CN102269216B

CN102269216B - 一种轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承

Info

Publication number: CN102269216B
Application number: CN 201110211360
Authority: CN
Inventors: 张延顺; 房建成; 王媛媛
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2031-07-27
Also published as: CN102269216A

Abstract

一种轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承，由轴承底座、承重滚珠、轴承内框、轴承内框限位压板、限位滚珠、紧固螺丝组成，轴承底座通过承重滚珠支承轴承内框，轴承内框限位压板一侧通过紧固螺丝与轴承底座的轴承内框限位压板固定块连接，另一侧通过限位滚珠与轴承内框连接。此轴承采用分装式设计，减小了轴承体积和重量，降低了装配难度，轴承内框即可自由转动又可进行上下方向限位。本发明具有体积小、重量轻、加工工艺简单，维护方便等优点，可作为稳定平台、机床等机械设备中旋转支撑部件。

Description

一种轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承

技术领域

本发明涉及一种方位轴承，特别是一种大承载自重比的航空遥感稳定平台用方位轴承，可作为承载较大而又要求自重较小的惯性稳定平台、跟踪平台等设备中支载撑荷与产生方位旋转。

背景技术

航空遥感稳定平台用于机载对地观测，其功能是承载成像载荷并隔离外扰动和载体角运动对被稳定对象的影响，使成像载荷稳定成像。航空的应用环境又对机载设备和体积和重量有限制，高精度成像设备体积和重量都较大，因此需要尽量减小稳定平台尺寸和重量。在满足精度要求的前提下，稳定平台要有较大的承重自重比，给结构设计带来了难度。机载对地观测设备要实现对地面目标的高精度成像，因此平台内环做成中空的桶状，以给载荷预留观测视角。这就对方位轴承设计提出了挑战。要求方位轴承内径较大、质量小、承载大。在相同尺寸下现有轴承的质量大，且不易于和稳定平台中框连接。应用现有轴承研制的稳定平台具有质量大、安装不便的缺点。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种质量小、安装方便、易于加工制造的一种轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承。

本发明的技术解决方案为：一种轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承，由轴承底座、承重滚珠、轴承内框、轴承内框限位压板、限位滚珠、紧固螺丝组成；所述轴承底座包括轴承底座本体和三个轴承内框限位压板固定块，其中三个轴承内框限位压板固定块均匀布置在位于轴承底座本体上表面的底座承重滚珠滚道的外侧；所述轴承内框包括轴承内框本体和限位滚珠滚道，其中限位滚珠滚道分三部分均匀布置在轴承内框本体的上表面，限位滚珠滚道的长短可根据轴承方位角大小确定，在轴承内框本体内设有内框承重滚珠滚道；所述轴承内框限位压板由轴承内框限位压板本体、限位滚珠定位槽和紧固螺丝孔构成，在轴承内框限位压板本体上分别开有限位滚珠定位槽和紧固螺丝孔；所述轴承底座的底座承重滚珠滚道通过承重滚珠支承轴承内框，轴承内框通过轴承内框承重滚珠滚道和承重滚珠连接到轴承底座的底座承重滚珠滚道上，使轴承内框得到支撑并可绕底座承重滚珠滚道中心轴旋转；所述每个轴承内框限位压板一侧通过限位滚珠与轴承内框的限位滚珠滚道相连，限制轴承内框向上跳动；轴承内框限位压板的另一侧通过紧固螺丝与轴承底座的轴承内框限位压板固定块固连，使轴承内框即有转动自由度又不能上下串动。

所述限位滚珠放置在限位滚珠滚道与轴承内框限位压板的限位滚珠定位槽间，使轴承内框向上运动时受到轴承内框限位压板的阻力，而不产生位移；通过调节紧固螺丝，使限位滚珠与限位滚珠滚道和限位滚珠定位槽间处于无应力状态，以减小对方位轴承回转精度的影响。

所述紧固螺丝通过轴承内框限位压板的紧固螺丝孔与轴承底座的轴承内框限位压板固定块固连。

所述轴承底座材料根据实际需要可以用钢、铝或其它合金材料。底座承重滚珠滚道的硬度与承重滚珠的硬度相同，也可略大于承重滚珠的硬度，如需要可做一些特殊处理，如增加表面涂层等工艺。

为保证轴承内框限位压板的强度，其材料宜采用抗弯强度较大的钢或相应的合金材料。限位滚珠定位槽用于限位滚珠定位并使其自由滑动。限位滚珠定位槽加工成与限位滚珠相切的凹球面，凹球面表面的硬度与限位滚珠的硬度相同，也可略大于限位滚珠的硬度，如需要可做一些特殊处理，如增加表面涂层等工艺。

承重滚珠和限位滚珠选用商用钢球，其半径根据轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承实际尺寸确定。

本发明的原理：轴承底座安装到稳定平台的俯仰框上，轴承底座上加工出底座承重滚珠滚道，轴承内框下表面加工出内框承重滚珠滚道，在承重滚珠滚道内均布多个承重滚珠，用以支承轴承内框及固定其上的成像载荷，使轴承内框及固定其上的成像载荷可自由转动。为防止轴承内框在受到振动、冲击作用下向上串动，采用轴承内框限位压板对轴承内框进行限位。轴承内框限位压板通过紧固螺丝固定到轴承底座的轴承内框限位压板固定块上。限位滚珠放到限位滚珠滚道与限位滚珠定位槽间，使轴承内框向上运动时受到轴承内框限位压板的阻力，而不产生位移。通过调节紧固螺丝，使限位滚珠与限位滚珠滚道与限位滚珠定位槽间处于无应力状态，以减小对方位轴承回转精度的影响。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明在结构上比传统轴承简单，因此在承载同样力的情况下，本发明的轴承质量更小。由于该结构采用分体组装式轴承技术，使稳定平台设计时更加灵活、方便，且降低了平台装配的难度，同时轴承各部分可单独更换，提高了稳定平台的可维护性。

附图说明

图1为本发明整体结构的爆炸视图；

图2为本发明轴承底座示意图；

图3为本发明轴承内框示意图，其中图3a为轴承内框上表面示意图，图3b为轴承内框下表面示意图，图3c为轴承内框剖面示意图。

图4本发明轴承内框限位压板，其中图4a是轴承内框限位压板的带边线上色图，图4b是轴承内框限位压板的线架图。

上述各图中，1是轴承底座，2是承重滚珠，3是轴承内框，4是轴承内框限位压板，5是限位滚珠，6是紧固螺丝，100是轴承底座本体，101是底座承重滚珠滚道，102是轴承内框限位压板固定块，300是轴承内框本体，301是限位滚珠滚道，302是轴承内框承重滚珠滚道，400是轴承内框限位压板本体，401是限位滚珠定位槽，402是紧固螺丝孔。

具体实施方式

如图1所示，本发明的轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承由轴承底座1、承重滚珠2、轴承内框3、轴承内框限位压板4、限位滚珠5、紧固螺丝6组成。轴承底座1包括轴承底座本体100、底座承重滚珠滚道101和三个轴承内框限位压板固定块102，其中三个轴承内框限位压板固定块102均匀布置在轴承底座本体100上表面的底座承重滚珠滚道101外侧；所述轴承内框3包括轴承内框本体300、限位滚珠滚道301和内框承重滚珠滚道302，限位滚珠滚道301分三部分均匀布置在轴承内框本体300的上表面，限位滚珠滚道301的长短可根据轴承方位角大小确定；所述轴承内框限位压板4包括轴承内框限位压板本体400、限位滚珠定位槽401和紧固螺丝孔402；其中轴承底座1的底座承重滚珠滚道101支承轴承内框3，轴承内框3通过轴承内框承重滚珠滚道302和承重滚珠2连接到轴承底座1的底座承重滚珠滚道101上，使轴承内框3得到支撑并可绕底座承重滚珠滚道101中心轴旋转。限位滚珠滚道301分三部分，均布在轴承内框3的上表面，其长短可根据轴承方位角大小确定。

为防止轴承内框3在受到振动、冲击作用下向上串动，采用轴承内框限位压板4对轴承内框3进行限位。使轴承内框3即有转动自由度又不能上下串动。紧固螺丝6穿过轴承内框限位压板4上的紧固螺丝孔402，将轴承内框限位压板4固定到轴承内框限位压板固定块102上。紧固螺丝孔402是通孔，其直径与紧固螺丝6相对应，保证紧固螺丝6通过且间隙量小于1mm。两紧固螺丝孔402的中心及孔心距分别与限位压板固定块102上的两个螺纹孔相对应，保证紧固螺丝6穿过紧固螺丝孔402后能与轴承内框限位压板固定块102上的两个螺纹孔连接并固定。限位滚珠定位槽401位于轴承内框限位压板4的下面，并加工成与限位滚珠5相切的凹球面，其径向尺寸与限位滚珠5相对应，用于对限位滚珠5进行限位，并带动限位滚珠5在限位滚珠滚道301上运动。滚珠定位槽401加工成与限位滚珠5相切的凹球面，凹球面表面的硬度与限位滚珠5的硬度相同，也可略大于限位滚珠的硬度。限位滚珠5放到限位滚珠滚道301与限位滚珠定位槽401间，使轴承内框3向上运动时受到轴承内框限位压板4的阻力，而不产生位移。通过调节紧固螺丝6，使限位滚珠5与限位滚珠滚道301和限位滚珠定位槽401间处于无应力状态，以减小对方位轴承回转精度的影响。

轴承材料根据实际需要可以用钢、铝或其它合金材料，加工工艺可根据钢珠的硬度，决定是否采用做一些特殊处理，如增加表面涂层等工艺。滚珠滚道与滚珠间要进行曲率配合，使滚珠与滚道配合良好。为减小滚珠对滚珠滚道及滚道定位槽的磨损：承重滚珠2采用钢珠的硬度要等于或略小于底座承重滚珠滚道101和内框承重滚珠滚道302材料的硬度，限位滚珠5采用钢珠的硬度要等于或略小于限位滚珠滚道301和限位滚珠定位槽401材料的硬度。

Claims

1.一种轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承，由轴承底座（1）、承重滚珠（2）、轴承内框（3）、轴承内框限位压板（4）、限位滚珠（5）、紧固螺丝（6）组成；所述轴承底座（1）包括轴承底座本体（100）和三个轴承内框限位压板固定块（102），其中三个轴承内框限位压板固定块（102）均匀布置在位于轴承底座本体（100）上表面的底座承重滚珠滚道（101）的外侧；所述轴承内框（3）包括轴承内框本体（300）、限位滚珠滚道（301）和内框承重滚珠滚道（302），其中限位滚珠滚道（301）分三部分均匀布置在轴承内框本体（300）的上表面，限位滚珠滚道（301）的长短根据轴承方位角大小确定，在轴承内框本体（300）下表面设有内框承重滚珠滚道（302）；所述轴承内框限位压板（4）由轴承内框限位压板本体（400）、限位滚珠定位槽（401）和紧固螺丝孔（402）构成，在轴承内框限位压板本体（400）上分别开有限位滚珠定位槽（401）和紧固螺丝孔（402）；所述轴承底座（1）的底座承重滚珠滚道（101）通过承重滚珠（2）支承轴承内框（3），轴承内框（3）通过轴承内框承重滚珠滚道（302）和承重滚珠（2）连接到轴承底座（1）的底座承重滚珠滚道（101）上，使轴承内框（3）得到支撑并可绕底座承重滚珠滚道（101）中心轴旋转；所述每个轴承内框限位压板（4）一侧通过限位滚珠（5）与轴承内框（3）的限位滚珠滚道（301）相连，限制轴承内框（3）向上跳动；轴承内框限位压板（4）的另一侧通过紧固螺丝（6）与轴承底座（1）的轴承内框限位压板固定块（102）固连，使轴承内框（3）既有转动自由度又不能上下串动。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承，其特征在于：所述限位滚珠（5）放置在限位滚珠滚道（301）与轴承内框限位压板（4）的限位滚珠定位槽（401）间，使轴承内框（3）向上运动时受到轴承内框限位压板（4）的阻力，而不产生位移；通过调节紧固螺丝（6），使限位滚珠（5）与限位滚珠滚道（301）和限位滚珠定位槽（401）间处于无应力状态，以减小对方位轴承回转精度的影响。

3.根据权利要求1所述的一种轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承，其特征在于：所述紧固螺丝（6）通过轴承内框限位压板（4）的紧固螺丝孔（402）与轴承底座（1）的轴承内框限位压板固定块（102）固连。

4.根据权利要求1所述的一种轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承，其特征在于：所述的承重滚珠（2）和限位滚珠（5）采用钢珠其硬度分别等于或略小于底座承重滚珠滚道（101）、限位滚珠滚道（301）和内框承重滚珠滚道（302）的硬度。

5.根据权利要求1所述的一种轻量化航空遥感稳定平台用方位轴承，其特征在于：所述限位滚珠定位槽（401）加工成与限位滚珠（5）相切的凹球面，凹球面表面的硬度与限位滚珠（5）的硬度相同，或者略大于限位滚珠的硬度。