УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ДИСКА

Полезная модель относится к точному приборостроению и может быть использована в фотоэлектрических преобразователях угла для крепления измерительного диска или круговых шкал в углоизмерительных приборах, например, теодолитах.
Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, кодируемый вал, установленный в подшипниках, измерительный и индикаторный диски, излучатели, фотоприемники и плату обработки, «Фотоэлектрические преобразователи информации», под ред. Л.Н. Преснухина, М., Машиностроение, 1974, с. 303, рис. 152.
В известном преобразователе крепление измерительного диска осуществляют посредством прижимного цилиндрического кольца, а эксплуатация преобразователя в широком диапазоне температур приводит к его деформации и разрушению из-за различных линейных расширений крепежных элементов и самого диска.
Известный преобразователь имеет сложную конструкцию, большие габариты и массу, что снижает его эксплуатационные возможности и ограничивает использование в малогабаритной аппаратуре.
Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий цилиндрический корпус, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, индикаторный и измерительный диски, излучатели, фотоприемники, RU №58822 U1, H03M 1/24, 27.11.2006.
Известный преобразователь обладает жесткой конструкцией, выполнен пылевлагозащищенным, но является сложным и дорогим в изготовлении.
Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий цилиндрический корпус, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, индикаторный и измерительный диски, излучатели и фотоприемники, RU №100311 U1, G02F 7/00, H03M 1/24, 10.12.2010.
Фланец под измерительный диск в известном преобразователе совмещен с кодируемым валом, что усложняет его изготовление, а механическое крепление измерительного диска - не предусмотрено, что снижает надежность конструкции при ударных воздействиях.
Известно крепление кодового диска на оправе посредством клея, в виде герметика, С.М. Латыев «Конструирование точных (оптических) приборов: Учебное пособие», издательство «Политехника», Санкт-Петербург, 2007, с. 54.
В известной конструкции в оправе выполнены пазы, расположенные под равными углами, а между наружной поверхностью оправы и внутренней поверхностью кодового диска расположены клеевые зоны для заполнения герметиком.
К недостаткам такой конструкции можно отнести сложность выполнения в оправе многочисленных пазов и обязательное расположение герметика над пазами, что усложняет конструкцию и требует для выполнения изготовления и сборки специальных приспособлений, а это приводит к удорожанию производства такой конструкции.
Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, измерительный диск, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, устройство для крепления измерительного диска на кодируемом валу, выполненным жестким, RU №63624 U1, H03M 1/24, 27.05.2007. Измерительный диск в известном устройстве закреплен на фланце.
Данное техническое решение принято за ближайший аналог настоящей полезной модели.
В преобразователе ближайшего аналога отсутствует механическое крепление измерительного диска, что снижает надежность его крепления на кодируемом валу при эксплуатации в условиях жестких механических и климатических воздействий.
Кроме того, при юстировке измерительного диска относительно оси вращения без его механического крепления, существует опасность изменения положения диска под воздействием клеевого соединения, что может привести к отрыву его от базовой поверхности фланца при разбросах температуры во время сборки, что ухудшает эксплуатационные и технологические качества и снижает характеристики точности устройства.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить жесткость и надежность крепления измерительного диска, повысить технологичность при изготовлении, упростить сборку и обеспечить стабильную эксплуатацию в условиях больших механических, вибрационных и ударных нагрузок.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в обеспечении комбинированного (механического и клеевого) малогабаритного крепления измерительного диска на кодируемом валу.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что устройство для крепления измерительного диска включает элементы для жесткого крепления измерительного диска на кодируемом валу.
На наружной поверхности кодируемого вала выполнены не меньше двух разнонаправленных винтовых канавок, заполненных клеевым средством и установлен фланец.
На внутренней поверхности фланца выполнены не меньше двух разнонаправленных винтовых канавок, заполненных клеевым средством.
Опорная поверхность фланца сопряжена с измерительным диском с одной его стороны, а с другой стороны измерительного диска на кодируемом валу выполнен цилиндрический хвостовик.
Диаметр цилиндрического хвостовика меньше внутреннего диаметра винтовых канавок кодируемого вала.
Цилиндрический хвостовик снабжен элементом осевого крепления измерительного диска в виде фиксирующей шайбы.
Фиксирующая шайба выполнена с прижимным наружным кольцом и внутренними упругими лепестками с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью цилиндрического хвостовика и расположенными противоположно измерительному диску.
Внутренний диаметр фиксирующей шайбы меньше диаметра цилиндрического хвостовика.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1 - Устройство крепления измерительного диска, разрез;
на фиг. 2 - Вид A на фиг. 1;
на фиг. 3 - Фланец, изометрия с вырезом четверти;
на фиг. 4 - Кодированный вал, изометрия;
на фиг. 5 - Элемент осевого крепления измерительного диска, в виде фиксирующей шайбы, изометрия.
Устройство крепления кодового диска содержит:
Корпус - 1,
шарикоподшипники (в корпусе 1) - 2.
Кодируемый вал (в шарикоподшипниках 2) - 3,
винтовые канавки (на валу 3) - 4,
цилиндрический хвостовик (на валу 3) - 5.
Фланец - 6,
винтовые канавки (на фланце 6) - 7,
опорная поверхность (на фланце 6) - 8.
Клеевое средство (для канавок 4, 7 и измерительного диска 10) - 9.
Измерительный диск - 10.
Фиксирующая шайба - 11,
прижимное наружное кольцо (на шайбе 11) - 12,
вырезы (на шайбе 11) - 13,
внутренние упругие лепестки (на шайбе 11) - 14.
Устройство включает элементы для жесткого крепления измерительного диска 10 на кодируемом валу 3, установленном в шарикоподшипниках 2 корпуса 1.
На наружной поверхности кодируемого вала 3 выполнены не меньше двух разнонаправленных винтовых канавок 4, заполненных клеевым средством 9 и установлен фланец 6.
На внутренней поверхности фланца 6 выполнены не меньше двух разнонаправленных винтовых канавок 7, заполненных клеевым средством 9.
Опорная поверхность 8 фланца 6 сопряжена с измерительным диском 10 с одной его стороны, а с другой стороны измерительного диска 10 на кодируемом валу 3 выполнен цилиндрический хвостовик 5.
Диаметр цилиндрического хвостовика 5 меньше внутреннего диаметра винтовых канавок 4 кодируемого вала 3.
Цилиндрический хвостовик 5 снабжен элементом осевого крепления измерительного диска 10 в виде фиксирующей шайбы 11.
Фиксирующая шайба 11 выполнена с прижимным наружным кольцом 12 и внутренними упругими лепестками 14 с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью цилиндрического хвостовика 5 и расположенными противоположно измерительному диску 10. Упругие лепестки 14 расположены под одинаковыми углами относительно оси кодируемого вала 3.
При этом внутренний диаметр фиксирующей шайбы 11 меньше диаметра цилиндрического хвостовика 5.
Фиксирующая шайба с внутренними лепестками может быть использована из каталога, http://www.wuerthmarker.ru/, фиксирующая шайба, внутренние лепестки.
Крепление измерительного диска осуществляют следующим образом.
На кодируемый вал 3 устанавливают фланец 6, при этом винтовые канавки 4 и 7 кодируемого вала 3 и фланца 6 сопряжены друг с другом и заполнены клеевым средством 9, соответственно, что обеспечивает закрепление кодируемого вала 3 и фланца 6.
Измерительный диск 10 прилегает к опорной поверхности 8 фланца 6, фиксацию положения измерительного диска 10 обеспечивает клеевое средство 9 и фиксирующая шайба 11. При установке фиксирующей шайбы 11 внутренние упругие лепестки 14 охватывают и обжимают цилиндрический хвостовик 5, а прижимное наружное кольцо 12 прижимает измерительный диск 10 к фланцу 6, обеспечивая осевой прижим измерительного диска 10 к опорной поверхности 8 фланца 6.
Выполнение на наружной поверхности кодируемого вала 3 и внутренней поверхности фланца 6 сопрягаемых разнонаправленных винтовых канавок 4 и 7, заполненных клеевым средством 9, повышает жесткость закрепления фланца 6 на кодируемом валу 3.
Сопряжение винтовых канавок 4 и 7 и заполнение их клеевым средством 9 позволяет увеличить клеевой объем в два раза и, следовательно, увеличить в два раза наполняемость, образуя при этом клеевые соединения по винтовой линии при различной ее направленности, а также клеевое соединение по разным цилиндрическим образующим, что обеспечивает повышенную жесткость соединения и достижение максимального технического эффекта.
Расположение клеевого средства 9 в соответствующих винтовых канавках 4 и 7 симметрично относительно цилиндрической образующей, как в пространстве кодируемого вала 3, так и в пространстве фланца 6, обеспечивает жесткость и надежность крепления при эксплуатации в условиях больших механических, вибрационных и ударных нагрузок.
Сопряжение опорной поверхности 8 фланца 6 с измерительным диском 10 с одной его стороны, и выполнение с другой стороны измерительного диска 10 на кодируемом валу 3 цилиндрического хвостовика 5, диаметр которого меньше внутреннего диаметра винтовых канавок 4 на цилиндрическом хвостовике 5 вала 3, повышает надежность крепления и технологичность при изготовлении.
Наличие элемента осевого крепления измерительного диска 10 в виде фиксирующей шайбы 11 и установка ее на цилиндрический хвостовик 5 повышает надежность крепления и упрощает сборку.
Выполнение фиксирующей шайбы 11 с прижимным наружным кольцом 12 и внутренними упругими лепестками 14 с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью цилиндрического хвостовика 5 обеспечивает надежное крепление измерительного диска 10 упругой фиксирующей шайбой 11, что позволяет компенсировать изменение размеров деталей при изменении температуры окружающей среды, тем самым расширить возможности эксплуатации такого устройства.
Расположение внутренних упругих лепестков 14 противоположно измерительному диску 10 обеспечивает удобство сборки при установке шайбы на цилиндрический хвостовик 5 кодируемого вала 3.
Выполнение внутреннего диаметра фиксирующей шайбы 11 меньше диаметра цилиндрического хвостовика 5 позволяет обеспечить надежное упругое крепление шайбы 11 на хвостовике 5.
Кроме того, предложенная установка фиксирующей шайбы 11 позволяет исключить ее самопроизвольное перемещение на кодируемом валу 3, т.к. внутренние кромки внутренних упругих лепестков 14 врезаются в цилиндрический хвостовик 5 при сдвиге фиксирующей шайбы 11 в сторону противоположную измерительному диску 10.
Предложенное устройство изготовлено промышленным способом в ОАО «СКБ ИС», оно используется в фотоэлектрических преобразователях угла и проведенные испытания опытной партии, обусловливают, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».