Опорно-поворотные устройства

Опорно-поворотные устройства

90 руб.

Описание товара

Опорно – поворотные устройства

Определенную сложность при проектировании вызывает разработка подшипниковых опор вертикально расположенных валов, особенно если они имеют значительные габаритные размеры (расстояние между опорами) и испытывают воздействие крутящих, изгибающих моментов (опрокидывающих моментов), а также осевых нагрузок. Большие габаритные размеры вала предусматривают и большой вес, который дополнительно воздействует на его подшипниковые опоры в осевом направлении. Большое расстояние между опорами вала, как правило, приводит к невозможности обеспечить требуемую, для нормальной работы подшипников, соосность расточек в корпусе под установку их наружных колец. Сложное нагружение вала вызывает его повышенный изгиб, который, также негативно сказывается на условиях работы опорных подшипников.

Рис 1 Конструкция подшипниковых опор
поворотной колонны манипулятора
грузового автомобиля

        В таких условиях работает, например, поворотная колонна манипулятора грузового автомобиля, конструкция подшипниковых опор которой показана на Рис 1 Колонна манипулятора 1 вертикально установлена в корпусе 4 на конических роликоподшипниках 2 и 3 и приводится во вращательное движение от закрепленного на выступе 5 гидромотора 6, на валу которого закреплена шестерня 5, зацепляющаяся с зубчатым колесом, неподвижно установленным на верхнем торце корпуса 4. При такой конструкции опор ее подшипники  удовлетворительно воспринимают радиальные нагрузки, возникающие при передаче крутящего момента и внешние осевые нагрузки, но нагрузки от опрокидывающего момента, имеющие место при переносе манипулятором груза существенно ухудшают условия работы особенно верхнего подшипника, поскольку он по своей конструкции не может компенпенсировать перекос колец подшипников вызываемый изгибом колонны, и в результате этого происходит неравномерное нагружение контактных поверхностей колец подшипника и тел качения.

Рис 2 Конструкция опор вертикального вала, выполненная на и основе сферических
роликоподшипников.

            На Рис 2 показана конструкция опор вертикального вала, выполненная на и основе сферических роликоподшипников. В этом случае вал 1 установлен в    вертикальной расточке корпуса 2 на двурядных сферических роликоподшипниках 3 и 4 и упорном шарикоподшипнике 5, при этом на верхней консоли вала 1 закреплена ступица 6 с фланцем и зубчатое колесо 7, зацепляющееся с шестерней 8, установленной на валу гидромотора 9, неподвижно закрепленного на корпусе 1. Такая конструкция опор вертикального вала существенно улучшает условия их работы, поскольку сферические подшипники в значительной степени компенсируют перекос вала 1, но при такой конструкции опор вертикального вала радиальные нагрузки на подшипники 3 и 4 зависят от соотношения расстояний между опорами и расстояния от верхней опоры до места приложения опрокидывающего момента и поэтому применяются при небольшой высоте поворотной конструкции которая крепится к фланцу ступицы 6.

Рис 3 Конструкции опор колонны, расположенных с обеих сторон от точки приложения опрокидывающего момента.

 

Для разгрузки опор вертикальных валов большой высоты их располагают по обе стороны от места приложения опрокидывающего момента, но при этом, возникает сложность соосного выполнения отверстий под их установку. В этом случае в конструкцию одной из опор, например верхней, вводится регулировка ее радиального положения (см. Рис. 3)

             На Рис 3 показана конструкции опор колонны 1 (нижней 2а и верхней 2б), расположенных с обеих сторон от точки приложения опрокидывающего момента. Нижняя опора 2а состоит из стакана 3, фланца 4 и расположенных между ними подшипников качения представлена в двух вариантах. В первом варианте между посадочными поверхностями стакана 3 и фланца 4 установлен упорно – радиальный роликовый сферический однорядный подшипник 5, а во втором варианте между стаканом 3 и фланцем 4 установлены двурядный сферический роликоподшипник 5 по ГОСТ 5721 и специальный упорный однорядный шарикоподшипник со свободными самоустанавливающимися и подкладными кольцами серии 1800.Такая конструкция нижней опоры позволяет компенсировать возникающие при повороте колонны перекосы, вызываемые действующим на нее опрокидывающим моментом. В обоих случаях выполнения нижней опоры фланцы 4 имеют базовые конусные поверхности позволяющие исключить зазор при креплении опоры с неподвижной раме агрегата. Верхняя опора 2б колонны 1 содержит четыре шарнирные двухроликовые стойки, обкатывающиеся при ее повороте внутри цилиндрической поверхности (отверстия). Каждая стойка состоит из кронштейна 7, в основании которого выполнены пазы, в последних установлены болты 8, посредствам которых стойка крепится к верхней опоре 2б, а в отверстии кронштейна 7 на оси 9 шарнирно установлена траверса 10 с роликами 11, контактирующими с внутренней цилиндрической поверхностью базового отверстия под установку верхней опоры колонны. Для регулировки радиального положения верхней опоры колонны в каждом из четырех стоек предусмотрен механизм регулировки позволяющий изменять положение роликов 11 таким образом, чтобы обеспечивался их контакт с внутренней цилиндрической поверхностью базового отверстия. Он содержит неподвижно закрепленную на плоскости опоры 2б упорную пластину 12 с двумя клиновыми поверхностями, две клиновые ползушки 13, установленные между пластиной 12 и кронштейном 7, внутренние резьбовые отверстия которых с разнонаправленной резьбой соединены посредствам шпильки 14 с аналогичной резьбой. Регулировка радиального положения верхней опоры колонны осуществляется следующим образом. Крепление кронштейна 7 ослабляется путем отпускания болтов 8, после чего, путем вращения шпильки 14, которая перемещает соответствующим образом ползушки 13 и кронштейны 7, траверса 10 с роликами 11 подводится к поверхности базового отверстия. Таким образом, регулируется положение всех четырех опор, и соответственно радиальное положение верхней опоры 2б колонны, а возникающий при этом ее перекос компенсируется сферическим подшипниками нижней опоры 2а.

Рис 4 Конструкция подшипниковых опор планшайбы поворотного стола небольшого диаметра

               Существует еще одна группа технических объектов – это поворотные и поворотно – делительные столы, в которых подвижная часть (планшайба) имеет форму диска с центральным отверстием, посредствам которого она крепится на стакане, или втулке с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, при этом подшипниковые опоры планшайбы воспринимают радиальные и осевые нагрузки, а также опрокидывающий момент. Планшайбы небольших поворотных столов (диаметром до 1000мм) обычно устанавливаются на двух подшипниках (см. Рис. 4).

         Он содержит планшайбу 1 , установленную посредствам центрального отверстия на стакане 2 и закрепленную на нем с помощью болтов и штифтов, при этом стакан 2 на конических роликоподшипниках 3 и 4 установлен с возможностью вращения в центральной расточке корпуса 5 стола. Кроме того на верхнем фланце стакана 2 закреплено цилиндрическое зубчатое колесо 6 зацепляющееся с шестерней 7, закрепленной посредствам шпоночного соединения на валу 8 , который на подшипниках 9 и 10 установлен в вертикальной расточке корпуса 5 и несет закрепленное в его центральной части коническое зубчатое колесо 11, соединенное с приводом планшайбы. По причине невозможности использовать стандартные подшипники в качестве опор планшайбы крупногабаритных поворотных столов ввиду несоответствия их габаритных размеров требованиям создаваемого объекта, опоры планшайбы разделяют на радиальную и упорную, что позволяет создать более компактную конструкцию поворотного стола (значительно уменьшить его высоту) и уменьшить влияние радиального биения внутренних колец подшипников на торцевое биение планшайбы.

Рис 5 Конструкция подшипниковых опор планшайбы поворотного стола большого диаметра

          На Рис 5 показана конструкция подшипниковых опор планшайбы поворотного стола большого диаметра. Он содержит планшайбу 1, закрепленную на диске 2, который посредствам радиального шарикоподшипника 3 установлен на посадочной поверхности промежуточного стакана 5, закрепленного в центральном отверстии корпуса 6, а торец диска 2 своей периферийной частью установлен на подвижном кольце упорного шарикоподшипника 4, неподвижное кольцо которого свободно в радиальном направлении установлено на верхнем базовом торце корпуса 6. Кроме того на диске 2 закреплено зубчатое колесо 7, зацепляющееся с шестерней 9 закрепленной на приводном валу 9, установленным на подшипниках в вертикальной расточке корпуса 6.

                Такое разделение опор поворотной планшайбы большого диаметра на радиальные и упорные требует введения в конструкцию вращающейся и опорной детали (корпуса) дополнительных базовых поверхностей, что усложняет конструкцию и увеличивает ее трудоемкость. Значительно упрощается конструкция механизма поворота, при использовании так называемого, опорно – поворотного устройства (ОПУ), представляющие собою шариковый, или роликовый, однорядный, двухрядный, или многорядный радиально – упорный спецподшипник

Рис 6 Конструкция подшипниковой опоры планшайбы поворотного стола выполненной на основе ОПУ

        На Рис 6 показана конструкция подшипниковой опоры планшайбы поворотного стола выполненной на основе ОПУ. Она содержит планшайбу 1, соединенную с помощью винтов 2 со стаканом 3, на верхнем фланце которого посредствам винтов 4 закреплено неподвижное кольцо 5 опорно – поворотного устройства, включающего комплект неподвижных колец 8 соединенных винтами 7 и выполненными с коническими направляющими поверхностями образующими угол 90 град между которыми и ответными конусными поверхностями подвижного кольца 4 крест – на крест установлены тела качения – ролики 6 (см. Рис. 6б). Кроме того с помощью винтов 10 стакан 3 соединен с червячным колнсом 11, зацепляющимся с приводным червяком поворотного стола. Использование      крестороликового ОПУ позволяет уменьшить габариты поворотного стола и упростить его конструкцию за счет сокращения базовых поверхностей, а применение разъемных колец совместно с расположенными крест – на – крест роликами позволяет выполнить установку подшипниковой опоры с преднатягом, что увеличивает жесткость соединения планшайбы с корпусом стола.

        Помимо роликовых ОПУ широко применяются ОПУ на базе тел качения в виде шариков, которые при равных габаритных размерах обладают несколько меньшей нагрузочной способностью но менее трудоемки в изготовлении и менее чувствительны к погрешностям изготовления колец и точности сборки опоры

Рис 7 Конструкция и общий вид в разрезе ОПУ с телами качения в виде шариков

      Помимо роликовых ОПУ широко применяются ОПУ на базе тел качения в виде шариков, которые при равных габаритных размерах обладают несколько меньшей нагрузочной способностью но менее трудоемки в изготовлении и менее чувствительны к погрешностям изготовления колец и точности сборки опоры. Конструкция и общий вид в разрезе ОПУ с телами качения в виде шариков показана на Рис 7. На Рис 7а показана ОПУ с одним рядом шариков, а на Рис 7б, показан его общий вид в разрезе. На Рис 7в показан ОПУ и двумя рядами шариков,
а на Рис 7г его общий вид в разрезе.

            В серийно выпускаемых ОПУ для упрощения конструкции и снижения металлоемкости одно из его колец взаимодействующее с телами качения может выполняться за одно целое с зубчатым колесом.

Рис 8 Конструкция и общий вид ОПУ в котором одно из колец выполнено за одно целое с зубчатым колесом

                На Рис 8а показана конструкция ОПУ, в котором наружное кольцо выполнено за одно целое с зубчатым колесом. Оно содержит наружное кольцо 1 выполненное за одно целое с цилиндрическим колесом, имеющим наружный зубчатый венец, которое посредствам болтов 2 крепится к неподвижной раме 3, а в V – образной канавке кольца 1 крест – на крест установлены опорные ролики 5, которые контактируют с ответной V – образной канавкой подвижного кольца 4, закрепленным с помощью болтов 6 с подвижной опоре 7. На Рис 8б показан общий вид ОПУ и наружным кольцом, выполненным за одно целое с зубчатым колесом. На Рис 8в показана конструкция ОПУ, в котором внутреннее кольцо выполнено за одно целое с зубчатым коле Оно содержит наружное кольцо 1 выполненное за одно целое с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим внутренний зубчатый венец, которое посредствам болтов 2 крепится к неподвижной раме 3, а в V – образной канавке кольца 1 крест – на крест установлены опорные ролики 4, которые контактируют с ответной V – образной канавкой подвижного кольца 5, закрепленного с помощью болтов 6 на подвижной опоре 7. На Рис 8г показан общий вид ОПУ с внутренним кольцом, выполненным за одно целое с зубчатым колесом.

             Серийно выпускаемые ОПУ показанные на Рис. 7 и 8 благодаря своей компактности и достаточной надежности в настоящее время широко применяются в механизмах поворота кранов, экскаваторов, различных дорожно – строительных машин, а также горно – добывающего оборудования и прочей техники и приборов. Однако, в ряде случаев при создании различных агрегатов, в конструкции которых присутствуют поворотная платформа, имеющая значительные габаритные размеры, и вращающиеся под воздействием значительных осевых и радиальных нагрузок, а также опрокидывающих моментов, используются оригинальные конструкции ОПУ, в частности для решения следующих задач:
− повышения нагрузочной способности,
− повышения надежности и долговечности,
− предохранения от перегрузок,
− снижения трудоемкости сборки.
Рассмотрим конструктивные особенности ОПУ позволяющие решать вышеперечисленные задачи.

Рис 9 Конструкция ОПУ с увеличенной нагрузочной способностью, которая
достигнута за счет наличия двух рядов опорных роликов.

                Рассмотрим конструктивные особенности ОПУ позволяющие решать вышеперечисленные задачи. На Рис 9 показана конструкция ОПУ с увеличенной нагрузочной способностью, которая достигнута за счет наличия двух рядов опорных роликов. Оно состоит из двух обойм 1 и 2 стянутых болтами 3 и гайками 4, внутри которых установлено два ряда накрест лежащих опорных роликов 5, контактирующих с радиальными и торцевыми базовыми поверхностями обойм, а также взаимодействующими с ответными базовыми поверхностями зубчатого колеса 6. Опорные ролики 5, оси которых расположены вертикально воспринимают радиальные нагрузки и опрокидывающий момент, а опорные ролики 5, оси которых расположены горизонтально, воспринимают осевые нагрузки и опрокидывающий момент. Для исключения попадания на рабочие поверхности обойм и роликов грязи и пыли из внешней среды, в ОПУ предусмотрены грязесъемник 7 и крышка 8.

Рис 10 Конструкция ОПУ позволяющая
снизить контактные напряжения между
кольцами и опорными роликами.

            На Рис 10 показана конструкция ОПУ позволяющая снизить контактные напряжения между кольцами и опорными роликами. Оно содержит внутренние сборное кольцо состоящее из обойм 1 и 2 соединенных посредствам комплекта болтов 3 и образующих V – образную направляющую канавку, по которой перемещаются расположенные крест на крест опорные ролики 4, контактирующие с ответной V – образной канавкой выполненной на внутренней поверхности наружного кольца 5 совмещенного с зубчатым венцом. Для регулировки натяга между роликами и кольцами между внутренними кольцами 1 и 2 устанавливается набор регулировочных прокладок 6, а для равномерного распределения роликов 4 по направляющей канавке между ними установлены сепарирующие прокладки 8. Для снижения контакных напряжений, максимальная величина которых имеет место в районе кромок опорных роликов 4, на их торцах выполнены кольцевые конусные проточки 8, увеличивающие податливость роликов по краям и, таким образом, выравнивая контактные напряжения по всей длине образующей цилиндрической поверхности.

Рис 11 Конструкция ОПУ с повышенной несущей способностью и уменьшенными габаритными размерами.

          На Рис 11 показана конструкция ОПУ с повышенной несущей способностью и уменьшенными габаритными размерами. Оно содержит внутреннее сборное кольцо, состоящее из двух обойм 1 и 2 соединенных между собою с помощью комплекта болтов 3 и образующих V-  образную направляющую канавку, по которой перемещаются полые ролики 4 и шарики 5 контактирующие с ответной V – образной канавкой выполненной на внутренней поверхности наружного кольца 6 совмещенного с зубчатым венцом. Между роликами 4 установлены сепарирующие прокладки 8, а для регулировки натяга между роликами и кольцами опоры установлен набор регулировочных прокладок 7. Ролики 4 контактируют с одной половиной V – образной канавки, а шарики 5 с другой половиной. Несущая способность ОПУ повышается без увеличения ее габаритных размеров за счет увеличения количества тел качения контактирующих с наружным и внутренним кольцами опоры.

Рис 12 Конструкция ОПУ с телами качения, виде полых роликов со сферической наружной поверхностью, и шариков, расположенных в отверстиях роликов.

          На Рис 12 показана конструкция ОПУ с телами качения, виде полых роликов со сферической наружной поверхностью, и шариков, расположенных в отверстиях роликов. Оно содержит сборное внутреннее кольцо, состоящее из обойм 1 и 2 соединенных между собою посредствам комплекта болтов 14, наружное кольцо 3 выполненное заодно целое с зубчатым венцом, которые образуют внутреннюю полость для размещения тел качения. Тела качения выполнены в виде полых роликов 4 со сферической наружной поверхностью, в отверстия которых запрессованы упругие втулки 6, а в их отверстиях расположены шарики 5. Ролики 4 своей наружной сферической поверхностью контактируют с плоскими круговыми дорожками 8 и 9 обоймы 2 и наружного кольца 3 опоры, а шарики 5 контактируют с радиусными круговыми дорожками 10 и 11 обоймы 1 и наружного кольца 3 и радиусными круговыми дорожками 12 и 13 упругих втулок 6. Для исключения попадания на рабочие поверхности колец опоры и тел качения грязи и пыли из внешней среды, в ОПУ предусмотрены грязесъемники 7. Основная часть осевой нагрузки, действующей на ОПУ воспринимается полыми роликами 4, наружная сферическая поверхность которых взаимодействует с круговой дорожкой 8 обоймы 2 и круговой дорожкой 9 наружного кольца 3. Опрокидывающий момент и радиальная нагрузка любого направления воспринимается полыми роликами 4 и шариками 5 контактирующими с круговыми дорожками 10 поры 1 и круговыми дорожками 11 наружного кольца 3.

Рис 13 Конструкция шестирядного роликового ОПУ с повышенной нагрузочной
способностью.

        На Рис 13 показана конструкция шестирядного роликового ОПУ с повышенной нагрузочной способностью. Оно содержит три опоры 1 – 3, соединенные посредствам комплекта болтов 13, которые образуют наружное подвижное кольцо и две опоры 4 и 5 соединенные посредствам болтов 14, образующие внутреннее неподвижное кольцо, а между наружным и внутренним кольцом установлены шесть рядов роликов 6 – 11, которые располагаются равномерно по периметру плоских дорожек качения выполненных на опорах 1 – 5. На смежных торцах внутренних опор 4 и 5 выполнены кольцевые пазы прямоугольной формы, в которых установлены упругие втулки 12, распирающие внутренние опоры 4, 5. Ряды роликов 6, 7 и 9, 11 расположены вертикально, а ряды роликов 7 и 10 – горизонтально. Линейные размеры опор 1 – 5 и диаметр упругих втулок 12 выполнены таким образом, что при сборке ОПУ между нижней дорожкой качения опоры 2 и роликами 9 образуется зазор h1, а между нижней дорожкой качении опоры 4 и роликами 8 – зазор h2  Осевая нагрузки действующая сверху вниз на подвижную у 1 через ролики 6 передается неподвижной опоре 4, а через упругие втулки 12 неподвижной опоре 5. Если осевая нагрузка превышает усилие сжатия упругих втулок 12, то они деформируются, принимая эллиптическую форму, что приводит к выборке зазора h2, в результате чего избыточную осевую нагрузку принимают ролики 8. Аналогично работает ОПУ при действии осевой нагрузки снизу вверх, с той лишь разницей, что при увеличении нагрузки выбирается зазор h1, в результате чего избыточную осевую нагрузку принимают ролики 9. Радиальная нагрузка действующая на ОПУ воспринимается двумя рядами роликов 7 и 10.

Рис 14 конструкция ОПУ содержащей
элементы разгрузки болтов крепления
неподвижного кольца к раме.

                На Рис 14 показана конструкция ОПУ содержащей элементы разгрузки болтов крепления неподвижного кольца к раме. Оно состоит из наружных опор 1 и 2 образующих подвижное кольцо, которые соединены с помощью болтов 3 и с закреплены на поворотной платформе 7, а также крестообразно расположенных опорных роликов 5 и внутренне-го неподвижного кольца 6 выполненного за одно целое с зубчатым колесом, при этом боковые поверхности роликов 5 находятся в постоянном контакте с коническим кольцевыми канавками, выполненными на опорах 1, 2 и неподвижном кольце 6. Крепление неподвижного внутреннего кольца 6 на раме 9 осуществляется посредствам штифтов, выполненных в виде втулок 10, в отверстия которых с зазором S пропущены болты 8, при этом со стороны верхнего торца втулки более чем на половину высоты выполнены с продольным пазом шириной h, что дает им дополнительные упругие свойства. Наличие втулок 10 позволяет при передаче крутящего момента с поворотной платформы 7 на раму 9, полностью разгрузить болты 8 от изгибных и срезающих нагрузок, а наличие упругих свойств втулок позволяет сглаживать динамические нагрузки, возникающие при работе ОПУ.

Рис 15 Конструкция трехрядного шарикового ОПУ, повышенная нагрузочная способность которого обеспечивается за счет выравнивания нагрузки действующей на шарики располо-женные в одной плоскости.

           На Рис 15 показана конструкция трехрядного шарикового ОПУ, повышенная нагрузочная способность которого обеспечивается за счет выравнивания нагрузки действующей на шарики расположенные в одной плоскости. Оно содержит внутреннее кольцо 1 с тремя дорожками качения, верхнее опорное кольцо 2 с двумя дорожками качения и наружное кольцо 3 с одной дорожкой качения, при этом между внутренним кольцом 1 и верхним опорным кольцом 2 размещены два концентрично расположенных ряда шариков 4 и 5, охватываемых дорожками качения, а между внутренним кольцом 1 и наружным кольцом 3 размещен один ряд шариков 6, также охватываемый дорожками качения. Посредствам болтов 7 внутреннее кольцо крепится к неподвижной раме, а с помощью болтов 8 к вращающейся опоре агрегата, а для предотвращения выпадения опорного кольца 2 при транспортировке ОПУ в его конструкции предусмотрены сегменты 9. Наружная поверхность опорного кольца 2 имеет сферическую форму, вершина которой расположена между концентрично расположенными дорожками качения, что позволяет верхнему опорному кольцу под влиянием действующих на него при работе агрегата усилий самоустанавливаться таким образом, чтобы равномерно опираться на оба ряда шариков 4 и 5. Это позволяет повысить нагрузочную способность ОПУ за счет равномерного распределения нагрузки между обоими рядами шариков 4 и 5.

Рис 16 Конструкция трехрядного шарикового ОПУ с повышенной нагрузочной способностью

                       На Рис 16 показана конструкция трехрядного шарикового ОПУ с повышенной нагрузочной способностью. Оно содержит верхнее опорное               кольцо 1, внутреннее неподвжное кольцо 2 совмещенное с зубчатым колесом,
наружное подвижное кольцо 3, промежуточное кольцо 4 и размещенные между ними тела качения шарики 5, 6 и ролики 7, при этом посредствам болтов 8 внутреннее неподвижное кольцо 2 крепится к неподвижной раме 9, а с помощью болтов 10 наружное подвижное кольцо 3 крепится к поворотной платформе 11 агрегата. Шарики 5 расположены между внутренним неподвижным коль-цом 2 и наружным подвижным кольцом 3 на дорожках качения 15 и 16 соответственно, шарики 6 расположены между верхним опорным кольцом 1 и наружным подвижным кольцом 3 на дорожках качения 13 и 14 соотвественно, а ролики 7 расположены между вертикально расположенными направляющими поверхностями внутреннего неподвижного кольца 2 и наружного подвижного кольца 3. Для регулировки величины зазора (натяга) между телами качения (шариками 5 и 6) и кольцами опоры между торцами верхнего опорного кольца 1 и торцем внутреннего неподвижного кольца 2 устанавливается набор регулировочных прокладок 17, а для обеспечения вращения промежуточного кольца 4 вместе с наружным подвижным кольцом 3 между ними равномерно по периметру с определенным шагом установлены пальцы 12. Осевые нагрузки от поворотной платформы 11 через наружное подвижное кольцо 3 и шарики 6, а также через промежуточное кольцо 4 и шарики 5 передается внутреннему неподвижному кольцу 3 и замыкается на неподвижной раме 9, радиальные нагрузки передаются неподвижной раме 9 через наружное подвижное кольцо 3 ролики 7 и внутреннее неподвижное кольцо 2, а опрокидывающий момент воспринимается обоими комплектами шариков 5 и 6. Увеличение нагрузочной способности ОПУ достигается за счет введения в конструкцию промежуточного опорного кольца 4, которое за счет возможности радиального смещения относительно неподвижного внутреннего кольца обеспечивает точное совмещение дорожек качения 15 и 16 в этих деталях, по которым перекатываются два ряда шариков 5.

Рис 17 Конструкция ОПУ со встроенным устройством для предохранения от перегрузок.

            На Рис 17 показана конструкция ОПУ со встроенным устройством для предохранения от перегрузок. Оно содержит зубчатое колесо 1 с внутренним зацеплением, являющимся корпусом внутреннего подвижного кольца опоры, состоящим из двух опор 2 размещенных в центральной расточке колеса 1 и соединенных с ним и между собою и с подвижным диском 9 посредствами комплекта стоек 3, а радиусные дорожки опор 2 посредствам размещенных в них двух рядов опорных шариков 5, находятся в контакте с ответными радиусными дорожками неподвижного наружного кольца 4 опоры, закрепленного на корпусе 8 с помощью болтов 6, втулок 7 и кольца 18. В диске 9 выполнены отверстия 10, в которых размещаются головки стоек 3, с установленными на них шайбами 13 и комплектом тарельчатых пружин 14, сжатых с определенным усилием с помощью крышки 11, кольца 12 и болтов 17, а между нижней шайбой 13 и верхним торцем опоры 2 установлена втулка 15. На нижнем торце диска 9 выполнен кольцевой выступ 19 который входит с зазором а в паз 16 образованный кольцом 18 и неподвижным наружным кольцом 4. Внешняя нагрузка, действующая на подвижный диск 9 через крышки 11 и кольца 12, тарельчатые пружины 14 и стойки 3 передается опорам 2, которые вращаются, контактируя посредствам двух рядов шариков 5 с неподвижным наружным кольцом 4 опоры, при этом кольцевой выступ 19 диска 9 за счет наличия зазора а не контактирует с пазом 16, образованным кольцом 18 и неподвижным наружным кольцом 4. Между нижней шайбой 13 и верхней опорой 2 на стержне стойки 3 установлены распорные втулки 15, которые имеют такие диаметральные размеры, что их верхний торец одновременно контактирует с ответными торцами головки стойки 3 и нижней шайбы 13. При увеличении внешней нагрузки больше допустимой происходит сжатие тарельчатых пружин 14, в результате чего кольцевой выступ 19 диска 9 смещается в осевом направлении (вверх или вниз в зависимости от направления действия нагрузки) и выбирает зазор а, вступая при этом, в контакт с верхней, или нижней поверхностью паза 16, что приводит к тому, что нагрузка замыкается на наружное неподвижное кольцо 4, а тела качения и дорожки колец опоры оказываются разгруженными от избыточного усилия.

Привод опорно – поворотных устройств

Основным конструктивным элементов связанным с ОПУ является привод его подвижного кольца, который обычно осуществляется через зубчатую, или зубчато – реечную передачу, ведомое звено которой (зубчатое колесо) крепится на подвижном кольце или выполнено за одно целое с ним. В качестве приводного двигателя в приводе ОПУ чаще всего используются электродвигатели и гидромоторы, реже гидроцилиндры. В приводе ОПУ малонагруженных манипуляторов и консольных кранов, которые обычно имеют гидравлический привод подъемных механизмов привод опорно – поворотного устройства осуществляется от гидромотора через цилиндрическую зубчатую передачу, при этом гидромотор может крепиться, как на неподвижном кронштейне, так и на поворотной колонне манипулятора (см. Рис 1, 2). Для более нагруженных манипуляторов используется привод ОПУ с червячной передачей.

Рис 18 Конструкция привода ОПУ гидравлического манипулятора содержащего червячную передачи и приводной гидромотор

         На Рис 18 показана конструкция привода ОПУ гидравлического манипулятора содержащего червячную передачу и приводной гидромотор. Оно состоит из поворотной колонны 1, установленной в корпусе 2 посредствам подшипников скольжения (на Рис 18 не показаны) и с помощью шлицов соединенной с червячным колесом 3, которое, зацепляется с червяком 13, установленном на подшипниках 5 и 6 в корпусе 2, образуя при этом, реверсивную глобоидную передачу. Правая цапфа червяка 13 соединена с валом 12 гидромотора 11, который в свою очередь посредствам болтов закреплен на корпусе 2. Червячное колесо 3 расположено в корпусе 2 на подшипнике скольжения 9, а регулирование его вертикального положения, для обеспечения совпадения средней плоскости червячной передачи, между опорой 7 и червячным колесом 3 установлено кольцо 8.

Рис 19 Конструкция привода ОПУ содержащего неполноповоротный гидравлический двигатель со встроенной зубчато – реечной передачей.

              Для манипуляторов совершающих поворот на фиксированный угол менее 360 град в качестве привода ОПУ может использоваться неполноповоротный гидравлический двигатель со встроенной зубчато – реечной передачей. На Рис 19 показана конструкция такого привода ОПУ колонны манипулятора. Он содержит корпус 1, в вертикальной расточке которого на подшипниках качения (подшипники на Рис 19 не показаны) установлена колонна 1, на которой жестко закреплено зубчатое колесо 8, находящееся в постоянном зацеплении с двумя штоками – рейками 7, которые расположены между поршнями 5. В горизонтальной расточке корпуса 3 гидродвигателя установлены четыре гильзы 4 с крышками 5 с маслоподводящими отверстиями, в которых расположены, с возможностью поступательного перемещения, поршни 6, а также направляющие втулки 9 для штоков – реек 7, Для регулировки бокового зазора в зубчато – реечных зацеплениях в корпусе 3 установлены винты для перемещения направляющих втулок 9 в радиальном направлении.

       Для поворота колонны 1 в ту или иную сторону масло под давлением подается в две оппозитно расположенные рабочие полости гидродвигателя, а из двух противоположных полостей идет на слив. В результате этого происходит перемещение штоков – реек 7 и зубчатое колесо 8 поворачивается на фиксированный угол в требуемом направлении, а вместе с ним совершает аналогичный поворот колонна 1. Для поворота колонны 1 в об-ратном направлении масло подается в противоположные рабочие полости гидродвигателя.

Гидромоторы наиболее часто применяются и в приводе тяжело нагруженных ОПУ, которые чаще всего работают в составе механизма поворота кранов, экскаваторов и раз-личной дорожно – строительной техники, по двум причинам: первая заключается в том, что перечисленные технические объекты имеют гидравличекий привод, который может быть использован для работы гидромотора, а вторая – в том, что поворотные механизмы этих машин достаточно тихоходны и поэтому в случае использования приводного электродвигателя для понижения скорости вращения его вала необходим редуктор с большим передаточным отношением. Тем не менее тяжело нагруженный привод ОПУ предусматривает установку между гидромотором и выходной зубчатой передачей понижающего редуктора, двух – трехступенчатого цилиндрического, или планетарного.

    

Рис 20 Конструкция тяжело нагруженного привода ОПУ состоящего из гидромотора и двухступенчатого соосного редуктора.

            На Рис 20 показана конструкция тяжело нагруженного привода ОПУ состоящего из гидромотора и двухступенчатого соосного редуктора. Он содержит приводной гидромотор 1, установленный на верхней крышке 2 сборного корпуса редуктора, состоящего из верхней части 3 и нижней 4, при этом нижняя часть корпуса 4 имеет цилиндрический вы-ступ который устанавливается в отверстие поворотной опоры 18 и крепится на ней. На валу гидромотора 1 установлена ведущая полумуфта 5, зубчатой муфты являющейся барабаном колодочного тормоза 6, которая находится в зацеплении с ведомой полумуфтой 7 закрепленной на ведущим валу – шестерне 8, установленном на подшипниках 9 в корпусе редуктора и расточке ведомого зубчатого колеса 13. Зубчатый венец вала – шестерни 6 зацепляется с зубатым колесом 10, установленном на промежуточном валу – шестерне 11, который расположен в корпусе на подшипниках 12 и своим зубчатым венцом зацепляется с ведомым зубчатым колесом 13, закрепленном на выходном валу 16, который установлен в корпусе на подшипниках 14 и 15 и несет шестерню 15, зацепляющуюся с зубчатым колесом 22 выполненным за одно целое с неподвижным внутренним кольцом ОПУ. Поворотная опора 18 агрегата посредствам болтов 19 закреплена на сборном подвижном кольце 20 ОПУ, в V – образной канавке которого крест на крест расположены опорные ролики 21 контактирующие с ответной V – образной канавкой выполненной на внутреннем неподвижном кольце опоры, которая с помощью болтов 23 закреплена на неподвижной раме 24. При вращении вала гидромотора 1, движение через понижающий редуктор передается выходному валу 16 и шестерне 17, которая обкатываясь по неподвижно закрепленному на раме 24 зубчатому венцу колеса 22 поворачивает платформу 18 вместе с редуктором и гидромотором относительно не-подвижного кольца ОПУ, совершая при этом планетарное движение.

Рис 21 Конструкция тяжело нагруженного  привода ОПУ состоящего из двухступенчатого планетарного редуктора и приводного гидромотора.

      На Рис 21 показана конструкция тяжело нагруженного привода ОПУ состоящего из двухступенчатого планетарного редуктора и приводного гидромотора. Он содержит при-водной гидромотор 1 , установленные на верхнем торце сборного корпуса планетарного редуктора состоящего из крышки 2, обечайки 3 и стакана 4, при этом на шлицевом валу 5 гидромотора 1 расположена ступица 6 гидравлической муфты тормоза 7, в шлицевом отверстии которой установлен валик 8, а на нем, также посредствам шлицев, установлена солнечная шестерня 9 первой ступени планетарного редуктора, зацепляющаяся с сателлитами 10, которые посредствам роликоподшипников 11 шарнирно установлены на цапфах 12 водила 14 первой ступени, а также находятся в зацеплении с корончатым колесом 13. Вторая ступень планетарного редуктора содержит солнечную шестерню 15, установленную с возможностью вращения на валике 8 и посредствам эвольвентного соединения зацепляющуюся с водилом 14 первой ступени редуктора, кроме того солнечная шестерня 15 находится в зацеплении с сателлитами 16 второй ступени, которые посредствам ро-ликоподшипников 17 установлены на цапфах 18 водила 19 второй ступени, которое посредствам шлицевого соединения соединено с выходным валом редуктора, на шлицевом конце 22 которого закреплена выходная шестерня 23. Выходная шестерня 23  редуктора зацепляется с неподвижным зубчатым колесом, выполненным за одно целое с наружным неподвижным кольцом 24 ОПУ, закрепленным на неподвижной раме агрегата, а корпус редуктора установлен на поворотном столе 26, который закреплен на подвижном кольце 25 ОПУ

                Поскольку тихоходная зубчатая передача, обеспечивающая поворот платформы, имеет большое передаточное отношение ее шестерня, работающая в тяжелых условиях, является звеном привода определяющим его нагрузочную способность, а ее разгрузка позволяет создать улучшенную конструкцию привода. Одним из наиболее известных путей решения этой задачи является применение многопоточных передач.

Рис 22 Конструкция тяжело нагруженного привода ОПУ с двухпоточной тихоходной передачей, ведущие шестерни и приводной гидромотор которого установлены
на плавающей раме, шарнирно закрепленной на оси.

              На Рис 22 показана конструкция тяжело нагруженного привода ОПУ с двухпоточной тихоходной передачей, ведущие шестерни и приводной гидромотор которого установлены на плавающей раме, шарнирно закрепленной на оси. Он содержит гидромотор 1, закрепленные на корпусе 2, шарнирно установленном с помощью оси 4 и втулок 5 из антифрикционного материала на поворотной платформе 3, а на валу гидромотора 1 посредствам шлицевого соединения установлена ведущая шестерня 6, которая зацепляется с двумя паразитными зубчатыми колесами 7, находящимися, в свою очередь, в зацеплении с зубчатым колесом 8, закрепленным на неподвижном основании агрегата. В сборном корпусе 2 образована внутренняя полость, в которой расположена муфта – тормоз, ее ведущей частью является ступица шестерни 6, на шлицевой поверхности которой установлены ведущие диски 11, а ведомые диски 12 установлены на шлицевой поверхности корпуса 2. Гидроцилиндр управления муфтой – тормозом состоит из поршня 13 совмещенного со штоком, выполняющего роль нажимного диска муфты – тормоза, комплекта пружин 14, опирающихся на шайбу 15 и регулировочных болтов 16.
Работает привод следующим образом. В исходном положении диски 11 и 12 сжаты пружинами 14 и привод ОПУ заторможен. Для включения привода осуществляется растормаживание муфты – тормоза, для чего масло под давлением подается в штоковую полость гидроцилиндра управления, в результате чего поршень 13, преодолевая усилие пружин 14, опускается вниз и растормаживает диски 11 и 12, что приводит к освобождению шестерни 6, которая начинает вращаться вместе с валом гидромотора 1 и передает вращение паразитным зубчатым колесам 7, которые обкатываясь по зубчатому колесу 8, выполненному за одно целое с внутренним кольцом ОПУ, закрепленном на неподвижном основании агрегата, заставляют вращаться подвижное кольцо ОПУ вместе с поворотной плат-формой 3. В начальный момент движения больший момент передается одной из паразитных зубчатых колес 7, но возникающие при этом в зацеплении с колесом 8 радиальные усилия, разворачивают корпус 2 на оси 4 таким образом, что второе, менее нагруженное паразитное колесо 7 меняет свое положение относительно зубчатого колеса 8, таким образом, что моменты передаваемые обоими паразитными колесами выравниваются. Таким образом, передача мощности от гидромотора 1 к поворотной платформе 3, установленной на ОПУ осуществляется двумя одинаковыми потоками через паразитные зубчатые колеса 8, что существенным образом снижает контактные и изгибные напряжения в зубчатых передачах привода.

          В не менее тяжелых условиях, чем ведущая шестерня тихоходной передачи, работает выходной вал понижающего редуктора, на консоли которого она закреплена, испытывающего воздействие радиального и тангенциального усилия возникающих в зубчатом зацеплении шестерни с колесом установленным на одном из колец ОПУ. Поэтому одной из основных задач, возникающих при проектировании привода ОПУ является снижение изгибных нагрузок, действующих на выходной вал приводного редуктора.

Рис 23 Конструкция привода ОПУ с разгруженным тихоходным валом
приводного редуктора

                На Рис 23 показана конструкция привода ОПУ, в котором разгрузка тихоходного вала приводного редуктора обеспечивается за счет установки ведущей шестерни и на разгрузочной буксе. Привод содержит приводной гидромотор 1, двухступенчатый планетарный редуктор 2 на корпусе которого в месте расположения тихоходного вала выполнена букса 7, а на ее наружной циндрической поверхности посредствам подшипников 6 установлена ведущая шестерня 5, которая посредствам шлицевого соединения 4 соединена с выходным валом 3 редуктора и зацепляется с зубчатым колесом 8 выполненным за одно целое с неподвижным кольцом ОПУ, а корпус редуктора 2 установлен на поворотной платформе 10, закрепленной на подвижном кольце 9 ОПУ. При таком конструктивном исполнении привода ОПУ, за счет установки ведущей шестерни 5 на разгрузочной буксе 7 выходной вал 3 редуктора в значительной степени
разгружен от изгибного момента. Однако, необходимо отметить, что при этом имеет место увеличение диаметра ведущей шестерни 5, в 1,25 – 1,5 раза, что при фиксированном диаметре неподвижного зубчатого колеса 8 приводит к пропорциональному снижению передаточного числа тихоходной передачи привода ОПУ, и следовательно требует увеличения передаточного числа понижающего редуктора, или увеличения мощности приводного двигателя.

           При работе привода ОПУ, особенно в момент пуска и торможения возникают динамические нагрузки, которые действуют не только на детали валопривода, но и на детали крепления понижающего редуктора к корпусу или поворотному основанию, что приводит к ослаблению резьбы и появлению зазоров в стыках, которые в свою очередь способствуют увеличению динамических нагрузок, негативно воздействующих на все элементы привода.

Рис 24 Привод ОПУ с устройством для снижения динамических
нагрузок, установленным между корпусом понижающего
редуктора и поворотным основанием.

            На Рис 24 показан привод ОПУ с устройством для снижения динамических нагрузок, установленным между корпусом понижающего редуктора и поворотным основанием. Он содержит гидромотор 1, закрепленный на корпусе понижающего редуктора 2, на тихоходном валу 4 которого закреплена ведущая шестерня 5 зацепляющаяся с зубчатым колесом 6, выполненным за одно целое с наружным кольцом ОПУ закрепленным посредствам болтов 7 на неподвижной раме 8, при этом корпус редуктора 2 установлен с возможностью поворота вокруг вертикальной оси в отверстии подвижной платформы 12, которая с помощью болтов 10 закреплена на сборном подвижном кольце 11 опоры. В наружном кольце 6 опоры выполнена V – образная кольцевая направляющая, в которой крест на крест установлены опорные ролики 9, контактирующие с ответной V – образной кольцевой направляющей выполненной в сборном подвижном кольце 11 опоры. На стенке корпуса редуктора 2 закреплен кронштейн 13 с шарнирно установленным на нем роликом 14, который входит в гнезда сухарей 15, выполненных из антифрикционного материала, например фторопласта или капролона, закрепленных в стойках 16, соединенных с кассетой 17 содержащей набор упругих элементов 18 выполненных, например из резины. При работе привода ОПУ в установившемся режиме вращение вала гидромотора 1 преобразуется понижающим редуктором 2 во вращение с пониженной скоростью тихоходного вала 4 с ведущей шестерней 5, в результате чего последняя обкатывается по неподвижному зубчатому колесу 6 и вращает при этом подвижную платформу 13, которая вместе с подвижным кольцом 11 перемещается на опорных роликах 9 относительно неподвижного кольца 6 ОПУ. При возникновении динамических нагрузок превышающих мощность гидромотора, корпус редуктора поворачивается в отверстии платформы 12, сжимая при этом кассету 17 с упругими элементам 18 в ту иди другую сторону, которые при этом гасят возникшую динамическую нагрузку, после чего привод ОПУ продолжает работать в установившемся режиме, а кассета 17 с упругими элементами 18 возвращается в исходное положение.

                 Значительные сложности при создании привода ОПУ возникают при изготовлении ведомого зубчатого колеса, которое может быть выполнено как за одно целое с одним из колец, так и отдельно от него. Причиной этого являются его большие габаритные размеры (размеры ведомого зубчатого колеса крупногабаритного привода ОПУ могут доходить до 3 – 5м. и более). Поэтому, достаточно часто, особенно когда к кинематической точности механизма поворота не предъявляются высокие требования и ведомое зубчатое колесо может иметь 9 степень точности и даже ниже, его изготавливают из отдельных секторов, которые при монтаже агрегата собирают в единую конструкцию колеса.

Рис 25 Конструкция сборного тихоходного колеса привода крупногабаритного ОПУ.

                       На Рис 25 показана конструкция сборного тихоходного колеса крупногабаритного привода ОПУ. Оно состоит из зубчатых секторов 2, установленных с определенным зазором S между собою и закрепленных посредствам кронштейнов 3 на неподвижной опоре 1, при этом, в каждом кронштейне 3 выполнено два точных отверстия, в которых установлены пальцы 4 и 5 с помощью которых кронштейны соединены с зубчатыми секторами. Палец 4 устанавливается с отверстие кронштейна 3 беззазорно, а палец 5 с зазором Δ, необходимым для компенсации погрешности первоначального расположения сектора 2 при регулировке в процессе сборки зубчатого колеса. Каждый палец 4 и 5 фиксируется в соответствующем отверстии кронштейна 3 с помощью винта 7 пропущенного в центральное отверстие пальца и гайки 6, а внутри каждого кронштейна 3 закреплена резьбовая вставка 8, в отверстии которой установлен резьбовой коней установочного винта 9, контактирующий с опорной поверхностью зубчатого сектора 2, а противоположный резьбовой конец винта 9 пропущен в отверстие кронштейна 3 и фиксируется контргайкой 10. При регулировке положения секторов 3, возможность которой обеспечивается за счет наличия зазора S между секторами, винт 9 вращается ключом за квадратную головку, и воздействуя на опорную поверхность сектора 3 перемещает его в зазоре Δ между осью 5 и отверстием в кронштейне 3, до тех пор, пока боковая поверхность зубьев сектора 2 не приляжет к технологическому шаблону, установленному на зубчатом венце соседнего сектора 2, положение которого уже отрегулировано. Таким образом, регулируется шаг зубчатого колеса на стыке секторов и положение боковых поверхностей зубьев. После окончания регулировки положение установочного винта 9 фиксируется контргайкой 10, а также затягиваются болты 7, которые фиксируют положение секторов 2 относительно кронштейнов 3.

           В рассмотренных механизмах поворота можно было выделить два основных конструктивных элемента, это опорно – поворотное устройство и его привод, но для получения компактной конструкции в ряде случаев они могут выполнятся в виде единого агрегата.

Рис 26 Конструкция компактного механизма поворота манипулятора грузового автомобиля

                На Рис 26 показана конструкция компактного механизма поворота манипулятора грузового автомобиля, в котором он вместе с ОПУ встроен во внутреннюю полость корпуса. Он состоит из неподвижно закрепленного на основании 1 вала 2 на котором посредствам радиальных роликовых подшипников 4 и упорного шарикового 5 установлен сборный корпус манипулятора, содержащий стянутые болтами 9 стаканы 7 и 8, при этом между роликовыми подшипниками 4 установлена распорная втулка 6, а стаканы с противоположных торцев закрыты крышками 10 и 12 стянутыми болтами 11 и 13. Головка 3 вала 2, верхний стакан 8 корпуса манипулятора и крышка 10 образуют приводной гидроцилиндр, в котором находятся поршень 16 и зафиксированый в осевом направлении гайкой 20 двусторонний шток, содержащий верхний резьбовой конец 17 и нижний шлицевый конец 18, контактирующие верхний с гайкой 21, закрепленной на крышке 10, а нижний со шлицевой втулкой 22, закрепленной в отверстии головки 3 вала 2. Поршень 16 и двусторонний шток образуют в стакане 8, являющимся корпусом приводного гидроцилиндра, поршневую полость 14 и штоковую 15, в которые масло поступает следующим образом, в поршневую полость 14 через
маслоподводящее отверстие 26 в валу 2 и канал 24 в нижней части 18 двустороннего штока, и в штоковую полость 15 через маслоподводящее отверстие 27 в штуцере 25, закрепленным на колпаке выполненным за одно с крышкой 10 и калан 23 в верхней части 17 двустороннего штока .
Работает механизм поворота следующим образом. Масло под давлением через отверстие 26 в валу 2 и канал 24 в нижней части 18 штока подается в поршневую полость 14 приводного гидроцилиндра, а из его штоковой полости 15 идет на слив через канал 23 в верхней части 17 штока и отверстие 27 в штуцере 25. В результате этого поршень 16 со штоком начинает перемещаться вверх и посредствам контакта в резьбе гайки 21 и верхней части штока 17 поворачивает сборный корпуса манипулятора на фиксированный угол, при этом крутящий момент передается через гайку 21 крышке 10, а посредствам болтов 11 и 9 стаканам 8 и 7 корпуса. Наличие шлицевого соединения нижней части 18 штока со шлицевой втулкой 22 неподвижно закрепленной на валу 2 исключает его поворот при движении поршня 16. Угол поворота корпуса гидродвигателя в данном случае определяется величиной хода поршня 16, а также диаметром и шагом резьбы выполненной на верхней части 17 штока. Для поворота корпуса манипулятора в противоположную сторону масло под давлением через отверстие 27 в штуцере 25 и канал 23 в верхней части 17 штока подается в штоковую полость 15 приводного гидроцилиндра, а из поршневой полости 14 идет на слив, В результате этого поршень 16 со штоком начинает перемещаться вниз и посредствам контакта в резьбе гайки 21 и верхней части штока 17 поворачивает сборный корпус манипулятора в противоположном направлении на соответствующий угол.

                 Опорно – поворотные устройства используются не только в составе крупногабаритных и тяжело нагруженных механизмов поворота различных машин и оборудования, но и в точных приборах, однако, в этом случае, к ОПУ предъявляются совершенно другие требования, существенным образом влияющие на их конструкцию. Если основным требованием предъявляемым к рассмотренным ОПУ являлась способность воспринимать большие внешние нагрузки, то для ОПУ которые применяются в приборах основными требованиями являются, минимальный момент трения между кольцами и телами качения и точность положения вращающейся платформы.

Рис 27 Конструкция ОПУ привода поворота зеркала сканирующего устройства оптико – электронного прибора.

                 На Рис 27 показана конструкция ОПУ привода поворота зеркала сканирующего устройства оптико – электронного прибора. Он содержит закрепленный на неподвижном основании 1 электродвигатель постоянного тока 2, на валу которого установлена шестерня 3 зацепляющаяся с ведущим венцом зубчатого колеса 4, установленного посредствам ОПУ 5 на корпусе 15, а ведомый зубчатый венец колеса 4 зацепляется с шестерней 6 установленный на ведущем валу 7 червячного редуктора, выполненного за одно целое с червяком, который посредствам подшипников 8 установленному в расточке корпуса 9 редуктора. Червячный вал 7 зацепляется с червячным колесом 10, которое через фрикционную предохранительную муфту установленную на выходным валом 11 (фрикционная предохранительная муфта на Рис 27 не показана), соединено с последним. На выходном валу 11 закреплен кривошип 12 шарнирно соединенный посредствам шатуна 13 с зеркалом 14, которое шарнирно установлено на корпусе 15, а последний посредствам подшипника 16 установлен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси на неподвижной опоре 1 и имеет индивидуальный привод (привод корпуса 4 на Рис 27 не показан). ОПУ состоит из установленного на корпусе 15 внутреннего кольца 17 с V круговой дорожкой, на которой установлены опорные шарики 21 зафиксированные в отверстиях сепаратора 22 и контактирующие с двумя круговыми направляющими выполненными на наружных кольцах 19, и образующими ответную направляющую V – образного профиля. Сканирующий узел с такой конструкцией ОПУ при испытаниях показал наличие больших потерь на трение, величина которых пропорциональна кубу среднего диаметра подшипника. Поэтому конструкция ОПУ была изменена. Новая конструкция ОПУ сканирующего устройства содержала три оси, установленные в точно координированных отверстиях корпуса 15, на которых посредствам подшипников качения 24, средний диаметр которых был в 25 раз меньше среднего диаметра используемого ранее ОПУ, были установлены три полых ролика 25 с наружной сферической поверхностью контактирующих со сферической круговой дорожкой выполненной на внутренней цилиндрической поверхности колеса 4. При этом посадочные поверхности двух осей 23 были выполнены сооными, а третья ось 27 была выполнена эксцентриковой. При сборке привода сканирующего устройства колесо 4 устанавливалось на два опорных ролика 25 распложенных на осях 23, определяющих его точное радиальное положение, а затем за счет поворота эксцентриковой оси 27 регулировалась величина зазора между роликами 25 и сферической канавкой на внутренней цилиндрической поверхности колеса 4. Такая конструкция ОПУ позволила получить требуемую величину момента трения между телами качения (роликами 25) и сферической круговой дорожкой колеса 4.

 

Статья написана в развитие темы «Проектирование подшипниковых опор.
Часть 1 Подшипники качения»

 

Для приобретения полной версии статьи сбросьте ее в корзину

Стоимость полнеой версии статьи 90 руб