Упругие опоры

Упругие опоры представляют собой систему пружин, которая позволяет укрепленной на них подвижной части приборного устройства совершать ограниченные угловые или линейные перемещения. В таких опорах практически отсутствуют трение (значение трения упругости мало) и зазоры, исключается необходимость в смазке, они нечувствительны к загрязнениям, надежны в работе. Недостатками упругих опор являются пониженная виброустойчивость и недостаточная точность центрирования. Основное применение опоры нашли в качестве упругих шарниров (изгибная опора)
и направляющих в устройствах автоматики, в качестве подвесов и растяжек (крутильные опоры) в электроизмерительных приборах.

Упругие шарниры (рис. 3.22) представляют собой пружины 2 в виде короткой тонкой и широкой стальной ленты, одним концом прикрепленной к неподвижной 3, а вторым — к подвижной 1 частям прибора. В результате подвижную часть можно смещать относительно одного (x на рис. 3.22, а) или двух (х, у на рис. 3.22, б) взаимно перпендикулярных направлений. Недостатком однопластинчатых упругих шарниров является заметное смещение центра вращения в пределах рабочего угла поворота. Указанное смещение уменьшается в двухпластинчатых крестообразных упругих опорах (рис. 3.22, в), широко используемых в контрольно-измерительных приборах, автоматах, сейсмографах и т. п. В таких опорах при малых углах поворота центр вращения совпадает с линией пересечения плоскостей пружин. Положение центра вращения практически остается неизменным при трехпластинчатой упругой опоре радиальной конфигурации (рис. 3.22, г). Пружины выполняют из бронзы (бериллиевой, фосфористой, оловянно-цинковой), стали или кварца, при этом их ширина должна быть примерно в 10 раз больше толщины, чтобы перемещения пружины определялись только упругими свойствами.

Подвесы и растяжки выполняют в виде тонких лент или нитей круглого и прямоугольного сечений или торсионных валиков малого диаметра. На нижнем конце подвеса 1 (рис. 3.23, а) закрепляют подвижную часть 2 (рамка). Подвесы обычно изготовляют из бронзы, обладающей хорошими упругими свойствами. Для особо чувствительных приборов, например осциллографов, их выполняют из кварцевых нитей с металлизированной поверхностью. В опоре на растяжке (рис. 3.23, б) подвижную часть 2 устанавливают на натянутых нитях 1 и 3 с закрепленными концами. При достаточном натяжении нити и незначительной массе подвижной части растяжки можно применять и при горизонтальном расположении оси. С основанием прибора подвесы и растяжки соединяют пайкой (рис. 3.24) (см. гл. 1).

Методика расчета упругих опор аналогична расчету соответствующих упругих элементов (см. гл. 4).