Узел вращения флюгера

Полезная модель относится к области метеорологии и может быть использована во флюгерах. Узел вращения флюгера содержит неподвижную ось 5, на которой соосно установлены шарик (2) и глухая гильза (1). На верхнем и нижнем концах оси (5) или гильзы (1) установлены подшипники скольжения (3, 4). Шарик (2), опирающийся на гильзу (1), и верхний подшипник (3) выполняют функцию радиально-упорного подшипника. Под действием ветра гильза (1) свободно вращается вокруг оси (5). Предложены реализации устройства. Внутренняя торцевая поверхность гильзы (1) имеет вогнутую сферическую форму с радиусом, превышающим радиус шарика (2). Гильза (1) выполняется цельной или составной из трубки (6) и заглушки (7). Для удержания шарика (2) в гильзе (1) от выпадения при снятой с оси гильзе внутренний диаметр подшипника (3) меньше диаметра шарика (2). Технический результат - повышение надежности вращения и эксплуатационной стойкости узла вращения флюгера, возможность выполнения флюгера с асимметричными неуравновешенными флюгарками. 1 н., 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к области метеорологии и может быть использована в различных флюгерах, в частности, предназначенных для определения направления ветра.

Известен флюгер, содержащий узел вращения - неподвижный стержень с острым концом, на который надета подвижная часть в виде трубки-вертушки, а также закрепленные на узле вращения (на трубке-вертушке) флюгарку и противовес. Трубка-вертушка надета на острый конец стержня и под действием ветра вращается вокруг вертикальной оси (Справочник по гидрометеорологическим приборам и установкам, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1971 г., стр.40).

Конструкция узла вращения флюгера критична к точности центровки трубки-вертушки относительно стержня. Флюгер имеет низкую надежность вращения из-за перекосов трубки-вертушки и возникающего трения.

Известен флюгер Кудрявцева по патенту РФ 2513 от 13.04.1995 г., МПК А63Н 33/40, содержащий неподвижную вертикальную стойку, на которой надета подвижная часть - установленный вверх дном несущий стакан с закрепленными на нем флюгаркой и противовесом. Узел вращения флюгера содержит несущий стакан, надетый на неподвижную вертикальную стойку, и не менее одного подшипника качения. Подшипник своим наружным кольцом запрессован внутри несущего стакана и установлен на вертикальной стойке.

Такая конструкция устраняет перекос подвижной части относительно стойки. Однако, узел вращения недостаточно технологичен, т.к. такой подшипник критичен к точности его установки, требует периодической смазки, причем, для высоких и низких температур. Кроме того, использование подшипника качения приводит к увеличению диаметра узла вращения флюгера (несущего стакана), а также к его удорожанию.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели - прототипом - является узел вращения флюгера по патенту РФ 14674 от 02.03.2000 г., МПК G01P 13/02. Узел вращения флюгера содержит неподвижный стержень, на который надета трубка-вертушка. Стержень ввинчен в неподвижную стойку, свободный конец стержня выполнен с острым конусом. На стойке установлен подшипник скольжения. В верхней части трубки-вертушки винтами закреплена рамка флюгера с подпятником из твердого металла. Трубка-вертушка подпятником опирается на острие конуса стержня и свободно вращается вокруг вертикальной оси. В указанном флюгере на трубке-вертушке установлены флюгарка и уравновешивающий ее противовес-указатель, на рамке подвешена доска указательная и уравновешивающий ее противовес.

Прототип имеет общие с заявляемым устройством признаки: неподвижный стержень (ось); трубка-вертушка (глухая гильза), установленная с возможностью свободного вращения на ось; узел вращения в его нижней части снабжен подшипником скольжения.

Устройство имеет следующие недостатки.

Острый конус стержня, опирающийся в подпятник рамки, образует подшипник, воспринимающий осевые нагрузки и не воспринимающий радиальные нагрузки, который по воспринимаемой нагрузке является упорным подшипником скольжения. Подшипник скольжения, установленный в нижней части узла вращения, по направлению воспринимаемой нагрузки является радиальным.

В такой конструкции узла вращения флюгера с упорным верхним и радиальным нижним подшипником возможен перекос трубки-вертушки. Узел вращения имеет низкую надежность вращения трубки-вертушки из-за возникающего трения, критичен к уравновешиванию флюгарки и других элементов, закрепляемых на трубке-вертушке. Выполнение качественного уравновешивания флюгарки и других элементов усложняет и утяжеляет конструкцию флюгера. Кроме того, острый конус стержня подвержен истиранию в процессе эксплуатации.

Задачей полезной модели является повышение надежности вращения подвижной части узла вращения флюгера, в том числе при закреплении на ней асимметричных флюгарок без противовеса, и повышение эксплуатационной стойкости узла вращения флюгера.

Поставленная задача решается тем, что в узле вращения флюгера, как и в прототипе, содержащем неподвижную вертикальную ось, на которой соосно установлена с возможностью свободного вращения глухая гильза, и установленный в его нижней части подшипник скольжения, в отличие от прототипа выполнено следующее: в верхней части узла вращения флюгера закреплен второй подшипник скольжения, причем, подшипники скольжения закреплены на неподвижной оси или гильзе, а между верхним торцом оси и гильзой соосно с ними установлен шарик.

В частных случаях реализации устройство может выполняться следующим образом.

Для обеспечения соосности установки шарика и гильзы относительно неподвижной оси внутренняя торцевая поверхность гильзы может быть выполнена вогнутой сферической с радиусом, превышающим радиус шарика, или вогнутой в виде конуса.

Для удержания шарика в гильзе от выпадения при сборке и разборке устройства, когда гильза снята с оси, шарик выполняют с диаметром большим внутреннего диаметра второго (верхнего) подшипника.

Гильза может выполняться цельной или составной из трубки и заглушки. Узел вращения флюгера с составной гильзой 1 технологически наиболее прост и удобен в исполнении.

Подшипники скольжения выполняются в виде втулок из антифрикционного материала, шарик - из твердого материала: стальной или пластмассовый.

На рисунке показан узел вращения флюгера с составной гильзой.

Узел вращения флюгера содержит глухую гильзу 1, шарик 2, верхний подшипник скольжения 3, нижний подшипник скольжения 4, неподвижную ось 5. Гильза 1 содержит трубку 6 и заглушку 7. На неподвижной оси 5 размещен шарик 2 и установлена глухая гильза 1. Внутренняя торцевая поверхность гильзы 1 имеет вогнутую сферическую форму с радиусом, превышающим радиус шарика 2. Гильза 1 и шарик 2 размещены соосно неподвижной оси 5. На верхнем и нижнем концах оси 5 закреплены соответственно верхний подшипник скольжения 3 и нижний подшипник скольжения 4. Внутренний диаметр верхнего подшипника скольжения 3 меньше диаметра шарика 2, что позволяет подшипнику 3 удерживать шарик 2 в гильзе 1 от выпадения, когда гильза 1 снята с оси.

Узел вращения флюгера работает следующим образом. Под действием ветра гильза 1 с закрепленной на ней флюгаркой (на рисунках не показана) свободно вращается вокруг неподвижной оси 5.

Шарик 2, опирающийся на гильзу 1, и верхний подшипник скольжения 3 выполняют функцию радиально-упорного подшипника. Данный подшипник в верхней части узла вращения и подшипник скольжения 4 в нижней части узла вращения, воспринимающие радиальные нагрузки, способствуют повышению чувствительности к ветру, исключению перекосов гильзы 1, снижению трения, и, следовательно, повышают надежность вращения гильзы 1. Узел вращения надежен в работе и при его использовании во флюгерах с асимметричными флюгарками без противовеса. Кроме того, узел вращения флюгера с упором гильзы 1 на шарик 2, в отличие от прототипа, обладает большей стойкостью к истиранию в процессе его эксплуатации.

По данному техническому решению изготовлены опытные образцы узла вращения флюгера со следующими параметрами: расстояние между подшипниками больше диаметра неподвижной оси в пять раз и более; расстояние от верхнего подшипника до верхнего края гильзы больше диаметра неподвижной оси не более чем в три раза. При испытаниях с закрепленной на них флюгаркой устройства показали себя надежными и стойкими в эксплуатации, в том числе при закреплении флюгарки без противовеса, с большим эксцентриситетом.

Таким образом, по сравнению с прототипом, заявленная полезная модель позволяет повысить надежность вращения подвижной части узла вращения флюгера, в том числе при закреплении на ней асимметричной флюгарки без противовеса, а также повысить эксплуатационную стойкость узла вращения флюгера.

1. Узел вращения флюгера, содержащий неподвижную вертикальную ось, на которой соосно установлена с возможностью свободного вращения глухая гильза, и установленный в его нижней части подшипник скольжения, отличающйся тем, что в его верхней части закреплен второй подшипник скольжения, причем подшипники скольжения закреплены на неподвижной оси или гильзе, а между верхним торцом оси и гильзой соосно с ними установлен шарик.

2. Узел вращения флюгера по п.1, отличающийся тем, что внутренняя торцевая поверхность гильзы выполнена в виде вогнутой сферической поверхности с радиусом, превышающим радиус шарика.

3. Узел вращения флюгера по п.1, отличающийся тем, что внутренняя торцевая поверхность гильзы выполнена вогнутой в виде конуса.

4. Узел вращения флюгера по п.1, отличающийся тем, что диаметр шарика больше внутреннего диаметра второго подшипника.

5. Узел вращения флюгера по п.1, отличающийся тем, что гильза выполнена составной из трубки и заглушки.