Результат интеллектуальной деятельности: Опорно-поворотное устройство

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к опорно-поворотным устройствам, выполненным в виде шарикового двухрядного подшипника качения, предназначенным для использования в узлах опор следящих систем наведения с разделенными функциональными задачами.

Известно опорно-поворотное устройство, описанное в пат. RU №2036338, МПК F16C 19/34, В66С 23/84, опубл. 27.05.95 г., содержащее опорные кольца с дорожками качения и тела качения в виде перекрестно расположенных роликов. Но в данном опорно-поворотном устройстве сложная конструкция ролика-катка, большие габариты, а также возможность выполнения только одной функциональной задачи.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является опорно-поворотное устройство, описанное в книге Крайнева А.Ф. Идеология конструирования. - М.: Машиностроение - 1, 2003, стр. 254, схема 34.1., включающее в себя расположенные концентрично друг к другу два опорных кольца, одно из которых соединено с поворотной платформой, второе - с зубчатым венцом, и привод поворота, взаимодействующий с зубчатым венцом через шестерню. Тела качения - шарики - располагаются в один ряд. Но использование данного устройства в следящей системе наведения с защитным колпаком и герметизацией, приведет к увеличению момента вращения опорно-поворотного устройства и как следствие применение привода большей мощности.

Задачей данного изобретения является создание опорно-поворотного устройства с расширенными функциональными возможностями и эксплуатационными характеристиками.

Технический результат изобретения - разделение функциональных задач в опорно-поворотном устройстве на высокоточное опорное кольцо, и следящее за ним, силовое опорное кольцо. Что в свою очередь позволит реализовать установку защитного колпака и герметизацию приборного отсека, расположенного на внутреннем опорном кольце.

Это достигается тем, что в опорно-поворотном устройстве, содержащем, по крайней мере, два опорных кольца внутреннее и внешнее, концентрично расположенные по отношению друг к другу, имеющего, по крайней мере, один ряд тел качения, размещенный в сепараторе между рабочими поверхностями опорных колец, при этом внутреннее опорное кольцо относительно внешнего опорного кольца установлено с возможностью перемещения, в отличие от известного, между ними добавлено третье концентрично расположенное неподвижное опорное кольцо, а внутреннее и внешнее опорные кольца выполнены независимыми, кроме того добавлен второй ряд тел качения, размещенный во втором независимом сепараторе, при этом обеспечен поворот внутреннего и внешнего опорных колец относительно среднего опорного кольца, применяемого в качестве неподвижного основания.

Кроме того, подвижные опорные кольца могут быть выполнены составными для возможности обеспечения необходимого зазора между телами качения и дорожками качения, путем подрезки торцевых поверхностей, а рабочие поверхности опорных колец могут быть выполнены под углом 45 градусов, для обеспечения одинаковых люфтов и нагрузочных характеристик, как в осевом, так и в радиальном направлениях.

На фиг. 1 изображено опорно-поворотное устройство в разрезе. На фиг. 2 изображены рабочие поверхности опорно-поворотного устройства, выполненные под углом 45 градусов.

Опорно-поворотное устройство (фиг. 1) содержит расположенные концентрично друг к другу опорные кольца 1, 2 и 3, при этом среднее опорное кольцо 3 - неподвижное, а внешнее опорное кольцо 1 и внутреннее опорное кольцо 2 - подвижные. Каждый ряд тел качения - шарики 4 или 5, размещенные в двух независимых сепараторах 6 или 7 между рабочими поверхностями опорных колец 1 или 2, при чем, сепаратор 6 размещен между внешним опорным кольцом 1 и внешней поверхностью среднего неподвижного кольца 3, а сепаратор 7 размещен между внутренним опорным кольцом 2 и внутренней поверхностью среднего неподвижного кольца 3. Опорно-поворотное устройство содержит два концентрично расположенных друг к другу опорных кольца 1 и 2, которые независимы между собой, и два ряда тел качения - шарики 4 и 5, размещенные в двух независимых сепараторах 6 и 7, при этом обеспечивается поворот внутреннего 2 и внешнего 1 опорных колец относительно среднего опорного кольца 3, применяемого в качестве неподвижного основания. Внутреннее опорное кольцо 2 осуществляет вращение на 360 градусов, внешнее опорное кольцо 1 синхронно вращается с внутренним опорным кольцом 2 в следящем режиме и выполняет функцию силового опорного кольца. Опорные кольца 1, 2 выполнены составными для обеспечения необходимого зазора между шариками 4 и 5 и дорожками качения, путем подрезки торцевых поверхностей. Рабочие поверхности опорных колец 1 и 2 выполнены под углом 45 градусов (фиг. 2), что обеспечивает одинаковые люфты и нагрузочные характеристики, как в осевом, так и в радиальном направлениях.

Опорно-поворотное устройство работает следующим образом, относительное вращение колец 1 и 2 при неподвижно закрепленном кольце 3 сопровождается качением через шарики 4 и 5.

Возможно применение данного типа устройства в составе следящей системы наведения, для обеспечения наведения исполнительного блока по горизонту, закрепленного на внутреннем опорном кольце 2, а также защитного колпака, закрепленного на внешнем опорном кольце 1. Опорное кольцо 2 привода должно быть изготовлено с высокой точностью, чтобы обеспечить точность наведения исполнительного блока по горизонту в диапазоне углов 360 градусов. Опорное кольцо 1 привода, может иметь более низкую точность, и обеспечивать вращение тяжелого защитного колпака. В двух приводах поворота использованы двигатели, взаимодействующие с разными опорными кольцами. Высокоточное наведение опорного кольца 2 обеспечивает первый привод поворота. Датчик угла, например датчик Холла, запускает второй привод поворота, который в свою очередь осуществляет вращение опорного кольца 1.

Таким образом, достигнут технический результат, а именно разделены функциональные задачи на высокоточное опорное кольцо, и следящее за ним, силовое опорное кольцо. Что в свою очередь позволило реализовать установку защитного колпака и герметизацию приборного отсека, расположенного на внутреннем опорном кольце. Данное опорно-поворотное устройство обладает технологичной конструкцией, при относительно малом осевом габарите и большом сквозном отверстии в центре.