Помогите выбрать типы подшипников для теодолита (Опорно-Поворотного Устройства)

Посоветуйте какие выбрать типы подшипников для двух осей точного Опорно Поворотного Устройства (ОПУ) ?
ОПУ это по сути теодолит. На ОПУ будет закреплена видеокамера весом 15 кг.
Камера с ОПУ нужна для траекторных измерений объектов высоко летящих в воздухе.
Два угла Азимута и Высоты будут сниматься с датчиков углов расположенных на осях.
Вся сложность в точности ОПУ. ОПУ должно обеспечивать точность измерения углов азимута и высоты
в 20 угловых секунд (это порядка 0, 005 градуса) в температурно стабилизированном режиме
в диапазоне рабочих температур -40 +40 градусов.
При понижении температуры до -40 градусов ОПУ не должно заклинивать а при повышении температуры
до +40 градусов не должно образовываться люфтов.
Перекосов (нарушения перпендикулярности осей) конструкции при изменении температуры
быть не должно. Не должно появляться биений и прецессии вращения.
ОПУ должно весить не боле 80 кг для переноски двумя военнослужащими.
Камера на ОПУ должна поворачиваться вручную человеком оператором (нет электроприводов) .
 Абстрактно идея и внешний эскиз устройства показываю на картинках.
В конечном счете конструкция может быть выбрана другая.
Оптическая ось камеры может располагаться выше горизонтальной оси высоты ОПУ так что ось высоты
будет цельная.

Пожалуста, посоветуйте какие выбрать комбинации подшипников в двух осях если есть сведения?

1. Верно ли что подшипники скольжения я не рассматриваю из за их тугости вращения
не смотря на то что подшипники скольжения потенциально боле точные т. к. имеют меньше элементов?

2. По азимутальной оси. Какое решение на Ваш взгляд наиболе удачно?
Вариант А:
Один подшипник план-шайбы под вилкой радиально упорный достаточно
большого диаметра около 100-200 мм, план-шайба с подшипником притянуты вниз в осевом направлении
неподвижной осью в центре через упорный сферический подшипник.
Упорный подшипник в центр для притяжки план-шайбы вниз предполагаю сферический для того чтобы отклонения
оси не влияли на точность вращения план шайбы в радиально-упорном подшипнике.
Стягивание через тарельчатую шайбу для компенсации температурных расширений/сжатий.
или
Вариант Б: пара стянутых в осевом направлении радиально упорных подшипников
меньшего диаметра 50 - 100 мм расположенных на некотором расстоянии 50-60 мм (плечо) ?
Стягивание в обоих вариантах через тарельчатую шайбу для компенсации температурных расширений/сжатий.
Устранение биений постобработкой обтачиванеием посадочного места план-шайбы на валу при вращении вала в сборе
в подшипниковом узле.

3. Для оси высоты у меня нет идей кроме стянутой пары радиално упорных подшипников в правой стойке вилки
и одного радиального в левой стойке вилки при том что посадка внутреннего кольца на оси скользящая -0. 002 мм
для температурного расширения/сжатия оси по длине.
Если применить не вилочную конструкцию что разумно то только пара стянутых радиально-упорных подшипников.

4. Каких классов точности подшипники выбирать?

5. Есть ли какие идеи по другим вариантам конструкций и применяемым материаллам?

Пожалусто посоветуйте кто сталкивался с такими конструкциями?

Эту задачу поставили мне на работе, в КБ военной направленности в отделе разработки
средств измерений. Так уж вышло что возложили задачу на относительно молодого сотрудника
 (мне 36 лет) т. к. боле опытных в штате уже не оказалось. По этому к Вам и обращаюсь.
5 года назад от rogue total

1 ответ

0 голосов
Имхо, мне кажется, что лучше применить подшипники скольжения, да, коэффициент трения выше, но и точность выше+если применить некоторые технологические решения, то конструкция будет проще в плане компенсации температурного расширения
Просто при такой точности позиционирования подшипники качения все ж нежелательно применять
5 года назад от Феофан

Связанные вопросы