Опора прямолинейного перемещения

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 07,08.82. Бюллетень29Дата опубликования описания 17.08.82 по делам изобретений и открытий(54) ОПОРА ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕН 2 формационластичными т повышенИзобретение относится к приборостроению и касается конструкций прецизионных подвижных опор.Известна опора прямолинейного перемещения, содержащая подвижный элемент, имеющий коробчатое поперечное сечение, с размещенными внутри него по крайней мере двумя контактирующими с 5-образно огибающей их и закрепленной на подвижном элементе гибкой лентой роликами, каждый из которых выполнен в виде пьезоэлемента с секторными электродами, подсоединенными к источнику высокочастотного напряжения через фазосдвигающую схему. Электроды размещены на внутренней и наружной боковых поверхностях пьезоэлементов, выполненных в виде цельных 15 колец, а гибкая лента изготовлена из диэлектрического материала 1.Недостатками известной опоры прямолинейного перемещения являются сравнительно низкая несущая способность и высокое электропотребление в связи с тем, что не используется вся рабочая поверхность пьезоэлектрических колец. При этом гибкая лента сравнительно тонкая и затрудняет образование волнового деного процесса между ею и экольцами, что также способствуеной электропотребляемости.Известна также опора прямолинейного перемещения, содержащая основание, подвижный элемент, имеющий коробчатое поперечное сечение, с размещенными внутри него по крайней мере двумя контактирующими с Ь-образно огибающей их и закрепленной на подвижном элементе гибкой лентой роликами, в каждом из которых помещены пьезокерамические кольца, электроды которых подключены к генератору переменного напряжения. Опора снабжена установленным с натягом между роликами пьезопреобразователем, выполненным в виде пластинки, электроды которой разделены на четыре идентичных сектора, соединенных перекрестно между собой, а также дополнительным генератором переменного напряжения и сопряженным с ним фазовращателем, датчиком положения, реверсивным счетчиком, блоком сравнения кодов, блоком вентилей и блоком управления, при этом сектора пьезопреобра 949236зователя через блок вентилей подключены к дополнительному генератору переменного напряжения и фазовращателю, а датчик положения через последовательно соединенные реверсивный счетчик и блок сравнения кодов подключен к блоку управления, соединенному с блоком вентилей и реверсивным счетчиком 12,Недостатками известной опоры прямолинейного перемещения являются сравнительно низкие несущая способность и надежность устройства. Пьезопластинка не способна развить достаточно высокий момент вращения роликов, а тем самым и несущую способность опоры, так как пьезопластинка претерпевает значительные механические усилия, а при увеличении амплитуды питающего напряжения нагревается и в результате механически разрушается. При фрикционном взаимодействии кольцевых пьезокерами чески х элементов роликов и их охватывающих жестких колец роликов со временем контактные зоны механически изнашиваются, появляются люфты, при этом затрудняется создание вибрационной сжатой газовой пленки (В СГП) в роликах, что увеличивает энергопотребляемость опоры, а также жесткие кольца роликов уходят в сторону наименьшего сопротивления - от башмаков пьезопластинки, в результате чего башмаки неравномерно сопрягаются с роликами, т. е, опора прямолинейного перемещения не обеспечивает надежность работы. Кроме этого, выставление кольцевых пьезокерамических элементов в роликах для обеспечения ВСГП, а также пьезопластинки, весьма точная и трудоемкая работа.Цель изобретения - повышение несущей способности и надежности работы.Поставленная цель достигается тем, что в опоре прямолинейного перемещения, содер. жа щей основание, подвижный элемент, имеющий коробчатое поперечное сечение с размещенными внутри него по крайней мере двумя контактирующими с Я-образно огибающей их и закрепленной на подвижном элементе гибкой лентой роликами, в каждом из которых помещен в жесткой обойме кольцевой пьезокерамический преобразователь, установленный на кронштейне и электроды которого через блок управления перемещением подвижного элемента подключены к блоку питания, выполненному в виде генератора переменного напряжения, при этом каждый ролик снабжен размещенными между пьезокерамическим преобразователем и жесткой обоймой башмаками, каждый кольцевой пьезокерамический преобразователь выполнен в виде двух пьезо керамических полуколец, разделенных на сектора и дополни. тельно коаксиальным сечением на отдельные части, и размещенного между ними20 25 зо зз 40 45 50 55 центрирующего механизма, обеспечивающего их упругорадиальное перемещение в плоскости, проходящей через линию контакта роликов, электроды пьезокерамических преобразователей размещены на их торцовых поверхностях и электрически соединены между собой в шахматном порядке в две группы, группы электродов пьезокерамических преобразователей через блок управления перемещением подвижного элемента подключены к блоку питания, при этом блок питания выполнен в виде последовательно соединенных переключателя и упомянутого генератора переменного напряжения.На фиг. 1 изображена предлагаемая опора, общий вид; на фиг. 2 - ролик без кронштейна, разрез. Опора прямолинейного перемещения (фиг. 1) содержит кронштейн 1, прикрепленный к неподвижному основанию 2, К кронштейну 1 крепится центрирующий механизм 3 (фиг. 2), на котором устанавливаются ролики 4 и 5, через жесткую обойму 6 сопряженные с огибающей их 8-образно широким углом гибкой лентой 7 с натягом, неподвижно прикрепленной концами к подвижному элементу 8, имеющему коробчатое поперечное сечение. Опора также содержит блок 9 питания, через блок 10 управления перемещением подвижного элемента 8 подключенного к электродам кольцевых пьезокерамических преобразователей роликов 4 и 5, каждый из которых содержит кольцевой пьезокерамический преобразователь, образованный из двух полуколец 11 и 12, на внешней цилиндрической поверхности которых симметрично прикреплены башмаки 13, сопряженные с жесткой обоймой 6, при этом центрирующий механизм обеспечивает упругорадиальное перемещение пьезокерамических полуколец 11 и 12 в плоскости, проходящей через линию контакта роликов 4 и 5 и между башмаками 13. Полукольца 11 и 12 разделены на сектора и дополнительно коаксиальным сечением на отдельные части 14 и 15, при этом электроды 16 и 17 пьезокерамических преобразователей размещены на их торцовых поверхностях и электрически соединены между собой в шахматном порядке в две группы, подключенные к блоку 9 питания, при этом блок 9 питания снабжен последовательно соединенным с генератором 18 переменного напряжения переключателем 19.Опора прямолинейного перемещения работает следующим образом.При подаче от блока0 управления сигнала на блок 9 питания, высокочастотное напряжение от генератора 18 переменного напряЖения через переключатель 19, электрически переключенного в положение А, подается к блоку 10 управления, а от него949236 Формула изобретения к электродам 17 частей 15 пьезокерамических полуколец 11 и 12 роликов 4 и 5. В полукольцах 11 и 12 образуются стоячие волны, которые заставляют вращаться по эллипсоидной траектории башмаки 13, взаимодействие которых с жесткой обоймой 6 способствует вращению последней и перемещению подвижного элемента 8. Реверс перемещения подвижного элемента 8 обеспечивается переключением переключателя 19 в положение Б. В данном случае высокочастотным напряжением питаются электроды 16 частей 14 полуколец 11 и 12 роликов 4 и 5, и жесткие обоймы 6 вращаются в направлении, противоположном предыдущему, перемещая подвижный элемент 8 в противоположную сторону. Отключив высокочастотное напряжение от электродов пьезокерамических полуколец 11 и 12 роликов 4 и 5, башмаки 13 фиксируют жесткую обойму 6 упомянутых роликов, при этом обеспечивается быстродействие опоры в старт-стопном режиме работы. Разделение пьезокерамического преобразователя на два полукольца 11 и 12 и обеспечения постоянного упругого прижима башмаков 13 полуколец 12 и 11 к жестким обоймам 6 роликов 4 и 5 даже при износе контактирующей пары башмаки-жесткая обойма обеспечивает высокую надежность работы опоры, повышают ее мощность.Исследования показывают, что по сравнению с известной, несущая способность опоры увеличена на 45 - 48%, а также увеличена надежность работы опоры, при этом упрощена схема блока питания. Опора прямолинейного перемещения,содержащая основание, подвижный элемент, имеющий коробчатое поперечное сечение с размещенными внутри него по крайней мере двумя контактирующими с 5-образно огибающей их и закрепленной на подвижном элементе гибкой лентой роли ками, в каждом из которЫх помещен вжесткой обойме кольцевой пьезокерамический преобразователь, установленный на кронштейне и электроды которого через блок управления перемещением подвижного элемента подключены к блоку питания, выполненному в виде генератора переменного напряжения, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности и надежности, каждый ролик снабжен размещенным между пьезокерамическим пре образователем и жесткой обоймой башмаками, каждый кольцевой пьезокерамический преобразователь выполнен в виде двух пьезокерамических полуколец, разделенных на сектора и дополнительно коаксиальным сечением на отдельные части, и размещенного между ними центрирующего механизма, обеспечивающего их упругорадиальное перемещение в плоскости, проходящей через линию контакта роликов, электроды пьезокерамических преобразователей размещены 25 на их торцовых поверхностях и электрически соединены между собой в шахматном порядке в две группы, подключенные к блоку питания, при этом блок питания снабжен последовательно соединенным с генератором переменного напряжения переключателем.30 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР634029, кл. Г 16 С 32/00, 1976.2. Авторское свидетельство по заявке2842768/25-27 (161463), кл. Г 16 С 32/00, 20.11.79.Кос дактор А. Химчукказ 5471/18ВНИИПИпо д113035, Мофилиал ППП Составитель М,КиркельТехред А. Бойкас КорректорТираж 803 ПодписноеГосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/Патент, г. Ужгород, ул. Проектна