ОПОРА ШАРИКОПОДШИПНИКОВАЯ

Опора шарикоподшипниковая
Полезная модель относится к динамически настраиваемым гироскопам. Динамически настраиваемые гироскопы относятся к классу гироскопов с упругим подвесом ротора, в которых обеспечиваются свобода угловых движений оси собственного вращения за счет упругой податливости конструктивных элементов.
Ближайший аналог содержит два шарикоподшипника, смонтированных между валом и корпусом (см. например, формулу изобретения к патенту SU №1340294, МПК G01C 19/16, 21/18, дата публикации 10.07.2005).
Недостатком ближайшего аналога является низкое демпфирование колебаний.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи по созданию технического решения с повышенным демпфированием колебаний гироскопа.
Технический результат выражается в повышении демпфирования колебаний.
Сущность заявленной полезной модели заключается в том, что опора шарикоподшипниковая содержит два шарикоподшипника, смонтированных между валом и корпусом, и отличается от ближайшего аналога тем, что корпус выполнен в виде единого наружного кольца для обоих шарикоподшипников, дорожка качения одного из шарикоподшипников установлена на валу, между валом и шариками второго шарикоподшипника установлено кольцо внутреннее, в корпусе в средней его части выполнен упругий элемент в форме псевдовтулки и двух псевдоколец с толщиной стенок 0,2-0,6 мм с отношением величины наружного диаметра корпуса к величине внешнего диаметра втулки в диапазоне 1,6- 1,7, масса и материал подобраны таким образом, что выдерживается условие k>b, при котором происходит затухание колебаний, т.е. демпфирование,
с - обобщенный коэффициент жесткости опоры, а - обобщенная масса опоры,
µ - обобщенный коэффициент диссипации (сопротивления).
К достоинствам динамически настраиваемых гироскопов следует отнести их миниатюрность, высокую стабильность показаний.
Сущность опоры шарикоподшипниковой поясняется чертежами.
Фиг. 1 - общий вид в продольном сечении;
фиг. 2 - график движения.
Опора шарикоподшипниковая содержит два шарикоподшипника 1, 2, смонтированных между валом 3 и корпусом 4 (фиг. 1). Корпус 4 выполнен в виде единого наружного кольца для обоих шарикоподшипников 1,2. Дорожка качения одного из шарикоподшипников 1 установлена на валу 3. Между валом 3 и шариками второго шарикоподшипника 2 установлено кольцо внутреннее 5. Шарики шарикоподшипников 1, 2 расположены внутри гнезд сепараторов 6, 7. В корпусе 4 в средней его части выполнен упругий элемент 8 в форме псевдовтулки и двух псевдоколец с толщиной стенок 0,2-0,6 мм с отношением величины наружного диаметра корпуса к величине внешнего диаметра втулки в диапазоне 1,6-1,7 (фиг. 1).
Корпус 4 с упругим элементом 8, вследствие того, что он закреплен, оказывает демпфирующее воздействие на всю конструкцию опоры шарикоподшипниковой, которая является многомассовой системой, состоящей из двух шарикоподшипников 1, 2, вала 3, корпуса 4, кольца внутреннего 5.
Параметры корпуса 4 с упругим элементом 8, вала 3, кольца внутреннего 5, а именно, масса и материал подобраны таким образом, что поглощают энергию собственных колебаний, в чем и заключается демпфирующий эффект. При этом выдерживается условие k>b, при котором происходит затухание колебаний, т.е. демпфирование,
с - обобщенный коэффициент жесткости опоры, а - обобщенная масса опоры,
3
µ - обобщенный коэффициент диссипации (сопротивления). Упругий элемент 8 корпуса 4 обеспечивает преднатяг конструкции после установки кольца внутреннего 5. Пример конкретного выполнения опоры шарикоподшипниковой. Для расчета были приняты следующие габаритные размеры опоры шарикоподшипниковой. Общая длина опоры шарикоподшипниковой 26 мм. Внешний диаметр корпуса 4-13 мм. Длина корпуса 4-20 мм. Диаметры внутренних соосных отверстий вала 3 соответственно 4,2 мм и 3 мм. Плотность материала корпуса 4, вала 2, кольца внутреннего 5-7,8 г/см. При этом были проведены расчеты с помощью MathCAD (компьютерная программа для выполнения инженерных и научных расчетов), позволяющие осуществить подбор массы и материала, которые обеспечивают затухающие колебания при выполнении условия k>b. Пример расчета приводится ниже.
Получен график движения (фиг. 2). Из графика движения видно, что движение представляет собой затухающие колебания, которые практически затухают через 0,005 сек. При этом выполняется условие k>b (3016>0,125) и из графика движения также следует затухающий характер движения за очень малый промежуток времени (0,005 сек.), что и подтверждает повышение демпфирования.