Кульова опора

1. Кульова опора, яка включає корпус із заглибиною, поверхня якої являє собою частину сфери, на якій розташовані джерела постійного магнітного поля, а у сферичній заглибині розміщений опорний елемент, яка відрізняється тим, що на корпусі встановлена кільцева заглушка, внутрішня поверхня якої утворює з поверхнею сферичної заглибини корпусу частин у сфери, а джерела постійного магнітного поля, які розташовані на сферичній поверхні заглибини корпусу, мають однакову полюсну орієнтацію відносно поверхні сферичної заглибини, при цьому опорний елемент виконано у вигляді кулі, на поверхні якої розташовані джерела постійного магнітного поля, які мають таку ж орієнтацію полюсів відносно її поверхні. 2. Кульова опора за п. 1, яка відрізняється тим, що джерела постійного магнітного поля, які розміщені на поверхні опорної кулі, розташовані на однаковій відстані одне від одного. 3. Кульова опора за одним з пп. 1, 2, яка відрізняється тим, що джерела постійного магнітного поля, які розташовані на поверхні сферичної заглибини корпусу, виконані у вигляді електромагнітів. 4. Кульова опора за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що джерела постійного магнітного поля розміщені на внутрішній сферичній поверхні корпуса таким чином, що щільність джерел зростає 2 (19) 1 3 77663 Винахід відноситься до рухомих опорних пристроїв, зокрема до кульових опор, які можуть бути використані як опорні елементи машин, верстатів. Одна з перспективних галузей використання кульової опори, що заявляється - виробництво меблів. Уже відома кульова опора [патент GB2289001 від 08.11.1995p.], яка включає корпус з порожниною, поверхня якої утворює частину сфери і на якій розташовані джерела постійного магнітного поля, та розміщений у цій сферичній заглибені опорний елемент. Однак суттєвим недоліком конструкції є наявність значної сили тертя ковзання та обмеженість сектору повороту опорного елементу відносно корпусу. Це зумовлює необхідність прикладання значних зусиль для переміщення опорного елементу відносно корпусу, їх взаємний підсилений знос. Це зменшує е фективність роботи всієї опори, а обмеженість кута повороту опорного елементу взагалі не дозволяє використовувати опору для скільки-небудь значних її переміщень відносно опорної поверхні, що кардинально зменшує сферу використання опори. В основу винаходу поставлено задачу в кульовій опорі шляхом зміни конструкції і введення додаткових елементів забезпечити безконтактну систему взаємного зв'язку опорного елементу з корпусом, мінімізація сил тертя та необмежений сектор повороту опорного елементу відносно корпусу в усіх напрямках. Для вирішення поставленої задачі на корпусі встановлена кільцева заглушка, вн утрішня поверхня якої утворює з сферичною заглибиною корпусу частину сфери, а джерела постійного магнітного поля, розташовані на сферичній поверхні заглибини корпусу, мають однакову полюсну орієнтацію відносно поверхні сферичної заглибини, при, цьому опорний елемент виконано у вигляді кулі, на поверхні якої розташовані джерела постійного магнітного поля, які мають таку ж орієнтацію полюсів відносно її поверхні. Використання однакової полюсної орієнтації магнітів сферичної порожнини корпусу та опорної кулі зумовлюють виникнення значної відштовхувальної сили і тим самим створює умови для безконтактної системи взаємодії між ними, що усуває тертя ковзання взагалі. Виконання опорного елементу у вигляді кулі дозволяє переміщення кульової опори в усіх напрямках без обмежень. За відсутності осьового навантаження, в тому числі під час транспортування та монтажу опори, відштовхувальні магнітні сили між однойменними полюсами намагаються виштовхн ути опорну кулю, що приводить до порушення цілісність конструкції. Щоб запобігти цьому, встановлюється кільцева заглушка, внутрішня поверхня якої утворює з сферичною заглибиною корпусу частину сфери. Крім того, джерела постійного магнітного поля, що розміщені на поверхні опорної кулі, розташовані на однаковій відстані один від одного. В такому разі і напруженість магнітного поля на поверхні опорної кулі буде однаковою, що забезпечить постійність відштовхувальної сили при різних кутах переміщення опорної кулі відносно корпусу, тобто стабільність роботи опори в цілому. 4 Як джерела постійного магнітного поля, що розташовані на поверхні сферичної заглибини корпусу, можливе застосування електромагнітів, що дає можливість значного підвищення напруженості магнітного поля, тобто збільшення відштовхувальної сили та, як наслідок, несучої спроможності опори при незмінних її габаритах. Щільність розміщення джерел постійного магнітного поля на внутрішній сферичній поверхні корпуса зростає від периферії до центру верхньої частини сферичної порожнини корпусу, причому це зростання відбувається симетрично осі корпусу з однаковою щільністю джерел магнітного поля по концентричним, відносно цієї осі, поверхням. Найбільша напруженість магнітного поля у верхній частині сферичної порожнині корпусу, тобто з протилежної сторони відносно плями контакту опорної кулі, забезпечить і найбільшу відштовхувальну силу між ними, напрямок якої буде максимально співпадати з силою навантаження. Це дозволяє підвищити добротність кульової опори і корисність її дії, що зменшує потреби енергетики джерел постійного магнітного поля на сферичній поверхні корпуса, тобто собівартість опори в цілому. Однакова концентрація джерел постійного магнітного поля по концентричним, відносно осі корпусу, поверхням забезпечує симетричність та рівномірність розподілу навантажень опори від опорної кулі на корпус. Це також підвищує експлуатаційні спроможності опори. Щоб запобігти тертю та заклинюванню опорної кулі з кільцевої заглушкою при малих навантаженнях на опору, в кільцевій заглушці розташовані джерела постійного магнітного поля, з тією ж орієнтацією полюсів відносно її поверхні, що і джерела магнітного поля, розташовані на поверхні сферичної заглибини корпусу. Виникнення при цьому відштовхувальної сили між опорною кулею і кільцевою заглушкою частково компенсує надмірну, у таких обставинах, відштовхувальну силу між опорною кулею і корпусом опори. Одним з конструктивних варіантів винаходу є те, що опорна куля виконана з еластичного матеріалу. Таке рішення зумовлює збільшення плями контакту та, відповідно, зменшення контактних напружень з опорною поверхнею. Корпус опори також може бути виконаний з еластичного матеріалу, причому еластичність корпуса менше еластичності опорної кулі. Це, з одного боку, забезпечить постійність та оптимальність зазору між поверхнями опорної кулі та сферичною порожниною корпусу при їх де формаціях під навантаженням, а, з іншого боку, поверне осі магнітних джерел, розміщених як на сферичній поверхні корпусу, так і на поверхні кулі, на менші кути відносно осі корпусу, тобто відносно напрямку навантаження. І перший, і другий наслідки запобігають суттєвому збільшенню несучої здатності опорної кулі. Кільцева заглушка теж може бути виконана з еластичного матеріалу, причому еластичність кільцевої заглушки не менше еластичності прилеглої частини корпусу, щоб не виникало деформації корпусу. Ще одним з варіантів винаходу є те, джерела постійного магнітного поля виконані з висококоерцитивних магнітів на основі сплавів Fe-Nd-B або 5 77663 6 Sm-Co5, які є найпотужнішими з існуючих постійних поля, розташованих на сферичній поверхні заглимагнітів, що дає збільшення навантажувальної бини корпусу, які мають однакову полюсну орієнздатності опори, або зменшення її розмірів при тієї тацію відносно поверхні сферичної заглибини, та ж несучої спроможності. на поверхні опорного елементу, які мають таку ж Існує варіант винаходу: джерело постійного орієнтацію полюсів відносно її поверхні, що усуває магнітного поля, розташоване з протилежної відтертя ковзання; встановлення кільцевої заглушки, носно точки опори частині сферичної поверхні внутрішня поверхня якої утворює з сферичною корпуса, виконано з можливістю осьового перемізаглибиною корпусу частину сфери, що утворює щення та обладнано з протилежної відносно сфеєдину конструкцію та перешкоджає випаданню ричною заглибиною корпусу сторони амортизаційопорного елементу в разі відсутності навантаною пружиною. Це зроблено для того, щоб ження. зменшити виштовхування опорної кулі з корпусу та Суть винаходу пояснюється кресленням. запобігти тертю та заклинюванню опорної кулі з На Фіг. зображений загальний вигляд кульової кільцевої заглушкою при малих навантаженнях на опори. Позначення - позиція 1-корпус, 2-кільцева опори. заглушка, 3-сферична поверхня, 4-опорна куля, 5Технічний результат винаходу полягає в заджерела постійного магнітного поля, 6безпеченні безконтакної взаємодії складових часамортизаційна пружина. тин конструкції кульової опори шляхом викорисКульова опора, що зображена на Фіг. 1, пратання джерел постійного магнітного поля; цює таким чином. Коли опорна куля 4 взаємодіє з мінімізації сил тертя шляхом використання однаопорною поверхнею, сила тиску кульової опори від кової полюсної орієнтації магнітів сферичної пороповерхні врівноважується відштовхувальною сижнини корпусу та опорної кулі; необмежений секлою між джерелами постійного магнітного поля 5, тор повороту опорного елементу відносно корпусу встановленими в корпусі 1 та в кільцевій заглушці в усі х напрямках шляхом виконання опорного 2. При переміщенні опори відносно опорної поверелементу у ви гляді кулі. хні завдяки безконтактній системі взаємного зв'язПричинно-наслідковий зв'язок між цим технічку елементів тертя ковзання відсутнє. При необним результатом і сукупністю ознак винаходу похідності фіксації опори кільцева заглушка 2 лягає в виконанні опорного елементу у вигляді переміщується паралельно осі корпусу 1 до контакулі, що дозволяє безобмежене переміщення опокту з поверхнею, з якою взаємодіє кульова опора. ри; використання джерел постійного магнітного Комп’ютерна в ерстка Б.Голік Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601