Аэростатический подвес

Полезная модель относится к устройствам машиностроения и может быть использована в качестве трехточечной опоры при установке осеориентированных объектов испытательных стендов, требующих исключения перекоса.
Известна аэростатическая опора щелевая по патенту РФ 164762 (МПК F16C 32/06, B60V 1/00 (2006.01); опубликовано 10.09.2016 Бюл. №25), содержащая пустотелый корпус с каналами подачи сжатого воздуха, прижимных колец, регулировочных винтов и за счет подвижной части с внутренней полостью сообщающуюся с эластичным уплотнением и каналами подачи сжатого воздуха во внутреннюю полость подвижной части с возможностью угловых перемещений. Однако, угловые перемещения ограничены из-за выставленных регулировочных винтов и для изменения перемещения необходима ручная их регулировка. Данный недостаток не позволяет использовать известную аэростатическую опору при установке объектов с неизвестным углом перекоса, без дополнительной регулировки.
Известен также сферический газостатический подшипник по патенту РФ 2191936 (МПК 7 F16C 32/06, опубликовано 27.10.2002), состоящий из ротора с жестким закреплением на нем приборной панели и сферического статора с подводом сжатого воздуха. На статоре выполнены кольцевые канавки, сообщающиеся с единым отводящим коллектором, а на едином отводящем коллекторе установлен торовый коллектор, выполненный в виде двух герметичных полуколец, соединенные с дополнительной компенсационной канавкой, выполненной на статоре, а с другой стороны через дроссельные вентили - с атмосферой. Однако в известной конструкции габариты испытуемых объектов, установленных на приборную панель, ограничены диаметром ротора, выполненного в виде усеченного шара, и не позволяют устанавливать объекты со смещенным центром масс относительно оси ротора.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является центробежная установка с газостатической опорой, известная из патента РФ 2220782 (МПК F16C 32/06, В04В 9/04, опубликовано 10.01.2004), которая содержит корпус, рабочий орган, вертикальный газостатический опорный узел с несущими поверхностями в виде части сферы, подпятник которого выполнен с отверстием для подвода газа к несущим поверхностям. Установка также содержит подшипниковый узел, установленный на валу, и упругую механическую опору, соединяющую подшипниковый узел и корпус. При этом упругая механическая опора состоит из подвижного и неподвижного опорных оснований и упругого опорного элемента. Данное устройство взято за прототип.
Наличие тепловых деформаций, вызванных вращательным движением вертикального вала в подшипниковом узле, приводит к механическому износу верхнего подвижного опорного основания или вертикального вала, что в свою очередь способствует развитию радиального биения вала, снижая стабильность работы подшипникового узла. Кроме того, связь установленного рабочего органа на вертикальный вал с приводом, реализована соединением гибким валом, наличие которого ограничивает создаваемый избыточным давлением зазор между пятой и подпятником, снижая грузоподъемность рабочего органа. Эти недостатки снижают надежность работы установки.
Заявляемая полезная модель решает техническую проблему, направленную на повышение стабильности работы устройств, в том числе осеориентированых, и объектов со смещенным относительно оси их установки центра масс, за счет повышения точности установки и исключения возможного перекоса, вызванного погрешностью изготовления.
Необходимый технический результат получают за счет того, что в известном устройстве в корпус устанавливают радиальный сферический газостатический подшипник, содержащий сферическую контактную поверхность, выполненную в виде стакана с подводом сжатого воздуха перпендикулярно оси объекта, и установкой равноудаленных по окружности трех плоских аэростатических подшипников.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами:
на фиг. 1 изображено предлагаемое устройство;
на фиг. 2 - то же, вид сверху.
Устройство выполнено следующим образом: на основании 9, содержащем равноудаленные от осеориентированного объекта 10 три плоских аэростатических подшипника 1, каждый из которых включает в себя неподвижный корпус 3, с точечным элементом 5, выполненного в виде ограниченного сферой тела, с многоточечным подводом сжатого воздуха в нижнюю плоскость пространственной грузонесущей платформы 4, через подвижный полу корпус 6.
Осеориентированный объект 10 содержащий пространственную грузонесущую платформу 4 с осью 8 связан с радиальным сферическим газостатическим подшипником 2 через подвижный стакан 7, содержащий сферическую контактную поверхность с подводом сжатого воздуха перпендикулярно оси 8, и корпусом 11 закрепленного на основании 9.
Аэростатический подвес работает следующим образом.
От источника избыточного давления во внутренние полости подвижного полукорпуса 6 каждого из трех аэростатических подшипников 1 и во внутренние полости стакана 7 подается сжатый воздух. Осью 8 устанавливают в стакан 7 радиального сферического газостатического подшипника 2 испытуемый объект 10, опирая пространственную грузонесущую платформу 4 на равноудаленные три плоских аэростатических подшипника 1, совместно с подшипником 2, закрепленные на основании 9. При наличии перекоса, между платформой 4 и осью 8, вызванного, например, погрешностью изготовления или возникающего в результате проведения испытаний, а также при установке объекта 10 со смещенным центром масс, подвижный стакан 7 выставляет ось 8 в перпендикулярное положение платформы 4 относительно неподвижного корпуса 11, за счет угловых перемещений подвижного полукорпуса 6, содержащего точечный элемент 5, выполненный в виде тела ограниченной сферой, выбирая зазоры между неподвижным корпусом 3 и подвижным полукорпусом 6, при этом угол компенсации погрешности установки составляет два градуса.
Таким образом, использование аэростатического подвеса по сравнению с прототипом позволяет повысить стабильность работы и повысить точность установки испытуемого объекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.