделя 100 А. Это обеспечивает альтернативный способ ограничения
качательных движений рамы L.
Вследствие этого смещения оси цапфы необходимо модифицировать соединение 105 между ротором С и
рамой Л через рычаг J, последний в данном случае снабжен частью, которая может телескопически скользить
в направлении своей оси. Один из вариантов такой конструкции 110, показанный на рисунке 5, представлен в
увеличенном масштабе на рисунке 6. Наружная часть рычага К выполнена штифтом J3 такой длины, чтобы он
проходил через отверстие 115, образованное в центре подшипника L3 в раме L. Этот подшипник имеет
чашеобразную форму и взаимодействует с шариком J4, который может скользить по штифту J3.
За шариком находится втулка J5, которая может скользить по штифту J3, а между этой втулкой 120 и концом
основной части J рычага или соответствующим образом расположенной втулкой, закрепленной на рычаге,
находится витая пружина J6, которая стремится прижать шарик J4 к подшипнику L3.
Когда рама L качается вокруг своей оси цапфы 125°, штифт J3 может скользить через шарик J4 в подшипнике
L3 в раме L, преодолевая сопротивление пружины J6, благодаря которой шарик будет постоянно
удерживаться в зацеплении с подшипником 130 341,519 341,519. Данная конструкция представляет собой
один из способов ограничения перемещения ротора.
В данной конструкции удобно использовать устройство, изображенное на рисунке 6, в качестве еще одного
средства для ограничения колебательных движений ротора вокруг центра взаимозацепляющихся
подшипниковых элементов A' и C2, C3. Шпиндель А выполнен полым и содержит внутри себя скользящий
стержень К, как в конструкции, показанной на рисунке 1, но в этом случае стержень К постоянно прижимается
внутрь, так что его конец постоянно находится в контакте с внутренней поверхностью подшипникового
элемента ступицы ротора С3, пружиной К4, расположенной между кольцом или крышкой К' на конце стержня К
и регулируемым винтовым штифтом Г5, установленным в стенке корпуса Г, который охватывает наружный
конец шпинделя А и механизм, посредством которого этот шпиндель приводится в движение. Путем
регулировки шпильки G5 можно изменять давление, оказываемое пружиной K4 на шток K.
Как и в конструкции скользящего стержня К, описанной на рисунке 1, здесь также, при необходимости, между
внутренним концом стержня К и прилегающей поверхностью подшипниковой чашки С3 может быть помещен
шарик.
Два устройства, более подробно изображенные на рисунке 6, могут быть объединены, как показано на
рисунке 7.
Рычаг J, выступающий из ротора, выполнен полым, и в нем может скользить стержень M. Внешняя часть M'
этого стержня входит в зацепление с шариком J4 и может скользить сквозь него, в то время как шарик J4
входит в зацепление с подшипником L3 в качающейся раме, как показано на рисунке 6. В данном случае витая
пружина Je расположена между кольцом M2, закрепленным на стержне M, и скользящим кольцом J5, которое
прилегает к шарику J1. Давление, оказываемое пружиной J6, с одной стороны, будет ограничивать
колебательные движения рамы L и удерживать шарик J4 в подшипнике L3, а с другой стороны, будет
прижимать закругленный внутренний конец стержня M или шарик, который может там находиться, к
поверхности сферического подшипникового элемента A'.
На рисунках 8, 9 и 10 в качестве примера показан один из способов крепления аппарата, который в данном
случае выполнен, как показано на рисунках 1 и 2, причем это крепление позволяет регулировать угол наклона
корпуса и находящегося внутри него аппарата. Корпус D, D' снабжен цапфами D13, установленными в
подшипниках N, закрепленных в некотором удобном положении на подвижном теле, на котором используется
индикатор отклонения. Ось этих цапф проходит через центр сферического подшипникового элемента 6J5 A.
Цапфы могут быть выполнены заодно с двумя из описанных выше дистанционных элементов j-6,
расположенных между фланцами]i5, с которыми снабжены две части D Of, но цапфы 70 могут быть
выполнены или расположены иначе, как сочтено целесообразным. Один из цапфовых подшипников N несет
неподвижную квадрантную пластину N', имеющую в ней отверстия или выемки X2, расположенные на
расстоянии 75 друг от друга по окружности в зависимости от необходимости. Цапфа D13, которая входит в
зацепление с этим подшипником, имеет закрепленный на ней пружинный рычаг 0, на конце которого
находится закругленный штифт 01, предназначенный для зацепления 80 с отверстиями или углублениями в
неподвижной пластине N1.
Удобно, что витая пружина P, расположенная вокруг цапфы D13, стремится притянуть рычаг 0 к пластине N1.
С помощью этого устройства весь аппарат можно поворачивать вокруг оси цапф D'3 и устанавливать под
желаемым углом, при котором он будет удерживаться действием фиксатора 0, 01.
В некоторых случаях весь аппарат может быть установлен на карданных подвесах, позволяющих ему
свободно качаться в любом направлении, при этом аппарат утяжеляется каким-либо удобным способом, так
что действие силы тяжести будет стремиться поддерживать его положение постоянным относительно
вертикали. Необходимый вес может быть обеспечен различными способами, например, путем установки в
подходящем месте на корпусе электродвигателя, который служит для привода шпинделя А, при этом ток,
подаваемый на двигатель, осуществляется через гибкое соединение, расположенное таким образом, чтобы
не препятствовать свободному качанию аппарата в его карданном креплении.
Путем соответствующей модификации средства 105, используемого для индикации отклонений оси ротора от
ее совпадения с осью шпинделя, устройство может быть использовано для различных целей. Таким образом,
устройство может использоваться на летательном аппарате для индикации 110 изменений курса как в
горизонтальном, так и в вертикальном направлении, а также бокового наклона. Кроме того, его можно
использовать там, где необходимо временно удерживать какой-либо элемент в заданном положении,
горизонтальном или вертикальном, 115 во время движения корпуса, на котором установлен аппарат.
Конструкция и размеры ротора могут изменяться по мере необходимости, а детали всей конструкции также
могут быть изменены по мере необходимости.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я 125
Соседние файлы в папке патенты