Urządzenie do przykładania czystej siły normalnej na powierzchnię płaską, bez sił współpłaszczyznowych opartych na tarciu

Muszę zbudować urządzenie do przykładania czystej siły normalnej na płytkę siły. Wymagane jest, aby nie stosowało żadnego ścinania (tarcia) na powierzchni.

Problem polega na tym: dla każdej struktury urządzenia zawsze pojawia się pewne odkształcenie, szczególnie pod obciążeniem, więc nie chcę polegać na geometrycznym wyrównaniu, chciałbym, aby moje wgłębnik miał odpowiednie połączenie z odpowiednimi typami stopni swobody.

Myślałem o wałku z łożyskiem kulkowym, ale to oddzieliłoby siłę tylko w jednym kierunku, ponieważ nadal mógłby przenosić siłę przez tarcie w drugim kierunku.

Więc moje pytanie brzmi:

Jaki jest zalecany sposób na wyeliminowanie sił reakcji współpłaszczyznowej, aby przekazywana była tylko siła normalna, a siły współpłaszczyznowe były neutralizowane?

Myślę, że rozwiązania oparte na środkach smarnych nie pasują dobrze, ponieważ mają one zawsze charakter ilościowy. Myślę, że jakościowe rozwiązanie polegające na mechanicznym odsprzęganiu za pomocą odpowiedniego złącza jest lepsze, podobne do łożyska kulkowego, ale z dodatkowym stopniem swobody.

Jeśli zastosujesz siłę, która może zostać rozłożona na niezerowy komponent poziomy, komponent ten należy przenieść dalej.

Tak więc, jeśli chcesz, aby komponent pionowy był przenoszony na płytę, musisz utworzyć strukturę drugorzędną, aby pochłonąć ewentualny komponent poziomy.

Jedną z możliwych inspiracji są łożyska ślizgowe . Pozwalają one na swobodne przemieszczanie obiektu wzdłuż płaszczyzny poziomej, co oznacza, że ​​żadne siły poziome nie są przenoszone na leżącą poniżej strukturę (inne niż nieuniknione tarcie, które jest niskie z powodu przyjętych materiałów). Oczywiście w pewnym momencie będziesz chciał ograniczyć te tłumaczenia, więc musisz zaprojektować pojemnik, który powstrzyma ruchy płyty. Kiedy płytka dotknie pojemnika, między nimi pojawi się pozioma siła, więc pojemnik będzie musiał spoczywać na czymś innym niż konstrukcja, którą próbujesz chronić.

Jeśli wybaczysz mi ten okropny szkic, to mam na myśli:

Podkładka o niskim współczynniku tarcia umożliwia swobodny ruch górnej płyty w obu kierunkach. Jeśli na górną płytkę zostanie przyłożona siła nachylona, ​​będzie się ona poruszać, dopóki nie dotknie struktury ograniczającej, w którym to momencie składnik poziomy siły zostanie pochłonięty przez ścianę (lub cokolwiek, co podtrzymuje strukturę ograniczającą, która nie może być to samo, co próbujesz chronić), podczas gdy komponent pionowy jest przenoszony bezpośrednio do podstawowej struktury.