Опора прецизионного прибора Советский патент 1992 года по МПК G01D11/30 

Изобретение относится к приборостроению, а именно - к устройствам подвески чувствительных элементов прецизионных приборов, работающих по принципу газовой подушки.

Известны опоры, содержащие сферическую цапфу и сферический подпятник. Такие опоры при оценке качества по критерию потерь на трение обладают наиболее высокими потерями и наихудшим соотношением по потерям в покое и движении. Поэтому такие опоры не могут быть использованы в качестве маломоментных опор в измерительных приборах и применяются в основном в силовых конструкциях из-за высокой нагрузочной способности.

Известна опора, используемая в узле ведущего вала лентопротяжного механизма магнитофона и электропроигрывателя, ь которой обеспечивается формирование газовой подушки между подвижной и неподвижной частями опоры посредством ультразвукового подпятника, что значительно снижает трение при вращении ведущего вала. Однако данная опора обладает одной угловой степенью свободы (вращательной относительно оси) и не рассматривает вопросов обеспечения трех угловых степеней свободы.

Известна опора прецизионного прибора, содержащая сферическую цапфу и кам- ниевый подпятник со сферическим кратером, причем радиус кривизны цапфы

V|

00

ю со

о

со

меньше радиуса кривизны кратера подпятника. Недостаток таких опор заключается в том, что для прецизионных измерительных приборов они имеют сравнительно высокий момент сопротивления.

Целью изобретения является уменьшение момента сопротивления при обеспечении трех угловых степеней свободы.

Эта цель достигается тем, что в опоре прецизионного прибора, содержащей цапфу, нижняя сферическая поверхность которой контактирует с подпятником, подпятник закреплен на введенном пьезоэ- лементеи имеет одинаковую с ним резонансную Частоту, цапфа контактирует с подпятником по поверхности сферического пояса или сегмента, а подпятник с пьезоэ- лементом - по плоской поверхности.

Предлагаемая опора представлена на чертеже.

Сферическая цапфа 1 установлена в сферическом кратере 2 подпятника 3. Подпятник 3 закреплен на пьезоэлементе 4 по плоской поверхности, Пьезоэлемент 4 закреплен на основании 5 Пьезоэлемент 4 соединен с блоком возбуждения частоты б. Сферическая цапфа 1 и сферический кратер 2 имеют одинаковый радиус кривизны за .четчего контактируют по поверхности сфе- оического пояса (сегмента) Пьезоэлемеит 4 и подпятник 3 имеют одинаковые резонансные частоты (например, соответствующие продольным колебаниям по толщине).

Опора работает следующим образом. При включении блока б возбуждаются высокочастотные колебания пьезоэлемента 4, Эти колебания, в свою очередь, и-за близости резонансных частот возбуждают высокочастотные пространственные колебания подпятника 3. В зазоре между контактируе- мыми поверхностями цапфы и подпятника образуется газовая пленка (толщиной несколько мкм) повышенного давления. Образуется подобие аэростатического подвеса, момент сухого трения между цапфой 1 и подпятником 3 практически исчезает. ,

Одинаковость резонансных частот подпятника и пьезоэлемента позволяет повысить электромеханический коэффициент связи опоры. Это соответственно уменьшает, по сравнению с известными опорами,

удельные затраты энергии для вывешивания на опоре одной и той же массы.

Кроме того, т.к. резонансные частоты подпятника и пьезоэлемента совпадают, направление первичных колебаний пьезоэлемента может не совпадать с нормалью к контактирующим поверхностям цапфы и подпятника. Возбуждаемый с помощью первичного источника подпятник будет колебаться в соответствии с собственными

формами. Поэтому для обеспечения трех степеней свободы контактирующие поверхности цапфы и подпятника выполняют в виде сферического пояса или сферического сегмента, а контактирующие поверхности

подпятника и пьезоэлемента в виде плоскости, что намного технологичнее и значительно снижает затраты на изготовление опоры.

30

Формула изобретения

Опора прецизионного прибора, содержащая цапфу, нижняя сферическая поверхность которой контактирует с подпятником, отличающаяся тем, что, с целью

уменьшения момента сопротивления при обеспечении трех угловых степеней свободы, подпятник закреплен на введенном пьезоэлементе и имеет одинаковую с ним резонансную частоту, цапфа контактирует с

подпятником по поверхности сферического пояса или сегмента, а подпятник с пьезоэ- лементом - по плоской поверхности.

Y//A

/

VA/J(

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для осуществления подвески чувствительных элементов прецизионных приборов. Целью изобретения является уменьшение момента сопротивления при обеспечении трех угловых степеней свободы. Опора содержит цапфу, нижняя сферическая поверхность которой контактирует с подпятником, подпятник закреплен на пьезоэлементе и имеет одинаковую с ним резонансную частоту, цапфа контактирует с подпятником по поверхности сферического пояса или сегмента, а подпятник с пьезоэлементом - по плоской поверхности. 1 ил.