ШАРОВАЯ ОПОРА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к шаровым опорам, которые могут быть использованы в конвейерных системах, транспортных устройствах автоматических линий, и т.п., для перемещения плоских деталей в горизонтальной плоскости.
Известна шаровая опора, которая содержит грузовой шар, сферический сепаратор с пружиной, в гнездах которого размещены промежуточные шары, которые находятся на полусферической опорной детали [1].
Недостатками этой шаровой опоры является то, что она не может обеспечить беспрерывное перемещение груза в горизонтальной плоскости с минимальным трением между грузовым шаром и промежуточными шарами, то есть во время работы шаровой опоры возникает дополнительное трение за счет скольжения этих элементов, а значит и износ шаровой опоры.
Известна также шаровая опора, которая содержит корпус, грузовой шар, который размещен в опорном сферическом седле на шарах меньшего диаметра, сепарирующие шары и крышку [2].
Введение сипарующих шаров меньшего диаметра, в этой шаровой опоре, имеет целью уменьшить трения между шарами большего диаметра на которые опирается грузовой шар. Однако такая конструкция не дает возможности решить главную задачу, то есть обеспечить процесс качения между грузовым шаром и шарами меньшего диаметра, а значит эта шаровая опора имеет такие же недостатки, как и ранее приведенная.
Наиболее близкой шаровой опорой, которая используется с той же целью, что и заявляемая, является шаровая опора которая имеет корпус, грузовой шар установленный на шарах меньшего диаметра, средство для
удержания их от выпадения, разгрузочный участок для шаров меньшего диаметра, втулки, которые охватывают каждый шар меньшего диаметра [3].
В приведенной шаровой опоре, за счет создания разгрузочного участка в котором шары меньшего диаметра выходят из сцепления с грузовым шаром, возможно уменьшение скольжения между шарами при беспрерывном вращении грузового шара, но размещение на каждом шаре меньшего диаметра сферических втулок не обеспечит их свободное перемещение по периферии разгрузочного участка, а значит приведет к увеличению трения.
К причинам, которые препятствуют достижению ожидаемого технического результата при использовании известных шаровых опор, является невозможность обеспечения беспрерывного перемещения груза в каком-либо направлении с использованием только процесса качения при сцеплении грузового шара с шарами меньшего диаметра, а значит происходит скольжение между этими элементами, что приводит к преждевременному износу шаровой опоры.
Поставленная задача решается тем, что шаровая опора имеет уплотнитель, который размещен между корпусом и крышкой симметрично относительно грузового шара и с зазором. Внутренняя поверхность уплотнителя, которая граничит с грузовым шаром, имеет сферическую кривизну, а в нижней части его внутренней поверхности выполнена кольцевая профильная канавка, от поверхности которой к точке выхода шара меньшего диаметра из сцепления с грузовым шаром, и по ее периферии, образуется разгрузочный канал, причем внутренний диаметр уплотнителя, по верхней плоскости, меньший диаметра грузового шара, а его плоскость размещена выше центра грузового шара. Внутренняя поверхность уплотнителя имеет сферическую кривизну радиусом, большим радиуса грузового шара, а центр кривизны внутренней поверхности уплотнителя размещен ниже центра грузового шара. Уплотнитель выполнен из антифрикционного материала, а размер разгрузочного канала, в поперечном сечении, находится в пределах 1,5-2d.
Учитывая приведенное, именно совокупность существенных признаков шаровой опоры, которая заявляется, обеспечивает выявление новых технических свойств полезной модели. Они проявляются в том, что грузовой шар может вращаться в любом направлении с минимальным трением за счет того, что шары меньшего диаметра, находясь в сцеплении с грузовым шаром, перемещаются (прокатываются) по полусферической поверхности корпуса (рабочий цикл), а на выходе из нее попадая в разгрузочный канал. Перемещаясь по периферии разгрузочного канала (разгрузочный цикл) шары меньшего диаметра с одной стороны в него входят, а с другой - выходят. Чередование этих циклов (рабочий - разгрузочный) в процессе работы шаровой опоры снижает трение между основными элементами конструкции. Перемещению шаров меньшего диаметра по периферии разгрузочного канала способствует кольцевая профильная канавка, которую имеет уплотнитель.
Предлагаемая шаровая опора иллюстрируется чертежами представленными на Фиг.1 и 2.
На Фиг.1 - общий вид шаровой опоры.
На Фиг.2 - разгрузочный канал шаровой опоры.
Шаровая опора содержит (Фиг.1) корпус 1 в виде полусферической поверхности по периферии которой выполнена стыковочная плоская поверхность, на которой установлена крышка 2 конусообразной формы с плоской поверхностью в верхней части. Между корпусом 1 и крышкой 2 размещен уплотнитель 3. В полусферической поверхности корпуса 1 размещены шары меньшего диаметра 4 на которых установлен грузовой шар 5. Уплотнитель 3 размещен симметрично и с зазором относительно грузового шара 5, и копирует форму внутренней поверхности крышки 2. Уплотнитель 3 имеет в нижней внутренней части кольцевую профильную канавку. Внутренняя поверхность уплотнителя 3, которая граничит с поверхностью грузового шара 5, выполнена с кривизной. Радиус кривизны R1 внутренней поверхности уплотнителя 3 (Фиг.1), больший радиуса R грузового шара 5,
причем центр радиуса R1 расположенный ниже центра радиуса R. Внутренний диаметр D1 уплотнителя 3 (Фиг.2), по его верхней плоскости, выполнен меньшим диаметра D грузового шара 5. Верхняя плоскость уплотнителя 3 размещена выше центра грузового шара 5, это дает возможность зафиксировать шар в верхней его части, что предотвращает его выпадение с опоры. Шары меньшего диаметра 4 не полностью заполняют полость, которая образуется между полусферической поверхностью корпуса 1 и грузовым шаром 5. Между поверхностью грузового шара 5 и поверхностью верхней части уплотнителя 3 (Фиг.2) устанавливается минимальный зазор а. Это с одной стороны, обеспечивает свободное вращение грузового шара 5, а с другой - ограничивает попадание в шаровую опору абразивных частиц, которые могут способствовать преждевременному износу шаровой опоры. Уплотнитель 3 изготавливается из антифрикционного материала, для примера с фторопласта. Шаровая опора имеет разгрузочный канал, который в поперечной плоскости, начинается от точки с (Фиг.2) и заканчивается поверхностью профильной кольцевой канавки уплотнителя 3, а размер его находится в пределах 1,5-2d (d - диаметр шара меньшего диаметра). Разгрузочный канал размещен по периферии полусферической поверхности корпуса 1.
Шаровая опора работает следующим образом. При перемещении груза 6, что находится на грузовом шаре 5, (Фиг.1) в направлении, слева направо, грузовой шар 5 вращается по часовой стрелке. Шары меньшего диаметра 4, которые находятся в зоне между точками k и с прижаты грузовым шаром 5 и двигаются прокатываясь по полусферической поверхности корпуса 1 в направлении полости А разгрузочного канала. При выходе из зацепления с грузовым шаром 5 в точке k шары меньшего диаметра попадают в полость А. По разгрузочному каналу шары двигаются в направлении свободной от шаров полости В. В полости В разгрузочного канала шары меньшего диаметра 4 входят в сцепление с грузовым шаром 5 в точке с и цикл движения шаров повторяется. Перемещение шаров меньшего диаметра
таким образом дает возможность грузовому шару постоянно вращаться в каком либо направлении при этом реализуется принцип качения с минимальным трением, а это способствует повышению долговечности шаровой опоры.
Использованные источники.
1. Авторское свидетельство СССР №174473, F 16 C 32/00, 1965.
2. Авторское свидетельство СССР №1677390, F 16 C 32/00, 1991.
3. Авторское свидетельство СССР №1141240, F 16 C 32/00, 1985.