Упругие опоры
Упругие опоры с внутренним трением для вращательного движения, часто называемые упругими шарнирами, имеют следующие преимущества: малое трение, отсутствие зазоров и необходимости в смазке, долговечность и надежность работы. К недостаткам относятся противодействующее изменяющееся усилие и ограниченная величина угла поворота подвижного звена.
Например, рычаги должны поворачиваться, чтобы обеспечить передачу измерительной информации от детали к индикатору.
Рисунок 5.9 – Рычаг
Закрепить рычаг можно на упругой опоре, рисунок 5.10.
Рисунок 5.10– Закрепление рычага на упругой опоре
Используем упругие опоры:
Если закрепить на одной пластине возможно не только угловое перемещение, но и перемещение вверх-вниз (например, вдоль линии измерения, что приведёт к дополнительной погрешности), рисунок 5.10.
Рисунок 5.11 – Закрепление рычага на пластине
Решение проблемы: две пластины дополняют друг друга, поэтому рычаг не движется в запрещённых направлениях, а только поворачивается: рисунок 5.11
Примеры крестовых шарниров, рисунок 5.12 и 5.13.
Рисунок 5.12 – Примеры крестовых шарниров
Недостаток: появление упругих сил, изменяющих измерительное усилие.
Рисунок 5.13 - Крестовый шарнир
где 
– подвижный рычаг;
– плоские пружины;
– неподвижное основание.
Рычаг поворачивается за счёт изгиба пружин.
Изгибные напряжения рассчитываются:
где 
– изгибающий момент;
- длина рычага;
– момент сопротивления изгибу.
– ширина пружины,
– толщина пружины.
Рычаг поворачивается много раз (циклов). Чтобы устройство не ломалось, берём большой запас прочности
Достоинства:
- отсутствие внешнего трения;
- низкие требования к точности изготовления;
- высокая долговечность.
Недостатки:
- значительные размеры;
- маленький угол поворота рычага;
- изменение измерительного усилия прибора из-за упругих сил в пружинах.
Материалы изготовления упругих пружин: У10А.
Проверка правильности выбора пластин:
где 
– угол поворота рычага от нулевого положения;
– коэффициент жёсткости системы.
В приборах наиболее широкое распространение получили ленточные, крестообразные и уголковые пружинные шарниры.
- ленточный шарнир, рисунок 5.14.
Рисунок 5.14– Изображение ленточного шарнира
Пружинная лента 2 жестко закреплена в рычаге 1 и неподвижном основании 3. Для устранения поворота рычага 3 вокруг оси Z-Z увеличивают ширину ленты 2 или применяют гибкие элементы уменьшенной ширины b, установленные на расстоянии a друг от друга. В обоих случаях оставляют минимальную свободную длину гибких элементов. Полагают, что при малых углах поворота ось вращения шарнира приближенно располагается в точке пересечения касательных, поведенных к начальной и конечной точкам пружинной ленты, т.е. находится в точке О. Положение оси X-X сильно зависит от приложенной к рычагу нагрузки.
Наклон столика 3 осуществляется на угол 
с точностью 
при помощи рычага 4 и винта 5. Каждая из пружинных лент 2 помещена между двумя стальными пластинами 1 и прикреплена к ним посредством точечной сварки.
- крестообразный пружинный шарнир
Состоит из двух пар одинаковых перекрещивающихся под углом 
стальных пластинок, прикрепленных концами к двум деталям, рисунок 5.15.
Рисунок 5.15 – Изображение крестообразного пружинного шарнира
Рамка 2 может поворачиваться без люфта вокруг оси О1О2, проходящей через линию пересечения пружин 1.
Такие шарниры имеют ряд преимуществ по сравнению с подшипниками.
Основное преимущество пружинных шарниров состоит в том, что в них имеется только трение упругости, поэтому они не требуют смазки и не подвержены износу, который бы увеличивал зазор (мертвый ход). Нагрузки таких шарниров обычно не бывают настолько велики, чтобы вызвать ошибку вследствие смещения пластинок. Пружины 1 выполняются равной длины и толщины. Применяются конструкции с двумя, тремя и четырьмя пружинными лентами, суммарная ширина которых на каждой стороне шарнира одинакова.
Дата добавления: 2015-02-05; просмотров: 2809;