ДВУСТОРОННИЙ подпятник для ГИРОСКОПИЧЕСКИХПРИБОРОВ Советский патент 1968 года по МПК G01C19/16 

Изобретеиие относится к области приборостроения.

Известны двусторонние подпятники, содержащие пяту в виде пластины, которая либо вращается вокруг оси, совпадающей с осью цапфы, либо совершает возвратно-поступательное движение в направлении, перпендикулярном оси цапфы.

В предложенном подпятнике пята выполнена в виде вращающегося вокруг своей продольной оси цилиндра, развернутого от перпендикулярного положения к оси цаифы на заданный угол. Это позволяет упростить конструкцию подпятника и уменьшить момент трения.

На фиг. 1 представлена принципиальная кинематическая схема подвеса; на фиг. 2, а, б, в- взаимное расположение пяты и шариков; на фиг. 3 - возможное конструктивное выполнение подпятника.

Подпятник содержит цилиндрическую пяту 1, на которую опираются упорные шарики 2, жестко связанные с цапфой 3.

Для создания на поверхности цилиндрической ПЯТЬ / линейной скорости, перпендикулярной оси цапфы 3, пята приводится во вращение через редуктор 4 от двигателя 5. Ось 6 обеспечивает возмол ность поворота пяты на небольшие углы от положения, перпендику.лярного оси цапфы 3. Направление вращения

пяты может изменяться через любой выбранный промежуток времени.

Для подсчета момента трения пяты, имеющей «оживляющее движение на основе эффекта Жуковского, выведена формула

WR V

M, qy.R

(1)

где Q - нагрузка на пяту;

М - коэффициент трения;

R - радиус пятна контакта;

V - линейная скорость оживляющего движения пяты;

W- скорость процессионного движения гироскопа.

Момент трения в подпятнике с неподвижной пятой вычисляется по формуле

ЛГтр - - QR.

(2)

Эффективность введения рассматриваемого «оживления можно охарактеризовать отно25 шением момента (2) к моменту (1) 2 106 кг1см, W 0,2 l/сек, V 1 мм/сек, диаметре пяты 0,8 см и диаметре опорного шарика 0,476 ел расчетное уменьшение трения в подпятнике равно 62. В случае «оживления сила трения скольжения F тр , пропорциональная осевой перегрузке J, р QJ трвызывает в шарикоподшипниках 7 неодинаковые реакции Л-.р Р2 РгрПри «оживлении шарикоподшипников 7 встречным враш,ением наличие реакций F и FZ нарушает полную взаимную компенсацию моментов трения в подшипниках и появляется возмущающий момент А - /1, независимый от величин / и L, где А - коэффициент, зависящий от размеров шарикоподшипников. Момент Л/шп можно скомпенсировать, если развернуть пяту (см. фиг. 2, а) на небольшой угол ф1, при этом будет прикладываться к щарику на плече 6i гфь где г - радиус шарика, и создавать возмущающий моментQJJ.//-91 При определенном сочетании направления разворота пяты и вращения пяты и промежуточных колец щарикоподщйпников 7 моменты Мшп и М„ направлены противоположно друг другу. Из равенства моментов и Мп вытекает условие их полной взаимной компенсации .ао которое показывает, что полная компенсация моментов справедлива и в условиях изменяющихся осевых перегрузок. Разворотом пяты также уменьшить вредный момент от смещения опорных шариков 2 с оси цапфы 3 вдоль оси вращения пяты из-за инструментальных ошибок изготовления и сборки. При этом одностороннее смещение шариков можно компенсировать небольшой конусностью пяты, а разностороннее - дополнительным ее разворотом. Необходимые углы конусности ф2 (см. фиг. 2 б и дополнительного доворота фз (см. фиг. 2 в) определяются формулами f.f , „ - 3 V3- - где ба и бз - величины смещения упорных шариков 2 относительно оси цапфы 3. Углы разворота и, если необходимо, конусности пяты целесообразно определять по результатам измерения скорости ухода прибора при вертикальном положении оси подвеса. Предмет изобретения Двусторонний подпятник для гироскопических приборов, содержащий пяту, цапфу, упорные шарики и привод, отличающийся тем, что, с целью уменьшения момента трения и упрощения конструкции, в нем пята выполнена в виде вращающегося вокруг своей продольной оси цилиндра, развернутого от перпендикулярного положения к оси цапфы на заданный угол.