Упругая направляющая прямолинейного движения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 222 А 19) 1)4 Г 16 С 29/О ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ЗОБРетений и ОтнРыт ГОСУД АРС ПО ДЕЛА ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ л. 13ский приборостроительный обьев и Е. А. Мартиенк 8.8)С. и Педь Е. И. Прибор кого контроля в машин Изд-во стандартов. 197 тические 1972, ругие кинем щиностроени ЮЩАЯ Я, содернем двужестко тличаю- стабильУГАЯ НАПРАВЛ ОГО ДВИЖЕНИ становленными в ными мембранами вижным штоком, целью повышения АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) 1. УПРПРЯМОЛИНЕИНжашая кйрпус с умя перфорировансвязанными с подщаяся тем, что, с ности рабочего положения, она снабжена источником сжатого газа и гофрированной мембраной, жестко соединенной со штоком, имеющим две конические вершинами внутрь поверхности, и двумя жесткими с центральными отверстиями стенками, образующими с мембраной проточные камеры, связанные с источником сжатого газа и с окружающей средой через кольцевые зазоры, образованные центральными отверстиями в жестких стенках и коническими поверхностями штока.2. Направляющая по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью увеличения быстродействия и уменьшения расхода газа, она снабжена двумя сильфонами, один конец которых соединен со штоком, а другой - с жесткими стенками, и коническими иглами, закреплен- д ными на штоке со смещением относительно его оси и образующими с соответствующими фр отверстиями в жестких стенках зазоры.Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, а именно к упругим прецизионным направляющим прямолинейного движения с малым коэффициентом жесткости в рабочем направлении.Цель изобретения - повышение стабильности рабочего положения и уменьшение коэффициента жесткости упругой направляющей в рабочем направлении при сохранении жесткостных характеристик направляющей по ее нерабочим перемещениям.На фиг. 1 изображена упругая направляющая, общий вид; на фиг. 2 - вариант конструктивного оформления проточных камер.Упругая направляющая содержит две перфорированные мембраны 1 и 2, закрепленные в корпусе 3. Подвижный шток 4 закреплен на перфорированных мембранах 1 и 2 и гофрированной мембране 5. В корпусе закреплены две жесткие стенки 6 и 7, образующие с гофрированной мембраной 5 две проточные камеры 8 и 9. Входные сопла 10 и 11 служат для связи проточных камер с источником сжатого газа. Связь камер с окружающей средой осуществляется через кольцевые зазоры, образованные центральными отверстиями в жестких стенках и двумя коническими поверхностями 12 и 13, выполненными на штоке вершинами внутрь.Для увеличения быстродействия и уменьшения расхода газа уменьшают размеры проточных камер, а также зазоры для выхода газа из проточных камер (фиг. 2). Гофрированная мембрана 14, закрепленная в корпусе, соединена с подвижным штоком 15. Жесткие стенки 16 и 17 выполнены фигурными и в максимальной степени сближены между собой, что уменьшает объем проточных камер 18 и 19. Сильфоны 20 и 21 с одной стороны закреплены к штоку, а с другой - к жестким стенкам. К подвижному штоку прикреплены конические иглы 22 и 23, входящие в изготовленные на жестких стенках отверстия, являющиеся выходными отверстиями из проточных камер.Упругая направляющая работает следующим образом. Сжатый газ от источника постоянного давления поступает в проточные камеры 8 и 9 и через кольцевые зазоры, образованные коническими поверхностями подвижного штока и цилиндрическими поверхностями отверстий в жестких стенках, выходит в окружающую среду. При отсутствии перемещений подвижного штока и симметричности параметров воздушных трактов давление 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 Р в обеих проточных камерах будет одинаковым и силы давления, приложенные к подвижному штоку, будут скомпенсированы. При смещении подвижного штока на величину дх в проточных камерах из-за изменения площади выходного сечения, обусловленного коническими поверхностями штока, происходит изменение давления на величину АР,причем в проточной камере, в направлении которой происходит перемещение штока, давление уменьшается, а в противоположной камере - возрастает.Таким образом к подвижному штоку через гофрированную мембрану будет приложена сила Р, пропорциональная смещению Ах, Р = К, ьх и направлена в сторону смещения подвижного штока. Коэффициент пропорциональности К является коэффициентом отрицательной жесткости. Суммарный коэффициент жесткости К упругой направляющей с учетом коэффициента жесткости решетчатых мембран К р и гофрированной мембраны К будет К -- К р+ Кг - 1 а.Из выражения видно, что при Кр+Кг = = Ка Кя - +О.Выбором параметров мембран, угла конуса поверхностей подвижного штока, параметров воздушного тракта суммарный коэффициент жесткости Кр может быть получен значительно ниже, чем коэффициент жесткости решетчатых мембран Кр.Работа упругой направляющей с проточными камерами происходит аналогичным образом.Сжатый газ (фиг. 2) поступает в проточные камеры 18 и 19 и выходит через кольцевые зазоры между коническими поверхностями игл 22 и 23 и цилиндрическими поверхностями отверстий. При смешениях штока в проточных камерах 18 и 19 происходит изменение давления, которое приводит к возникновению позиционной силы, воздействую- н щеи на подвижныи шток в направлении его перемещения. Увеличение быстродействия достигается здесь за счет уменьшения объема проточных камер, а уменьшение расхода газа - за счет уменьшения зазоров для выхода газа из проточных камер.Применение предлагаемой упругой направляющей позволит уменьшить сопротивление основному, рабочему перемещению подвижного штока при сохранении его высоких жесткостных характеристик по нерабочим линейным и угловым перемещениям, что важно для прецизионных узлов изделий машиностроения и приборостроения, а также позволит уменьшить перепады измерительных усилий в измерительных приборах,Редактор Н. ТупицаЗаказ 1691/36 Составитель В. ГородничевТехред И. Верес Корректор Е. РошкоТираж 777 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4