RU2671344C2 - Connecting unit for connecting ball bearing part - Google Patents
Connecting unit for connecting ball bearing part Download PDFInfo
- Publication number
- RU2671344C2 RU2671344C2 RU2017115086A RU2017115086A RU2671344C2 RU 2671344 C2 RU2671344 C2 RU 2671344C2 RU 2017115086 A RU2017115086 A RU 2017115086A RU 2017115086 A RU2017115086 A RU 2017115086A RU 2671344 C2 RU2671344 C2 RU 2671344C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hole
- ball bearing
- screw
- washer
- accommodating
- Prior art date
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 14
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 6
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 3
- 235000019892 Stellar Nutrition 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 102220329435 rs933930437 Human genes 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B2/00—Friction-grip releasable fastenings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
- Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Группа изобретений относится к машиностроению, в частности к соединительному блоку для соединения детали на двух и трех шаровых опорах. Группа изобретений может быть применена в машиностроении, на транспорте, космической и лабораторной технике, например, в качестве опорных платформ телескопов, оптических приборов, антенных устройств, измерительных систем и т.п.The group of inventions relates to mechanical engineering, in particular to a connecting block for connecting parts on two and three ball bearings. The group of inventions can be applied in mechanical engineering, transport, space and laboratory technology, for example, as supporting platforms for telescopes, optical instruments, antenna devices, measuring systems, etc.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время для решения определенных технических задач необходимо осуществлять соединение различных деталей на шаровые опоры, например, для позиционирования плоской детали на двух или трех шаровых опорах.Currently, to solve certain technical problems, it is necessary to connect various parts to ball bearings, for example, to position a flat part on two or three ball bearings.
В данной заявке под термином «шаровая опора» понимается шаровая деталь, предназначенная для передачи веса и других нагрузок с агрегата (устройства) или детали на корпус (основание).In this application, the term "ball bearing" means a ball part designed to transfer weight and other loads from the unit (device) or part to the body (base).
Так, из уровня техники - DE 4104581 А1 (кл. E04B 1/19; F16S 3/08, опубл. 20.08.1992) известен соединительный блок для соединения детали (трубчатой) и одной шаровой опоры. В шаровой опоре выполнено глухое отверстие с резьбой для установки винта. Трубчатая деталь имеет концевую коническую часть, в которой установлен винт. Концевая коническая часть прилегает к шаровой опоре посредством муфты. Данный соединительный блок для соединения детали (трубчатой) и шаровой опоры относится преимущественно к блокам крепления пространственных ферм и позволяет выполнить данное соединение незаметным при низкой стоимости его изготовления. Данный блок соединения не обладает возможностью шаровой опоры относительно детали.So, from the prior art - DE 4104581 A1 (class E04B 1/19; F16S 3/08, publ. 08.20.1992) known connecting block for connecting parts (tubular) and one ball bearing. In the ball bearing, a blind hole with a thread is made for installing the screw. The tubular part has an end conical part in which a screw is installed. The end conical part is adjacent to the ball joint by means of a coupling. This connection block for connecting parts (tubular) and ball bearings refers mainly to the mounting blocks of spatial trusses and allows you to make this connection invisible at a low cost of its manufacture. This connection unit does not have the ability to ball bearings relative to the part.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является соединительный блок, который описан в DE 10102862 А1 (кл. F16B 5/06, F16B 5/02, E04F 11/18, E04F 13/08, E06B 3/54, опубл. 14.08.2002).The closest analogue of the claimed utility model is the connection block, which is described in DE 10102862 A1 (CL F16B 5/06, F16B 5/02, E04F 11/18, E04F 13/08, E06B 3/54, publ. 08/14/2002) .
Блок соединения состоит из основания и верхней плиты, между которыми расположена пластина. Снизу основания прикреплен фланец, в котором выполнено отверстие для болта. Болт, проходящий через отверстие фланца, закреплен на сферической детали. Таким образом, пластина соединена со сферической деталью. При этом нижняя сторона основы и верхняя сторона фланца формируют соединение, позволяющее пластине вращаться/поворачиваться относительно фланца и соответственно сферической детали. Недостатками данного блока соединения являются сложность конструкции блока, т.к. поворот детали осуществляется за счет соединения нижней стороны основы и верхней стороны фланца; отсутствие возможности смещения пластины непосредственно относительно детали (шаровой опоры), а соответственно отсутствие возможности перемещения шаровой опоры относительно всей детали.The connection block consists of a base and an upper plate, between which a plate is located. A flange is attached at the bottom of the base, in which a hole for the bolt is made. A bolt passing through the hole of the flange is mounted on a spherical part. Thus, the plate is connected to the spherical part. In this case, the lower side of the base and the upper side of the flange form a connection that allows the plate to rotate / rotate relative to the flange and, accordingly, the spherical part. The disadvantages of this block connection are the complexity of the design of the block, because the rotation of the part is carried out by connecting the lower side of the base and the upper side of the flange; the inability to move the plate directly relative to the part (ball joint), and accordingly the inability to move the ball joint relative to the whole part.
Вышеописанные соединительные блоки также восприимчивы к изменениям температуры рабочей среды: например, в случае изменения температуры детали или опоры, происходит их равномерное расширение (сжатие), что приводит к смещению детали относительно шаровой опоры и последующей неправильной работе всего блока соединения вследствие нарушения позиционирования детали. Также эти блоки соединяют деталь только с одной шаровой опорой.The above-described connecting blocks are also susceptible to changes in the temperature of the working medium: for example, in the case of changes in the temperature of the part or support, their uniform expansion (compression) occurs, which leads to the displacement of the part relative to the ball bearing and subsequent incorrect operation of the entire connection block due to violation of positioning of the part. Also, these blocks connect the part with only one ball bearing.
Технической проблемой является реализация соединительного блока для соединения детали на двух и трех шаровых опорах с возможностью перемещения шаровых опор относительно детали и с возможностью неизменного позиционирования детали относительно данных шаровых опор при расширении/сжатии.A technical problem is the implementation of the connecting block for connecting the part on two and three ball bearings with the possibility of moving the ball bearings relative to the part and with the possibility of constant positioning of the part relative to these ball bearings during expansion / compression.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом изобретения является возможность перемещения шаровых опор относительно детали; а также возможность неизменного позиционирования детали относительно шаровых опор при расширении или сжатии детали, например, из-за изменения температуры.The technical result of the invention is the ability to move ball bearings relative to the part; as well as the possibility of constant positioning of the part relative to the ball bearings during expansion or contraction of the part, for example, due to temperature changes.
Технический результат достигается за счет того, что соединительный блок для соединения детали на двух шаровых опорах при помощи двух крепежных элементов характеризуется следующими признаками:The technical result is achieved due to the fact that the connecting block for connecting parts on two ball bearings using two fasteners is characterized by the following features:
- крепежные элементы выполнены в виде винта, содержащего головку и стержень;- fasteners are made in the form of a screw containing a head and a rod;
- в каждой шаровой опоре выполнено глухое радиальное отверстие с резьбой, предназначенное для размещения стержня винта;- in each ball bearing a blind radial hole with a thread is made, designed to accommodate the screw shaft;
- для соединения первой шаровой опоры в детали выполнено сложнопрофильное сквозное отверстие переменного диаметра, предназначенное для размещения винта, при этом данное сквозное отверстие включает участок сопряжения детали с шаровой опорой, цилиндрический участок для размещения стержня винта, и участок для размещения головки крепежного винта; профиль сквозного отверстия на участке сопряжения детали с данной шаровой опорой имеет либо форму усеченного конуса, расширяющегося по направлению к шаровой опоре и контактирующего с ней либо цилиндрическую форму,- to connect the first ball joint in the part, a complex-shaped through hole of variable diameter is made, designed to accommodate a screw, while this through hole includes a section for mating the part with a ball bearing, a cylindrical section to accommodate the screw shaft, and a section to accommodate the head of the fixing screw; the profile of the through hole at the interface between the part and the given ball bearing has either the shape of a truncated cone, expanding towards the ball bearing and in contact with it, or a cylindrical shape,
- при этом в случае выполнения профиля сквозного отверстия на участке сопряжения детали с данной шаровой опорой в цилиндрической форме в сквозном отверстии детали размещена коническая шайба, контактирующая своей внутренней конической поверхностью со сферической поверхностью данной шаровой опоры, а диаметр данной конической шайбы и диаметр сквозного отверстия на данном участке являются классными;- in this case, in the case of a through hole profile being made at the interface between the part and the given ball bearing in a cylindrical form, a conical washer is placed in the through hole of the part in contact with its inner conical surface with the spherical surface of this ball bearing, and the diameter of this conical washer and the diameter of the through hole on This site are cool;
- для соединения второй шаровой опоры в детали также выполнено сложнопрофильное сквозное отверстие переменного диаметра, предназначенное для размещения винта, при этом данное сквозное отверстие включает участок сопряжения детали с данной шаровой опорой, цилиндрический участок для размещения стержня винта, и участок для размещения головки крепежного винта; сквозное отверстие на участке сопряжения детали с шаровой опорой выполнено в форме закрытого паза, имеющего прямоугольное сечение, в котором размещена коническая шайба с зазором, обеспечивающим возможность смещения шайбы по длине паза, и контактирующая своей внутренней конической поверхностью со сферической поверхностью шаровой опоры, а диаметр конической шайбы и ширина паза являются классными;- to connect the second ball joint in the part, a complex-shaped through hole of variable diameter is also provided, designed to accommodate the screw, while this through hole includes a section for mating the part with this ball bearing, a cylindrical section to accommodate the screw shaft, and a section to accommodate the head of the fixing screw; the through hole at the interface between the part and the ball joint is made in the form of a closed groove having a rectangular section in which a conical washer is placed with a gap that allows the washer to be displaced along the length of the groove and in contact with its spherical surface with the spherical surface of the ball joint, and the diameter of the conical the washers and groove width are cool;
- классный паз выполнен в детали таким образом, чтобы продолжение его продольной оси проходило через центр сопряжения детали с первой шаровой опорой;- a cool groove is made in the part so that the continuation of its longitudinal axis passes through the center of mating of the part with the first ball bearing;
- при этом каждое сложнопрофильное отверстие в детали размещено соосно отверстию в соответствующей шаровой опоре;- in this case, each complex-profile hole in the part is placed coaxially with the hole in the corresponding ball bearing;
- стержень каждого крепежного винта размещен в соответствующем цилиндрическом участке сквозного отверстия детали с зазором, обеспечивающим угловое смещение детали относительно соответствующей шаровой опоры, и закреплен посредством резьбы в глухом отверстии соответствующей шаровой опоры;- the rod of each fastening screw is placed in the corresponding cylindrical section of the through hole of the part with a gap providing angular displacement of the part relative to the corresponding ball joint, and is fixed by means of a thread in the blind hole of the corresponding ball joint;
- под каждой головкой винта установлены упругий компенсатор и коническая шайба, опирающаяся своей внутренней конической поверхностью на сферическую поверхность, образованную на участке для размещения головки соответствующего крепежного винта;- an elastic compensator and a conical washer are installed under each screw head, resting on its spherical surface on a spherical surface formed in the area for accommodating the head of the corresponding fixing screw;
- каждый центр выпуклой соответствующей сферической поверхности совпадает с центром соответствующей ей шаровой опоры.- each center of the convex corresponding spherical surface coincides with the center of the corresponding spherical support.
В качестве упругого компенсатора может быть использована тарельчатая пружина или зубчатая контровочная шайба, или шайба-гровер.As an elastic compensator, a disk spring or a gear lock washer, or a Grover washer can be used.
Цилиндрический участок для размещения стержня винта в поперечном сечении может быть выполнен в виде круга.The cylindrical section for placing the screw shaft in cross section can be made in the form of a circle.
Цилиндрический участок для размещения стержня винта в поперечном сечении может быть выполнен в виде эллипса.The cylindrical section for placing the screw shaft in cross section can be made in the form of an ellipse.
Сферическая поверхность, образованная на участке для размещения головки крепежного винта, может представлять собой поверхность сферической шайбы, размещенной в сквозном отверстии на данном участке.The spherical surface formed in the area for accommodating the head of the fixing screw may be the surface of the spherical washer located in the through hole in this area.
Сферическая поверхность, образованная на участке для размещения головки первого крепежного винта, может представлять собой часть профиля сквозного отверстия.The spherical surface formed in the area for accommodating the head of the first fixing screw may be part of the through hole profile.
Паз в сечении может быть выполнен в форме прямоугольника со скругленными сторонами.The groove in the cross section can be made in the form of a rectangle with rounded sides.
Технический результат также достигается за счет соединительного блока для соединения детали на трех шаровых опорах при помощи трех крепежных элементов, который характеризуется следующими признаками:The technical result is also achieved due to the connecting unit for connecting parts on three ball bearings using three fasteners, which is characterized by the following features:
- крепежные элементы выполнены в виде винта, содержащего головку и стержень;- fasteners are made in the form of a screw containing a head and a rod;
- в каждой шаровой опоре выполнено глухое радиальное отверстие с резьбой, предназначенное для размещения стержня винта;- in each ball bearing a blind radial hole with a thread is made, designed to accommodate the screw shaft;
- для соединения первой шаровой опоры в детали выполнено сложнопрофильное сквозное отверстие переменного диаметра, предназначенное для размещения винта, при этом данное сквозное отверстие включает участок сопряжения детали с шаровой опорой, цилиндрический участок для размещения стержня винта, и участок для размещения головки крепежного винта; профиль сквозного отверстия на участке сопряжения детали с данной шаровой опорой имеет либо форму усеченного конуса, расширяющегося по направлению к шаровой опоре и контактирующего с ней либо цилиндрическую форму,- to connect the first ball joint in the part, a complex-shaped through hole of variable diameter is made, designed to accommodate a screw, while this through hole includes a section for mating the part with a ball bearing, a cylindrical section to accommodate the screw shaft, and a section to accommodate the head of the fixing screw; the profile of the through hole at the interface between the part and the given ball bearing has either the shape of a truncated cone, expanding towards the ball bearing and in contact with it, or a cylindrical shape,
- при этом в случае выполнения профиля сквозного отверстия на участке сопряжения детали с данной шаровой опорой в цилиндрической форме в сквозном отверстии детали размещена коническая шайба, контактирующая своей внутренней конической поверхностью со сферической поверхностью данной шаровой опоры, а диаметр конической шайбы и диаметр сквозного отверстия на данном участке являются классными;- in this case, in the case of the profile of the through hole at the interface between the part and the given ball bearing in cylindrical shape, a conical washer is placed in the through hole of the part in contact with its inner conical surface with the spherical surface of the ball bearing, and the diameter of the conical washer and the diameter of the through hole on this The plot are cool;
- для соединения второй шаровой опоры в детали также выполнено сложнопрофильное сквозное отверстие переменного диаметра, предназначенное для размещения винта, при этом данное сквозное отверстие включает участок сопряжения детали с данной шаровой опорой, цилиндрический участок для размещения стержня винта, и участок для размещения головки крепежного винта; сквозное отверстие на участке сопряжения детали с шаровой опорой выполнено в форме закрытого паза, имеющего прямоугольное сечение, в котором размещена коническая шайба с зазором, обеспечивающим возможность смещения шайбы по длине паза, и контактирующая своей внутренней конической поверхностью со сферической поверхностью шаровой опоры, а диаметр конической шайбы и ширина паза являются классными;- to connect the second ball joint in the part, a complex-shaped through hole of variable diameter is also provided, designed to accommodate the screw, while this through hole includes a section for mating the part with this ball bearing, a cylindrical section to accommodate the screw shaft, and a section to accommodate the head of the fixing screw; the through hole at the interface between the part and the ball joint is made in the form of a closed groove having a rectangular section in which a conical washer is placed with a gap that allows the washer to be displaced along the length of the groove and in contact with its spherical surface with the spherical surface of the ball joint, and the diameter of the conical the washers and groove width are cool;
- классный паз выполнен в детали таким образом, чтобы продолжение его продольной оси проходило через центр сопряжения детали с первой шаровой опорой;- a cool groove is made in the part so that the continuation of its longitudinal axis passes through the center of mating of the part with the first ball bearing;
- для соединения третьей шаровой опоры в детали выполнено сложнопрофильное сквозное отверстие переменного диаметра, предназначенное для размещения винта, при этом сквозное отверстие включает цилиндрический участок для размещения стержня винта, и участок для размещения головки крепежного винта; между деталью и третьей шаровой опорой размещена коническая шайба, через которую проходит стержень винта, и которая контактирует своей внутренней конической поверхностью со сферической поверхностью данной шаровой опоры;- to connect the third ball joint in the part, a complex-shaped through hole of variable diameter is provided, designed to accommodate the screw, while the through hole includes a cylindrical section for accommodating the screw shaft and a section for accommodating the head of the fixing screw; between the part and the third ball bearing there is a conical washer through which the screw shaft passes, and which contacts its inner conical surface with the spherical surface of this ball bearing;
- центры трех сложнопрофильных отверстий не лежат на одной прямой;- the centers of three complex-profile holes do not lie on one straight line;
- при этом каждое сложнопрофильное отверстие в детали размещено соосно отверстию в соответствующей шаровой опоре;- in this case, each complex-profile hole in the part is placed coaxially with the hole in the corresponding ball bearing;
- стержень каждого крепежного винта размещен в соответствующем цилиндрическом участке сквозного отверстия детали с зазором, обеспечивающим угловое смещение детали относительно соответствующей шаровой опоры, и закреплен посредством резьбы в глухом отверстии соответствующей шаровой опоры;- the rod of each fastening screw is placed in the corresponding cylindrical section of the through hole of the part with a gap providing angular displacement of the part relative to the corresponding ball joint, and is fixed by means of a thread in the blind hole of the corresponding ball joint;
- под каждой головкой винта установлены упругий компенсатор и коническая шайба, опирающаяся своей внутренней конической поверхностью на сферическую поверхность, образованную на участке для размещения головки соответствующего крепежного винта;- an elastic compensator and a conical washer are installed under each screw head, resting on its spherical surface on a spherical surface formed in the area for accommodating the head of the corresponding fixing screw;
- каждый центр выпуклой соответствующей сферической поверхности совпадает с центром соответствующей ей шаровой опоры.- each center of the convex corresponding spherical surface coincides with the center of the corresponding spherical support.
В качестве упругого компенсатора может быть использована тарельчатая пружина или зубчатая контровочная шайба, или шайба-гровер.As an elastic compensator, a disk spring or a gear lock washer, or a Grover washer can be used.
Цилиндрический участок для размещения стержня винта в поперечном сечении может быть выполнен в виде круга.The cylindrical section for placing the screw shaft in cross section can be made in the form of a circle.
Цилиндрический участок для размещения стержня винта в поперечном сечении выполнен в виде эллипса.The cylindrical section for placing the screw shaft in cross section is made in the form of an ellipse.
Сферическая поверхность, образованная на участке для размещения головки крепежного винта, может представлять собой поверхность сферической шайбы, размещенной в сквозном отверстии на данном участке.The spherical surface formed in the area for accommodating the head of the fixing screw may be the surface of the spherical washer located in the through hole in this area.
Сферическая поверхность, образованная на участке для размещения головки первого крепежного винта, может представлять собой часть профиля первого сквозного отверстия.The spherical surface formed in the area for accommodating the head of the first fixing screw may be part of the profile of the first through hole.
Паз в сечении может быть выполнен в форме прямоугольника со скругленными сторонами.The groove in the cross section can be made in the form of a rectangle with rounded sides.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 показан вид сверху на соединяемую деталь соединительного блока для соединения детали на двух шаровых опорах;In FIG. 1 shows a top view of a joining part of a connecting block for joining a part on two ball bearings;
на фиг. 2 показан чертеж конической шайбы (под головку винта); вид в поперечном разрезе и вид сверху;in FIG. 2 shows a drawing of a conical washer (under the screw head); cross-sectional view and top view;
на фиг. 3 показан чертеж выпуклой сферической шайбы; вид в поперечном разрезе и вид сверху;in FIG. 3 shows a drawing of a convex spherical washer; cross-sectional view and top view;
на фиг. 4 показан чертеж опорной конической шайбы; вид в поперечном разрезе и вид сверху;in FIG. 4 shows a drawing of a thrust conical washer; cross-sectional view and top view;
на фиг. 5 показано сложнопрофильное сквозное отверстие в детали для узла А по варианту выполнения 1;in FIG. 5 shows a through-hole complex profile in a part for assembly A of
на фиг. 6 показан разрез соединительного блока в узле А по варианту выполнения 1, при этом выпуклая сферическая поверхность представляет собой сферическую шайбу;in FIG. 6 shows a section of the connecting block in the node A according to
на фиг. 7 показан разрез 3D-модели соединительного блока в узле А по варианту выполнения 1;in FIG. 7 shows a section through a 3D model of a connecting block in a node A according to
фиг. 8 иллюстрирует возможность перемещения шаровой опоры относительно детали с изменением направления оси крепежного винта относительно соединяемой детали для варианта 1 узла А;FIG. 8 illustrates the ability to move a ball bearing relative to a part with a change in the direction of the axis of the mounting screw relative to the part to be joined for
на фиг. 9 показан разрез соединительного блока в узле А по варианту выполнения 1, при этом выпуклая сферическая поверхность представляет собой выпуклое сферическое дно, выполненное в цилиндрической выемке;in FIG. 9 shows a section of a connecting block in a node A according to
на фиг. 10 показано сложнопрофильное сквозное отверстие в детали для узла А по варианту выполнения 2;in FIG. 10 shows a through-hole complex profile in a part for assembly A of
на фиг. 11 показан разрез соединительного блока в узле А по варианту выполнения 2, при этом выпуклая сферическая поверхность представляет собой сферическую шайбу;in FIG. 11 shows a section through a connection block in a node A of
на фиг. 12 показан разрез 3D-модели соединительного блока в узле А по варианту выполнения 2;in FIG. 12 is a sectional view of a 3D model of a connecting block in a node A according to
фиг. 13 иллюстрирует возможность перемещения шаровой опоры относительно детали с изменением направления оси крепежного винта относительно соединяемой детали для варианта 2 узла А;FIG. 13 illustrates the ability to move the ball bearing relative to the part with a change in the direction of the axis of the mounting screw relative to the part to be joined for
на фиг. 14 показан разрез соединительного блока в узле А по варианту выполнения 2, при этом выпуклая сферическая поверхность представляет собой выпуклое сферическое дно, выполненное в цилиндрической выемке;in FIG. 14 is a sectional view of the connecting block in the assembly A according to
на фиг. 15 показано сложнопрофильное сквозное отверстие в детали для узла В;in FIG. 15 shows a complex through hole in a part for assembly B;
на фиг. 16 показан продольный разрез собранного соединительного блока в узле В;in FIG. 16 is a longitudinal sectional view of an assembled connecting block in assembly B;
на фиг. 17 показан поперечный разрез собранного соединительного блока в узле В;in FIG. 17 is a cross-sectional view of an assembled connecting block in assembly B;
на фиг. 18 показан разрез 3D-модели соединительного блока в узле В;in FIG. 18 is a sectional view of a 3D model of a connection block in assembly B;
на фиг. 19 показана возможность смещения (перемещения) шаровой опоры относительно детали в узле В;in FIG. 19 shows the possibility of displacement (movement) of the ball bearing relative to the part in the node In;
на фиг. 20 показан вид сверху на соединяемую деталь соединительного блока для соединения детали на трех шаровых опорах;in FIG. 20 is a plan view of a joining part of a connecting block for joining a part on three ball joints;
на фиг. 21 показано сложнопрофильное сквозное отверстие в детали для узла С;in FIG. 21 shows a complex through hole in a part for assembly C;
на фиг. 22 показан продольный разрез собранного соединительного блока в узле С;in FIG. 22 is a longitudinal sectional view of an assembled connecting block at a node C;
на фиг. 23 показан разрез 3D-модели собранного соединительного блока в узле С;in FIG. 23 is a sectional view of a 3D model of an assembled connecting block in a node C;
на фиг. 24 показана возможность перемещения шаровой опоры относительно детали в узле С;in FIG. 24 shows the possibility of moving the ball joint relative to the part in the assembly C;
на фиг. 25 показано устройство для контроля взаимной ориентации и взаимного положения измерительных приборов, имеющее вид треугольной пирамиды;in FIG. 25 shows a device for controlling the mutual orientation and relative position of measuring instruments, having the form of a triangular pyramid;
на фиг. 26 показано устройство для контроля взаимной ориентации и взаимного положения измерительных приборов с тремя приборами, установленными на его боковые грани.in FIG. 26 shows a device for controlling the relative orientation and relative position of measuring instruments with three devices mounted on its side faces.
Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:
100 - плоское основание, на котором закреплены шаровые опоры;100 - a flat base on which ball bearings are fixed;
1 (1А, 1В, 1С) - шаровая опора;1 (1A, 1B, 1C) - ball bearing;
2 (2А, 2В, 2С) - сложнопрофильное сквозное отверстие;2 (2A, 2B, 2C) - a complex through-hole;
3 (3А, 3В, 3С) - выпуклая сферическая шайба;3 (3A, 3B, 3C) - a convex spherical washer;
4 (4А, 4В, 4С) - коническая шайба под головку винта;4 (4A, 4B, 4C) - a conical washer under the screw head;
5 (5А, 5В, 5С) - крепежный винт;5 (5A, 5B, 5C) - mounting screw;
6 (6А, 6В, 6С) - зазор между стержнем винта 5 и сквозным отверстием 8;6 (6A, 6B, 6C) - the gap between the shaft of the
7 (7А, 7В, 7С) - цилиндрическая выемка (углубление);7 (7A, 7B, 7C) - cylindrical recess (recess);
8 (8А, 8В, 8С) - сквозное отверстие для крепежного винта 5;8 (8A, 8B, 8C) - a through hole for the mounting
9 (9А, 9В, 9С) - глухое резьбовое отверстие в шаровой опоре 1 для крепежного винта 5;9 (9A, 9B, 9C) - a blind threaded hole in the ball joint 1 for the mounting
10 (10А, 10В, 10С) - упругий компенсатор;10 (10A, 10B, 10C) - elastic compensator;
11 - деталь;11 - detail;
12А - коническая выемка в детали 11, опирающаяся на шаровую опору 1А [вариант 1 для узла А];12A is a conical recess in the
13А - выпуклое сферическое дно в цилиндрической выемке 7А;13A is a convex spherical bottom in a
14А - цилиндрическая выемка (углубление) с плоским дном под коническую шайбу 15А [вариант 2 для узла А];14A is a cylindrical recess (recess) with a flat bottom for a
15 (15А, 15В, 15С) - опорная классная шайба;15 (15A, 15B, 15C) - supporting class washer;
16В - закрытый классный паз;16B - indoor cool groove;
17С - плоская поверхность детали 11, к которой прижимается опорная коническая шайба 15С;17C is a flat surface of a
18 - устройство для контроля взаимной ориентации и взаимного положения измерительных приборов;18 - a device for monitoring the relative orientation and relative position of measuring instruments;
19 - датчик звездной ориентации;19 - stellar orientation sensor;
20 - датчик направления на Солнце;20 - direction sensor to the sun;
21 - основание устройства (пирамиды);21 - the base of the device (pyramid);
22 - датчик смещения;22 - displacement sensor;
R1 (R1A, R1B, R1C) - радиус кривизны соответствующей шаровой опоры (1А, 1В, 1С);R 1 (R 1A , R 1B , R 1C ) is the radius of curvature of the corresponding ball bearing (1A, 1B, 1C);
R2A - радиус кривизны выпуклой сферической поверхности (выпуклого сферического дна 13А либо сферической шайбы 3А);R 2A is the radius of curvature of the convex spherical surface (convex
R2B, R2C - радиус кривизны выпуклой сферической шайбы 3В, 3С;R 2B , R 2C is the radius of curvature of the convex
О (OA, OB, OC) - центр соответствующей шаровой опоры (1А, 1В, 1С) совпадающий с центром выпуклой сферической поверхности (выпуклого сферического дна 13А либо соответствующей сферической шайбы 3).O (O A , O B , O C ) is the center of the corresponding spherical support (1A, 1B, 1C) coinciding with the center of the convex spherical surface (convex
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Соединительный блок для соединения детали на двух шаровых опорахConnection block for connecting parts on two ball joints
Соединительный блок для соединения детали на двух шаровых опорах содержит: деталь 11 и соответственно две шаровые опоры 1А и 1В. Деталь 11 соединена с шаровой опорой 1А посредством узла А, а с шаровой опорой 1B посредством узла В. Деталь 11 может быть выполнена в любой форме, например, плоской (пластина, плита) и т.п.The connecting block for connecting the part on two ball bearings contains:
Шаровые опоры могут быть в свою очередь жестко закреплены на основании 100. Основание 100 может быть основанием устройства для контроля взаимной ориентации приборов или опорой такого устройства или основанием целевой аппаратуры и т.п.Ball bearings can in turn be rigidly fixed to the
Узел А соединяющий деталь 11 и соответствующую шаровую опору 1А может выполнен в двух вариантах выполнения и устроен следующим образом.The node And connecting the
Вариант 1 выполнения узла А.
Узел А соединяющий деталь 11 и шаровую опору 1А содержит: крепежный элемент, упругий компенсатор 10А, коническую шайбу 4А и выпуклую сферическую поверхность (3А, 13А).The assembly A connecting the
Крепежный элемент выполнен в виде винта 5А, содержащего головку и стержень с резьбой.The fastener is made in the form of a
Для данного узла А в детали 11 выполнено сложнопрофильное сквозное отверстие 2А (фиг. 5) переменного диаметра, предназначенное для размещения винта 5А, при этом данное сквозное отверстие включает участок сопряжения детали с шаровой опорой (коническая выемка 12А), цилиндрический участок для размещения стержня винта 5А (сквозное отверстие 8А) и участок для размещения головки крепежного винта 5А (цилиндрическая выемка 7А). Сквозное отверстие 8А имеет цилиндрический участок для размещения стержня винта 5 А; данный цилиндрический участок в поперечном сечении может быть выполнен в виде круга или эллипса. Сквозное отверстие 8А соосно выемке (углублению) 7А. Между отверстием 8А и размещенным внутри него стержнем винта 5А имеется зазор 6А, обеспечивающий угловое смещение (поворот) шаровой опоры 1А вместе с винтом 5А относительно детали 11 - фиг. 8.For this assembly A, a complex through
Поверхность конической выемки 12А имеет возможность скользить (перемещаться) по поверхности шаровой опоры 1А, а коническая поверхность шайбы 4А, на которую опирается головка винта 5А - по сферической поверхности шайбы 3А либо сферического дна 13А. Поворот осуществляется вокруг центра (точка OA) шаровой опоры 1А. Угловое смещение ограничивается величиной зазора 6А, диаметром цилиндрической выемки 7А, диаметром шайбы 4А и диаметром сферической поверхности (3А, 13А).The surface of the
В самой шаровой опоре 1А выполнено резьбовое глухое радиальное отверстие 9А, предназначенное для установки стержня крепежного винта 5А. Таким образом, стержень винта 5А закреплен посредством резьбы в глухом отверстии 9А шаровой опоры 1А.In the
Сложнопрофильное сквозное отверстие 2А в детали 11 и отверстие 9А в шаровой опоре 1А размещены соосно.The complex through
Для установки шаровой опоры 1А в детали 11 выполнена коническая выемка 12А, соосная сквозному отверстию 8А (и соответственно цилиндрической выемке 7А). Таким образом, профиль сквозного отверстия на участке сопряжения детали 11 с шаровой опорой 1А имеет форму усеченного конуса (выемка 12А), расширяющегося по направлению к шаровой опоре 1А и контактирующего с шаровой опорой.To install the
Контакт детали 11 с шаровой опорой 1А осуществляется по вышеуказанной конической выемке 12А.The contact of the
Под головку винта 5А установлены упругий компенсатор 10А и коническая шайба 4А, опирающаяся своей внутренней (вогнутой) конической поверхностью на сферическую поверхность 3А либо 13А, образованную на участке для размещения головки крепежного винта 5А, а внешней (плоской) поверхностью она (шайба 4А) обращена к компенсатору 10А. Головка винта 5А, компенсатор 10А, коническая шайба 4А и сферическая поверхность 3А либо 13А расположены в выемке 7А. Стержень винта 5А проходит через компенсатор 10А, коническую шайбу 4А и сферическую поверхность 3А либо 13А, а также через отверстия 8А и 9А.Under the
Сферическая поверхность, образованная на участке для размещения головки крепежного винта 5А, может представлять собой поверхность сферической шайбы 3А, размещенной в сложнопрофильном сквозном отверстии 2А, а конкретно на участке в выемке 7А - Фиг. 6. Либо сферическая поверхность, образованная на участке для размещения головки крепежного винта 5А, может представлять собой часть профиля сквозного отверстия 2А, а конкретно часть профиля выемки 7А, образуя выпуклое сферическое дно 13А - Фиг. 9.The spherical surface formed in the portion for accommodating the head of the fixing
При выполнении сферической поверхности в виде сферической шайбы 3А: плоская сторона шайбы 3А будет обращена внутрь выемки 7А (по направлению к шаровой опоре 1А), а на выпуклую сферическую сторону шайбы 3А внутренней (вогнутой) стороной установлена коническая вогнутая шайба 4А.When making a spherical surface in the form of a
Упругий компенсатор 10А обеспечивает поджатие всего пакета соединительного блока в узле А тарированным усилием и, как следствие, обеспечивает постоянное трение между подвижными элементами описываемого блока в узле А. В качестве такого упругого компенсатора может быть использоваться тарельчатая пружина, зубчатая контровочная шайба или шайба-гровер.The
Радиус кривизны R2A выпуклой сферической поверхности (выпуклого сферического дна 13А либо сферической шайбы 3А) выбран так, чтобы центр выпуклой сферической поверхности (шайбы 3А/сферического дна 13А) совпадал с центром шаровой опоры 1А (тч. OA).The radius of curvature R 2A of the convex spherical surface (convex
Вариант 2 выполнения узла А
В данном варианте выполнения узла А вместо конической выемки 12А в детали 11, выполнена цилиндрическая выемка 14А, также являющаяся участком сложнопрофильного сквозного отверстия 2А и при этом данный участок контактирует с шаровой опорой 1А. Все остальные конструктивные элементы и их взаимосвязь по сравнению с вариантом 1 - остались неизменными.In this embodiment of the assembly A, instead of the
Таким образом, для установки шаровой опоры 1А в детали 11 выполнена цилиндрическая выемка 14А с плоским дном. В цилиндрической выемке 14А установлена коническая шайба 15А, контактирующая своей внутренней конической поверхностью со сферической поверхностью шаровой опоры 1А. Цилиндрическая выемка 14А соосна сквозному отверстию 8А (и соответственно цилиндрической выемке 7А). Диаметр конической шайбы 15А и диаметр сквозного отверстия на данном участке (цилиндрической выемки 14А) являются классными.Thus, to install the
Классным называется элемент детали (например, внешний диаметр шайбы, внутренний диаметр отверстия/углубления и т.п.), если его размер удовлетворяет определенному квалитету точности. Квалитет точности - это совокупность допусков, величина которых зависит от номинального размера, и которые соответствуют одинаковой степени точности для всех номинальных размеров. В России квалитеты точности определены в ГОСТ 25346-89.A part element is called cool (for example, the outer diameter of the washer, the inner diameter of the hole / recess, etc.) if its size satisfies a certain accuracy class. The accuracy class is a set of tolerances, the value of which depends on the nominal size, and which correspond to the same degree of accuracy for all nominal sizes. In Russia, accuracy qualifications are defined in GOST 25346-89.
Поверхность выемки 14А имеет возможность скользить (перемещаться) по поверхности шаровой опоры 1А посредством шайбы 15А, а коническая поверхность шайбы 4А, на которую опирается головка винта 5А - по сферической поверхности шайбы 3А либо сферического дна 13А. Поворот осуществляется вокруг центра (точка OA) шаровой опоры 1А. Угловое смещение ограничивается величиной зазора 6А, диаметром цилиндрической выемки 7А, диаметром шайбы 4А и диаметром сферической поверхности (3А, 13А).The surface of the
Т.е. контакт детали 11 с шаровой опорой 1А осуществляется по шайбе 15А, находящейся в выемке 14А. Такой контакт допускает перемещение шаровой опоры 1А относительно детали 11 при фиксированном положении ее центра и при постоянном контакте детали 11 с опорой 1А. Внешний диаметр шайбы 15А совпадает с внутренним диаметром выемки 14А, из-за чего люфт шайбы 15А относительно детали 11 отсутствует. Обычно вариант 2 узла А используется если материал детали 11 не обладает необходимыми качествами для скольжения по шаровой опоре 1.Those. the contact of the
Таким образом, данное соединение детали 11 с шаровой опорой 1А посредством узла А позволит выполнить перемещение шаровой опоры 1А относительно детали 11 за счет одновременного сдвига конической шайбы 4А по выпуклой поверхности сферической поверхности (шайбы 3А/сферического дна 13А) и либо сдвига конической выемки 12А по поверхности шаровой опоры 1А (вариант 1) либо сдвига шайбы 15А в выемке 14А по поверхности шаровой опоры 1А (вариант 2). При этом направление оси крепежного винта 5А относительно детали 11 меняется в пределах, определяемых диаметрами отверстия в сферической поверхности 3А (13А) и диаметром сквозного отверстия 8А в детали 11. Иллюстрация перемещения шаровой опоры 1А совместно с винтом 5А относительно детали 11 показана на фиг. 8 и 13.Thus, this connection of the
Узел В соединяющий деталь 11 и соответствующую шаровую опору 1В устроен следующим образом.The assembly B of the connecting
Узел В соединяющий деталь 11 и шаровую опору 1В содержит: крепежный элемент, упругий компенсатор 10В, коническую шайбу 4В, сферическую шайбу 3В и опорную коническую шайбу 15В. Опорная коническая шайба 15В выполнена с классным внешним диаметром.The assembly B of the connecting
Крепежный элемент выполнен в виде винта 5В, содержащего головку и стержень с резьбой.The fastening element is made in the form of a
Для данного узла B в детали 11 выполнено сложнопрофильное сквозное отверстие 2В переменного диаметра, предназначенное для размещения винта 5В, при этом данное сквозное отверстие включает участок сопряжения детали с шаровой опорой (паз 16В), цилиндрический участок для размещения стержня винта (сквозное отверстие 8В), и участок для размещения головки крепежного винта (цилиндрическая выемка 7В). Сквозное отверстие 8В имеет цилиндрический участок для размещения стержня винта 5В; данный цилиндрический участок в поперечном сечении может быть выполнен в виде круга или эллипса. Сквозное отверстие 8В соосно выемке (углублению) 7В.For this assembly B, in the
Между отверстием 8В и размещенным внутри него стержнем винта 5 имеется зазор 6В, обеспечивающий угловое смещение (поворот) шаровой опоры 1В вместе с винтом 5В относительно детали 11.Between the
В шаровой опоре 1 выполнено резьбовое глухое радиальное отверстие 9В, предназначенное для установки крепежного винта 5В. Таким образом, стержень винта 5В закреплен посредством резьбы в глухом отверстии 9В шаровой опоры 1В.In the
Сложнопрофильное сквозное отверстие 2B в детали 11 и отверстие 9B в шаровой опоре 1 размещены соосно.The complex through
Сквозное отверстие на участке сопряжения детали 11 с шаровой опорой 1B выполнено в форме закрытого паза 16В. Т.е. для установки шаровой опоры 1В в детали 11 выполнен закрытый паз 16В с плоским горизонтальным дном. Паз 16В в сечении имеет преимущественно форму прямоугольника, однако данный прямоугольник может быть со скругленными сторонами (см. фиг. 1), при этом ширина (короткая сторона) паза 16В выполнена классной. Соответственно данный закрытый паз 16В предназначен для размещения опорной конической шайбы 15В с классным внешним диаметром.The through hole in the interface of the
Длина (длинная сторона) прямоугольного классного паза 16В больше классного диаметра конической шайбы 15В, за счет этого образуется зазор, обеспечивающий возможность смещение шайбы 15В по длине паза В6В. Ширина (короткая сторона) прямоугольного паза 16В задана с классной точностью и равна внешнему классному диаметру конической шайбы 15В, устанавливаемой в пазе 16В (см. фиг. 17). При этом плоская сторона шайбы 15В направлена внутрь паза 16В к его плоской горизонтальной поверхности, а (внутренняя) вогнутая коническая сторона шайбы 15В направлена и опирается на шаровую опору 1В. Внешняя классная цилиндрическая сторона шайбы 15В контактирует с боковыми сторонами классного паза 16В в детали 11.The length (long side) of the
Паз 16В выполнен соосно сквозному отверстию 8В (и соответственно цилиндрической выемке 7В). Таким образом, контакт детали 11 с шаровой опорой 1 осуществляется по пазу 16В. Такой контакт позволяет осуществить перемещение шаровой опоры 1В относительно детали 11 при фиксированном положении ее центра и при постоянном контакте детали 11 с опорой 1В.The
Диаметр выемки 7В позволяет с зазором установить в нее сферическую шайбу 3В и коническую шайбу 4В. Этот зазор позволяет осуществлять смещение шайб 3В и 4В в пределах смещения (перемещения) шайбы 15В по пазу 16В при перемещении шаровой опоры 1В относительно детали 11.The diameter of the
Под головку винта 5В установлены упругий компенсатор 10В и коническая шайба 4В, вогнутая коническая поверхность которой опирается на выпуклую сферическую шайбу 3В, а плоская поверхность, которой обращена к компенсатору 10В. Плоская же поверхность шайбы 3В обращена внутрь выемки 7В (по направлению к шаровой опоре 1В), а на выпуклую сферическую поверхность шайбы 3В вогнутой стороной установлена коническая вогнутая шайба 4В. Головка винта 5В, компенсатор 10В, коническая шайба 4В и сферическая шайба 3В расположены в выемке 7В. Стержень винта 5В проходит через компенсатор 10В, коническую шайбу 4В, сферическую шайбу 3В, через отверстия 8В и 9В, а также через шайбу 15В.Under the
Упругий компенсатор 10В обеспечивает поджатие всего пакета соединительного блока в узле В тарированным усилием и, как следствие, обеспечивает постоянное трение между подвижными элементами описываемого блока. В качестве такого упругого компенсатора 10В может быть использоваться тарельчатая пружина, зубчатая контровочная шайба или шайба-гровер.The
Радиус кривизны R2B выпуклой сферической шайбы 3В выбран так, что центр выпуклой сферической шайбы 3В совпадал с центром шаровой опоры 1 (тч. OB).The radius of curvature R 2B of the convex
Отверстия, выполненные в конической 4В и в сферической 3В шайбах, а также сквозное отверстие в детали 8В имеют диаметры, превышающие диаметр крепежного винта 5В (для свободного прохода стержня). Диаметры шайб 3В и 4В меньше внутреннего диаметра выемки 7В.The holes made in the conical 4B and in the spherical 3B washers, as well as the through hole in the
В соединительном блоке для соединения детали 11 на двух шаровых опорах 1А, 1В классный паз 16В, предназначенный для установки одной шаровой опоры 1В, выполнен в детали 11 таким образом, чтобы продолжение продольной оси (длинной стороны) паза 16В проходило через центр выемки (конической 12А или цилиндрической 14А), предназначенной для установки другой шаровой опоры - 1А (и соответственно проходило через ось винта 5А, а, следовательно, через центр сопряжения детали 11 с первой шаровой опорой 1А) - см. штрихпунктирную линию на фиг. 1 и 20.In the connecting block for connecting the
В соединительном блоке для соединения детали на двух шаровых опорах 1А, 1В положение детали 11 в пространстве будет определяться положением двух шаровых опор 1А и 1В даже при изменении их положения.In the connecting block for connecting the part on two
Таким образом, соединение детали 11 с шаровой опорой 1В посредством узла В позволит выполнить перемещение шаровой опоры 1В относительно детали 11 за счет за счет одновременного сдвига конической шайбы 4В по выпуклой поверхности сферической шайбы 3В и конической шайбы 15В по пазу 16В. При этом направление оси крепежного винта 5В относительно детали 11 меняется в пределах, определяемых диаметрами отверстий в шайбах 4В, 3В и диаметром сквозного отверстия 8B в детали 11. Иллюстрация возможного перемещения шаровой опоры 1В совместно с винтом 5В относительно детали 11 показана на фиг. 19.Thus, the connection of the
В результате этого в соединительном блоке для соединения детали 11 на двух шаровых опорах 1А и 1В (посредством соответствующих узлов А и В) возникнет возможность перемещения шаровых опор 1А и 1В относительно детали 11.As a result of this, in the connecting block for connecting the
В узле В также возможно перемещение шаровой опоры 1В относительно детали 11 следующим образом: шаровая опора 1В совместно с винтом 5В и шайбами 15В, 3В, 4В перемещается (смещается) по длинной стороне закрытого классного паза 16В в детали 11 (т.е. движение в пазу 16В, как показано стрелками на Фиг. 16). Величина перемещения ограничивается длиной паза 16В.At node B, it is also possible to move the ball joint 1B relative to the
При этом плоская сторона конической шайбы 15В скользит (перемещается) по плоской горизонтальной поверхности паза 16В. А плоская сторона сферической шайбы 3В - по плоскому дну выемки 7В. Смещение винта 5В в направлении короткой стороны паза 16В (поперек паза) не происходит, из-за того, что ширина классного паза 16В на очень малую величину превышает внешний классный диаметр конической шайбы 15В, и люфт практически отсутствует.In this case, the flat side of the
Так при равномерном расширении или сжатии детали 11, например, из-за изменения ее температуры, коническая шайба 15В в узле В, опирающаяся на шаровую опору 1В, смещается (перемещается) вдоль классного паза 16В. При этом в детали 11 не возникает упругих напряжений и деформаций. Позиционирование детали 11 относительно шаровых опор 1А и 1В, задаваемое линией, проходящей по середине паза 16В узла В и через центр выемки 12А либо 14А (и, соответственно, через ось винта 5А) узла А в детали 11, которая параллельна линии проходящей через центры шаровых опор 1А и 1В, не изменяется.So, with the uniform expansion or contraction of the
Дополнительно, такой соединительный блок для соединения детали 11 и двух шаровых опор 1А и 1В не требует точного совпадения расстояний между центрами узлов А и В на детали 11 или расстояний между центрами шаровых опор 1А и 1В. Отличие этих расстояний компенсируется смещениями опорной шайбы 15В узла В вдоль классного паза 16В.Additionally, such a connecting unit for connecting the
Соединительный блок для соединения детали на трех шаровых опорах.Connection block for connecting parts on three ball joints.
Соединительный блок для соединения детали на трех шаровых опорах содержит: деталь 11 и соответственно три шаровые опоры 1А, 1В и 1С. Деталь 11 соединена с шаровой опорой 1А посредством узла А, с шаровой опорой 1В посредством узла В, а с шаровой опорой 1С посредством узла С. (Фиг. 20)The connecting unit for connecting the part on three ball bearings contains:
Шаровые опоры могут быть в свою очередь жестко закреплены на основании 100. Основание 100 может быть основанием устройства для контроля взаимной ориентации приборов или опорой такого устройства или основанием целевой аппаратуры и т.п.Ball bearings can in turn be rigidly fixed to the
Конструктивное исполнение узлов А и В и их взаимосвязь полностью совпадает с вышеописанными узлами для соединительного блока детали и двух шаровых опор (отличием является только дополнительный узел С).The design of the nodes A and B and their relationship completely coincides with the above nodes for the connecting block of the part and two ball bearings (the only difference is the additional node C).
Узел С соединяющий деталь 11 и соответствующую шаровую опору 1С устроен следующим образом.The node C connecting the
Узел С соединяющий деталь 11 и шаровую опору 1С содержит: крепежный элемент, упругий компенсатор 10С, коническую шайбу 4С, выпуклую сферическую шайбу 3С и коническую шайбу 15С.The assembly C connecting the
Крепежный элемент выполнен в виде винта 5С, содержащего головку и стержень с резьбой.The fastener is made in the form of a
Для данного узла С в детали 11 выполнено сложнопрофильное сквозное отверстие 2С переменного диаметра, предназначенное для размещения винта 5С, при этом данное сквозное отверстие включает цилиндрический участок для размещения стержня винта (сквозное отверстие 8С), и участок для размещения головки крепежного винта (цилиндрическая выемка 7С). Сквозное отверстие 8С имеет цилиндрический участок для размещения стержня винта 5С; данный цилиндрический участок в поперечном сечении может быть выполнен в виде круга или эллипса. Сквозное отверстие 8С соосно выемке (углублению) 7С.For this assembly C, in
Между отверстием 8С и размещенным внутри него стержнем винта 5С имеется зазор 6С, обеспечивающий угловое смещение (поворот/перемещение) шаровой опоры 1С вместе с винтом 5С относительно детали 11. Данное смещение показано на фиг. 24.Between the
В шаровой опоре 1С выполнено резьбовое глухое радиальное отверстие 9С, предназначенное для установки крепежного винта 5С. Таким образом, стержень винта 5С закреплен посредством резьбы в глухом отверстии 9С шаровой опоры 1С.In the ball bearing 1C, a threaded blind
Сложнопрофильное сквозное отверстие 2С в детали 11 и отверстие 9С в шаровой опоре 1С размещены соосно.The complex through
Контакт детали 11 с шаровой опорой 1С происходит по плоскому участку поверхности 17С детали 11 посредством конической шайбы 15С, через которую проходит стержень винта 5С. Т.е. для установки шаровой опоры 1С в детали 11 выполнен плоский участок поверхности 17С, посредством конической шайбы 15С, расположенной между деталью 11 и шаровой опорой 1С. Плоская сторона шайбы 15С обращена к плоской горизонтальной поверхности 17С детали 11, а вогнутой (внутренней) конической стороной (поверхностью) контактирует со сферической поверхностью шаровой опоры 1С.The contact of the
Под головку винта 5С установлены упругий компенсатор 10С и коническая шайба 4С, вогнутая (внутренняя) коническая сторона (поверхность) которой опирается на выпуклую сферическую шайбу 3С, а плоская сторона, которой обращена к компенсатору 10С. Плоская сторона шайбы 3С обращена внутрь выемки 7С (по направлению к шаровой опоре 1С), а на выпуклую сферическую сторону шайбы 3С вогнутой стороной установлена коническая вогнутая шайба 4С. Головка винта 5С, компенсатор 10С, коническая шайба 4С и сферическая шайба 3С расположены в выемке 7С. Стержень винта 5 проходит через компенсатор 10С, коническую шайбу 4С, сферическую шайбу 3С, а также через отверстия 8С и 9С и шайбу 15С.Under the
Упругий компенсатор 10С обеспечивает поджатие всего пакета соединительного блока в узле С тарированным усилием и, как следствие, обеспечивает постоянное трение между подвижными элементами описываемого блока. В качестве такого упругого компенсатора 10С может быть использоваться тарельчатая пружина, зубчатая контровочная шайба или шайба-гровер.The
Радиус кривизны R2C выпуклой сферической шайбы 3С выбран так, что центр выпуклой сферической шайбы 3С совпадал с центром шаровой опоры 1С (тч. OC).The radius of curvature R 2C of the convex
Отверстия, выполненные в конической 4С и в сферической 3С шайбах, а также сквозное отверстие 8С в детали 11 имеют диаметры, превышающие диаметр крепежного винта 5С (для свободного прохода стержня). Диаметры шайб 3С и 4С меньше внутреннего диаметра выемки 7С.The holes made in the conical 4C and in the spherical 3C washers, as well as the through
В соединительном блоке для соединения детали 11 на трех шаровых опорах (1А, 1В, 1С) центры всех трех сложнопрофильных отверстий 2А, 2В, 2С не лежат на одной прямой. Т.е. три винта 5А, 5В, 5С, установленные в выемках 7А, 7В, 7С узлов А, В и С детали 11 расположены таким образом, чтобы их оси не лежали в одной плоскости.In the connecting block for connecting the
При таком соединении положение детали 11 в пространстве будет определяться положением трех шаровых опор 1А, 1В и 1С даже при их перемещении.With this connection, the position of the
В данном узле С возможно перемещение шаровой опоры 1С относительно детали 11. Данное перемещение происходит за счет одновременного сдвига конической шайбы 4С по выпуклой поверхности сферической шайбы 3С и конической шайбы 15С по поверхности шаровой опоры 1С. При этом направление оси крепежного винта 5С относительно детали 11 меняется в пределах, определяемых диаметрами отверстий в шайбах 15С, 3С и диаметром сквозного отверстия 8С в детали 11. Иллюстрация перемещения шаровой опоры 1С совместно с винтом 5С относительно детали 11 показана на Фиг. 24.In this node C, it is possible to move the ball joint 1C relative to the
В результате этого в соединительном блоке для соединения детали 11 на трех шаровых опорах 1А, 1В и 1С (посредством соответствующих узлов А, В и С) возникнет возможность перемещения шаровых опор 1А, 1В и 1С относительно детали 11.As a result of this, in the connecting block for connecting the
В узле С также возможно перемещение шаровой опоры 1С относительно детали 11 следующим образом: шаровая опора 1 совместно с крепежным винтом 5С и надетыми на винт шайбами 15С, 3С, 4С и упругим компенсатором 10С может перемещаться относительно детали 11 в произвольном направлении по плоской поверхности 17С. При этом плоская поверхность конической шайбы 15С скользит (перемещается) по плоскости поверхности 17С детали 11, а плоская поверхность сферической шайбы 3С на противоположной стороне детали 11 - по плоскому дну выемки 7С. Величина перемещения ограничивается зазором 6С между стержнем винта 5С и отверстием 8С, а также диаметрами цилиндрической выемки 7С и шайб 3С, 4С, соответственно.At node C, it is also possible to move the ball joint 1C relative to the
Так при равномерном расширении или сжатии детали 11, например, из-за изменения ее температуры, конические шайбы 15В, 15С узлов В, С, опирающиеся на соответствующие им шаровые опоры 1В, 1С, смещаются (перемещаются), соответственно, в классном паз 16В (в узле В) и по плоской поверхности 17С (узел С). При этом в детали 11 не возникает упругих напряжений и деформаций, а позиционирование детали 11 относительно трех шаровых опор 1А, 1В и 1С, задаваемое линией, проходящей через паз 16В узла В и через центр конической выемки 12А (а соответственно, через ось винта 5А) узла А в детали 11 не изменяется.So, with the uniform expansion or contraction of the
Дополнительно, такой соединительный блок для соединения детали на трех шаровых опорах 1 не требует точного совпадения расстояний между центрами узлов А, В, С на детали 11 и расстояний между центрами шаровых опор 1А, 1В и 1С. Отличие этих расстояний компенсируется смещениями узлов В и С: опорной шайбы 15В узла В вдоль классного паза 16В и опорной шайбы 15С узла С по плоской поверхности 17С детали 11.Additionally, such a connecting unit for connecting parts on three
Число шаровых опор на детали 11 не должно превышать более трех, поскольку именно три точки определяют в пространстве единственную плоскость.The number of ball bearings on
Пример реализации соединительного блока на трех шаровых опорах.An example of the implementation of the connecting block on three ball bearings.
Соединительный блок для соединения детали на трех шаровых опорах, содержащий вышеописанные узлы А, В, С может быть использован в устройстве 18 для контроля взаимной ориентации и взаимного положения измерительных приборов (фиг. 25). Само устройство 18 используется в системах ориентации и навигации космических аппаратов.A connecting unit for connecting parts on three ball joints containing the above-described nodes A, B, C can be used in the
Устройство 18 имеет форму треугольной пирамиды. При этом каждая боковая грань пирамиды является деталью 11, установленной на три соответствующие шаровые опоры 1А, 1В, 1С, посредством узлов А, В, и С, а основание 21 является основанием пирамиды.The
Всего шаровых опор в устройстве 18 четыре: одна в вершине, три на основании. Размер шаровых опор выбран таким, чтобы грани пирамиды 11 (включая ее основание) не касались друг друга непосредственно. В зазоры между гранями 11 пирамиды (которые проходят вдоль ее ребер) устанавливаются высокоточные датчики смещений 22, на основе показаний которых вычисляются изменения наклонов боковых граней 11 для устройств 19-20 относительно его основания 21 и друг относительно друга.There are four ball joints in the device 18: one at the top, three at the base. The size of the ball bearings is chosen so that the faces of the pyramid 11 (including its base) do not touch each other directly. High-
Сами боковые грани 11 соединены между собой в вершине образуемой пирамиды посредством одной шаровой опоры (позиция 1С на фиг. 25). К основанию 21 образованной пирамиды жестко закреплены соответствующие три шаровые опоры (позиции 1, 1А и 1В на фиг. 25), например, посредством болтов/винтов/штифтов и т.п. Само же основание 21 может быть закреплено на целевой аппаратуре, например, космическом аппарате.The lateral faces 11 themselves are interconnected at the top of the formed pyramid by means of a single ball bearing (
При этом расположение узлов А, В и С на каждой боковой грани 11 пирамиды относительно других граней 11 не имеет значения. Т.е., например, в вершине образованной пирамиды, грани 11 могут быть соединены с шаровой опорой (1С) разными узлами (А, В и С) или одинаковыми (например, только узлы А) или частично совпадающими (например, два узла А и один - С).Moreover, the location of nodes A, B and C on each side face 11 of the pyramid relative to
На три боковые грани 11 устройства 18 устанавливаются измерительные приборы 19, 20, их ориентация и положение относительно основания устройства (основания пирамиды) должно контролироваться (Фиг. 26). Измерительные приборы 19 и 20 представляют собой, например, датчик звездной ориентации 19 (2 шт.) и датчик направления на Солнце 20 (1 шт.).Measuring
В процессе эксплуатации устройства 18, его боковые грани 11 с установленными на них измерительными приборами 19 и 20, изменяют свое положение в пространстве из-за внешних тепловых и механических воздействий. В результате этих смещений показания измерительных приборов 19, 20 перестают согласовываться друг с другом, а погрешность их совместной работы существенно возрастает. Получая показания с датчиков смещения 22 в устройстве 18 и за счет возможности смещения граней - деталей 11 в пирамиде становится возможным измерить погрешность показаний данных датчиков (приборов). А зная эти погрешности становится возможным получить достоверные и точные показания приборов.During operation of the
Таким образом, боковые грани 11 пирамиды устройства 18 оказываются свободными от термоупругих деформаций, при этом они могут поворачиваться на малые углы относительно основания устройства 18. При этом выполняется неизменность позиционирования детали (грани) относительно шаровых опор при равномерном расширении или сжатии детали. Также шаровые опоры могут перемещаться относительно детали (грани пирамиды).Thus, the side faces 11 of the pyramid of the
Claims (36)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017115086A RU2671344C2 (en) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Connecting unit for connecting ball bearing part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017115086A RU2671344C2 (en) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Connecting unit for connecting ball bearing part |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017115086A3 RU2017115086A3 (en) | 2018-10-30 |
| RU2017115086A RU2017115086A (en) | 2018-10-30 |
| RU2671344C2 true RU2671344C2 (en) | 2018-10-30 |
Family
ID=64102615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017115086A RU2671344C2 (en) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Connecting unit for connecting ball bearing part |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2671344C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4104581A1 (en) * | 1991-02-14 | 1992-08-20 | Armin Mylaeus | Space framework with cylindrical girth and diagonal tubular bars - has node connection with ball with screw union between ball and tubular bar end narrowing towards it |
| US5641236A (en) * | 1994-04-13 | 1997-06-24 | Karl-Heinz Schrader | Coupling for joining tubes |
| DE10102862A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-08-14 | Wolfgang Wiegand | Connector consists of base and cover plate, between which board fits, flange attached to bottom of base forming ball-and-socket joint with it which allows board to swivel |
| ES2195680A1 (en) * | 2000-04-14 | 2003-12-01 | Fundacion Fatronik | Lattice for building a machine. |
| RU168481U1 (en) * | 2016-09-13 | 2017-02-06 | Юрий Федорович Тканко | Flight attendant seat for installation in the direction of flight of the aircraft |
-
2017
- 2017-04-28 RU RU2017115086A patent/RU2671344C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4104581A1 (en) * | 1991-02-14 | 1992-08-20 | Armin Mylaeus | Space framework with cylindrical girth and diagonal tubular bars - has node connection with ball with screw union between ball and tubular bar end narrowing towards it |
| US5641236A (en) * | 1994-04-13 | 1997-06-24 | Karl-Heinz Schrader | Coupling for joining tubes |
| ES2195680A1 (en) * | 2000-04-14 | 2003-12-01 | Fundacion Fatronik | Lattice for building a machine. |
| DE10102862A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-08-14 | Wolfgang Wiegand | Connector consists of base and cover plate, between which board fits, flange attached to bottom of base forming ball-and-socket joint with it which allows board to swivel |
| RU168481U1 (en) * | 2016-09-13 | 2017-02-06 | Юрий Федорович Тканко | Flight attendant seat for installation in the direction of flight of the aircraft |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017115086A3 (en) | 2018-10-30 |
| RU2017115086A (en) | 2018-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6071031A (en) | Movable mechanical structures | |
| EP3055660B1 (en) | Precision force applicator for force transducer calibration | |
| US8857265B2 (en) | System and method for aligning a test article with a load | |
| CN108020167A (en) | A kind of stationary slope level device based on fiber grating | |
| CN104482874A (en) | On-orbit measurement system used for pointing relative deformation of satellite load | |
| RU2671344C2 (en) | Connecting unit for connecting ball bearing part | |
| CN109079552A (en) | A kind of three axis cutter servo devices based on compliant parallel mechanism | |
| KR102033477B1 (en) | A device for measuring a joint clearance of a civil engineering construction or building construction for safety diagnosis | |
| US5295399A (en) | Force moment sensor | |
| Varadarajan et al. | A dual-purpose positioner-fixture for precision six-axis positioning and precision fixturing: Part I. Modeling and design | |
| CN109502542A (en) | A kind of multi-degree-of-freedom nanometer locating platform based on compliant parallel mechanism | |
| EP2442069A1 (en) | A support arrangement for a registration device such as a surveying instrument | |
| RU176595U1 (en) | CONNECTING UNIT FOR CONNECTING PARTS AND BALL JOINT | |
| RU2662455C1 (en) | Device for control of mutual orientation and mutual position of measurement devices | |
| JP5585959B2 (en) | Mounting device | |
| RU176596U1 (en) | CONNECTING UNIT FOR CONNECTING PARTS AND BALL JOINT | |
| Corredor et al. | Optomechanical analysis and testing of a fast steering secondary mirror prototype for the Giant Magellan Telescope | |
| RU176593U1 (en) | CONNECTING UNIT FOR CONNECTING PARTS AND BALL JOINT | |
| Qiu | A theoretical and experimental study on dynamic characteristics of journal bearings | |
| KR100290644B1 (en) | Two demensional meansuring instrument of deformation in tunnels | |
| JP6914610B2 (en) | Runout measurement jig and measuring device using this | |
| KR101145711B1 (en) | Mechanical ground support equipment for thermal cycling of high stability payload structure | |
| CN101509792A (en) | Sample traveling stage with flexure mechanism module to absorb the deformation of the slide | |
| CN118939010B (en) | Nanoradian level space gravitational wave detection beam pointing control system and method | |
| Gutierrez et al. | Reference Strain Structure: Multi-Axial Strain Sensor for Real-Time Estimation of Flexible Dynamics based on Fiber Bragg Sensor Arrays |