CN105406193A - 一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线。包括大型的雷达天线、一对支撑机构和俯仰同步驱动机构，一对支撑机构之间的跨距为10m～20m；所述支撑机构包括支撑座、传动轴和制动机构；俯仰同步驱动机构由左驱动机构和右驱动机构构成，所述左驱动机构和右驱动机构为结构相同的驱动机构，且分别与一对支撑机构配合。在左驱动机构和右驱动机构的同步驱动下，实现大型雷达天线的俯仰转动。本发明轴系因跨距大，存在变形大的问题，采用调心滚子轴承作为支承，可以自动补偿轴系挠曲变形等各种原因导致的轴线偏斜，通过调整两个轴承座的同轴度，天线轴线与轴承座轴线保持一致，天线能达到很高的回转精度。

Description

一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线

技术领域

本发明属于大型雷达天线技术领域，具体涉及中大型雷达天线的自动驱动装置。

背景技术

目前，雷达天线的俯仰驱动装置主要包括单机驱动、双机驱动及多机驱动定位几种结构形式；而中大型雷达天线的俯仰转动基本都是靠单机驱动形式，双机驱动主要用在小型雷达天线的俯仰转动。多机驱动在雷达天线的俯仰转动上应用很少，主要应用于雷达天线的方位转动上。

同时，由于雷达技术的发展，天线阵面尺寸越来越大，其刚性相对较差，而天线阵面的面精度要求越来越高。对驱动的同步性要求越来越高，有必要提供一种大型雷达天线俯仰双机同步驱动。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线。

一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线包括大型的雷达天线1；

还包括一对支撑机构和俯仰同步驱动机构，一对支撑机构对称设于雷达天线1的两侧，一对支撑机构之间的跨距为10m～20m；

所述支撑机构包括支撑座12、传动轴15和制动机构；所述传动轴15通过支撑轴承17和轴承座9设于支撑座12上，传动轴15的一端固定连接着大型雷达天线；所述制动机构设于传动轴15上；一对支撑机构的两侧的传动轴15同轴；

俯仰同步驱动机构由左驱动机构和右驱动机构构成，所述左驱动机构和右驱动机构为结构相同的驱动机构，且分别与一对支撑机构配合；所述驱动机构包括电机28、减速机29、主传动轴31、主动齿轮33和从动齿轮4；其中电机28、减速机29和主传动轴31依次连接，主动齿轮33固定设于主传动轴31上；主动齿轮33和从动齿轮4啮合传动，从动齿轮4设于所述支撑机构的传动轴15的另一端上；

在左驱动机构和右驱动机构的同步驱动下，实现大型雷达天线1的俯仰转动。

优化的具体结构如下：

所述支撑机构包括轴承座9、支撑轴承17、轴承座端盖10和传动轴15，支撑轴承17为调心滚子轴承，实现自动补偿轴系挠曲变形导致的轴线偏斜，提高大型雷达天线的回转精度；与支撑轴承17一侧轴向对应的传动轴15上由内而外依次设有挡环27、外密封圈25和外端盖21，与支撑轴承17另一侧轴向对应的传动轴15上由内而外依次设有内密封圈24和内端盖20；所述制动机构包括摩擦盘7和制动器6，摩擦盘7套设在外端盖21外侧的传动轴15上，制动器6为液压盘式制动器，固定在轴承座9上；制动器包含上摩擦片37和下摩擦片38，制动情况下，上摩擦片37和下摩擦片38在弹簧力的作用下紧压住摩擦盘7，松开状态，上摩擦片37和下摩擦片38脱离摩擦盘7。

所述主动齿轮33设于主传动轴31上，主传动轴31的轴向两侧分别通过轴承36支撑在主传动轴承座32上；所述减速机29和主传动轴承座32均固定在支座35上，支座35固定设于支撑座12上。

所述从动齿轮4为扇形齿轮。

主传动轴31上的轴承36为自动调心轴承。

减速机29和主传动轴31之间通过联轴器30连接；联轴器30为鼓齿式联轴器，可补偿减速机输出29轴与传动轴31不同轴引起的轴系偏斜。

支撑轴承17和外端盖21的轴向之间、支撑轴承17和内端盖20的轴向之间设有相同的间隙a1，间隙a1为5～8mm。

所述支撑轴承17和轴承座端盖10之间设有配合间隙b2，配合间隙b2为0.02～0.08mm。

所述主动齿轮33的轮齿和从动齿轮的轮齿均为鼓形齿。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1.本发明大型雷达天线具有支承跨距大（跨距达到10m～20m）和轴系变形大的特点。采用两个调心滚子轴承作为支承，可以自动补偿轴系挠曲变形等各种原因导致的轴线偏斜，通过调整两个轴承座的同轴度，天线轴线与轴承座轴线保持一致，天线能达到很高的回转精度。

2.考虑到因季节温差变化引起俯仰轴热胀冷缩时轴的长度变化，使一个支点轴承相对支承座轴向固定，另一个支点轴承在运转过程中可轴向窜动，支撑轴承17和外端盖21轴向之间、支撑轴承17和内端盖20轴向之间均留有间隙，同时，支撑轴承17和轴承座9之间、支撑轴承17和轴承端盖10之间均设计为间隙配合，可补偿温度变化的膨胀变形。

3.考虑到热胀冷缩时轴系引起的轴向位移，制动器上的上摩擦片37和下摩擦片38随摩擦盘作轴向移动，适应温差变化引起轴的长度变化。

4.两端齿轮同步加工，同步啮合，保证两端主动齿轮同时带动被动齿轮运转，而被动齿轮与轴、轴与天线均采用精制孔螺栓连接，为无间隙联接，故能保证被动齿轮与天线运转的同步性。天线同步运转，两端驱动的不平衡力矩差很小，小至3%左右，保证了两端同步运转，对天线基本无附加扭转力矩，保证了天线的面精度可达0.3mm，而两端不平衡力矩若超过10%，天线的面精度将降低较多，达1.2mm，无法满足使用要求。

5.考虑到轴系支撑跨距大，天线重量重，旋转过程中轴系挠度大等特点，两端从动齿轮处出现挠曲变形，并随着旋转角度的变化而变化，从动齿轮与理想中心线的偏移量为0.9~2.2mm，在普通的直齿齿轮传动中，轴线的偏移势必引起齿轮偏载和棱边挤压应力集中。此处主动齿轮和从动齿轮均为鼓齿结构形式，可补偿轴线的角度偏移，并改善齿的接触条件。

6.减速机29和主动齿轮33分置安装在支座上，减速机输出轴与齿轮轴的同轴度相对较低，采用鼓齿式联轴器，在自动适应两轴的同轴度偏差的同时可有效保证内部齿轮的啮合宽度。

7.联轴器30通过胀套套装在减速机输出轴和齿轮轴上，实现轴的有效联接和600000N.m大扭矩传递。装拆通过松紧两端联接螺栓即可实现，避免了大型结构件的热装、冷装和敲击安装的方法。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的后视图；

图3为图1中的局部放大图；

图4为图1中支撑机构的剖视放大图；

图5为驱动机构示意图；

图6为图5的剖视图；

图7为驱动机构和支撑机构的配合传动示意图；

图8为本发明的传动简图。

上图中序号：雷达天线1、驱动机构2、从动齿轮4、制动器6、摩擦盘7、轴承座9、轴承座端盖10、支撑座12、传动轴15、支撑轴承17、内端盖20、外端盖21、内密封圈24、外密封圈25、挡环27、电机28、减速机29、联轴器30、主传动轴31、主传动轴承座32、主动齿轮33、支座35、轴承36、上摩擦片37、下摩擦片38。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。

实施例

参见图1和图2，一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线包括大型的雷达天线1、一对支撑机构和俯仰驱动机构。

一对支撑机构分别对称安装于雷达天线1的两侧，参见图3，一对支撑机构之间的跨距为18m。支撑机构包括支撑座12、传动轴15和制动机构；参见图4，传动轴15通过支撑轴承17和轴承座9安装于支撑座12上，参见图3和图1，传动轴15的一端固定连接着大型雷达天线，一对支撑机构上两侧的传动轴15同轴。

参见图4，支撑机构包括轴承座9、支撑轴承17、轴承座端盖10和传动轴15。支撑轴承17为调心滚子轴承，实现自动补偿轴系挠曲变形导致的轴线偏斜，提高大型雷达天线的回转精度；与支撑轴承17一侧轴向对应的传动轴15上由内而外依次安装有挡环27、外密封圈25和外端盖21，与另一侧轴向对应的传动轴15上由内而外依次安装有内密封圈24和内端盖20。制动机构包括摩擦盘7和制动器6，摩擦盘7套装在外端盖21外侧的传动轴15的一端上；制动器6为液压盘式制动器，固定在轴承座9上。制动器包含上摩擦片37和下摩擦片38，制动情况下，上摩擦片37和下摩擦片38在弹簧力的作用下紧压住摩擦盘7，松开状态，上摩擦片37和下摩擦片38脱离摩擦盘7。支撑轴承17和外端盖21轴向之间、支撑轴承17和内端盖20的轴向之间分别设有相同的间隙a1，间隙a1为6mm；支撑轴承17和轴承座端盖10之间为间隙配合，配合间隙b2为0.05mm。

俯仰驱动机构由左驱动机构和右驱动机构构成，左驱动机构和右驱动机构为结构相同的驱动机构2，且分别与一对支撑机构配合。参见图5，驱动机构2包括电机28、减速机29、主传动轴31、主动齿轮33和从动齿轮4；其中电机28、减速机29和主传动轴31依次连接，减速机29和主传动轴31之间通过联轴器30连接；联轴器30为鼓齿式联轴器，可补偿减速机输出29轴与传动轴31不同轴引起的轴系偏斜。

参见图6和图7，主动齿轮33固定安装于主传动轴31上，主动齿轮33和从动齿轮4啮合传动，主动齿轮33和从动齿轮4的传动比为8.1。从动齿轮4为扇形齿轮，从动齿轮4安装于支撑机构的传动轴15的另一端上。主传动轴31的轴向两侧分别通轴承36支撑在主传动轴承座32上，轴承36为自动调心轴承。主动齿轮33和从动齿轮4啮合传动时齿轮将承受较大的径向载荷，主传动轴31在径向力的作用下产生挠曲，自动调心轴承可避免轴承运转卡滞问题和承受较大附加载荷影响轴承寿命。减速机29和主传动轴承座32均固定在支座35上，支座35固定安装于支撑座12上。

本发明的工作原理详细说明如下：

参见图8，两侧的电机28启动工作，经减速机29减速带动从动齿轮4运转，从动齿轮4与主动齿轮33啮合传动，带动主动齿轮33进而带动雷达天线1同步运转，运转到位后，电机28停转，液压盘式制动器制动，上下摩擦片压紧摩擦盘。两端主动齿轮成对加工，齿形完全一致，装配时调整两侧的齿轮副啮合完全一致，保证了两侧电机28的同步驱动。

Claims (9)

1.一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线，包括大型的雷达天线（1），其特征在于：

还包括一对支撑机构和俯仰同步驱动机构，一对支撑机构对称设于雷达天线（1）的两侧，一对支撑机构之间的跨距为10m～20m；

所述支撑机构包括支撑座（12）、传动轴（15）和制动机构；所述传动轴（15）通过支撑轴承（17）和轴承座（9）设于支撑座（12）上，传动轴（15）的一端固定连接着大型雷达天线；所述制动机构设于传动轴（15）上；一对支撑机构的两侧的传动轴（15）同轴；

俯仰同步驱动机构由左驱动机构和右驱动机构构成，所述左驱动机构和右驱动机构为结构相同的驱动机构，且分别与一对支撑机构配合；所述驱动机构包括电机（28）、减速机（29）、主传动轴（31）、主动齿轮（33）和从动齿轮（4）；其中电机（28）、减速机（29）和主传动轴（31）依次连接，主动齿轮（33）固定设于主传动轴（31）上；主动齿轮（33）和从动齿轮（4）啮合传动，从动齿轮（4）设于所述支撑机构的传动轴（15）的另一端上；

在左驱动机构和右驱动机构的同步驱动下，实现大型雷达天线（1）的俯仰转动。

2.根据权利要求1所述的一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线，其特征在于：所述支撑机构包括轴承座（9）、支撑轴承（17）、轴承座端盖（10）和传动轴（15），支撑轴承（17）为调心滚子轴承，实现自动补偿轴系挠曲变形导致的轴线偏斜，提高大型雷达天线的回转精度；与支撑轴承（17）一侧轴向对应的传动轴（15）上由内而外依次设有挡环（27）、外密封圈（25）和外端盖（21），与支撑轴承（17）另一侧轴向对应的传动轴（15）上由内而外依次设有内密封圈（24）和内端盖（20）；所述制动机构包括摩擦盘（7）和制动器（6），摩擦盘（7）套设在外端盖（21）外侧的传动轴（15）上，制动器（6）为液压盘式制动器，固定在轴承座（9）上；制动器包含上摩擦片（37）和下摩擦片（38），制动情况下，上摩擦片（37）和下摩擦片（38）在弹簧力的作用下紧压住摩擦盘（7），松开状态，上摩擦片（37）和下摩擦片（38）脱离摩擦盘（7）。

3.根据权利要求1所述的一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线，其特征在于：所述主动齿轮（33）设于主传动轴（31）上，主传动轴（31）的轴向两侧分别通轴承（36）支撑在主传动轴承座（32）上；所述减速机（29）和主传动轴承座（32）均固定在支座（35）上，支座（35）固定设于支撑座（12）上。

4.根据权利要求1所述的一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线，其特征在于：所述从动齿轮（4）为扇形齿轮。

5.根据权利要求3所述的一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线，其特征在于：主传动轴（31）上的轴承（36）为自动调心轴承。

6.根据权利要求1所述的一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线，其特征在于：减速机（29）和主传动轴（31）之间通过联轴器（30）连接；联轴器（30）为鼓齿式联轴器，可补偿减速机（29）输出轴与主传动轴（31）不同轴引起的轴系偏斜。

7.根据权利要求2所述的一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线，其特征在于：支撑轴承（17）和外端盖（21）的轴向之间、支撑轴承（17）和内端盖（20）的轴向之间设有相同的间隙a1，间隙a1为5～8mm。

8.根据权利要求1所述的一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线，其特征在于：所述支撑轴承（17）和轴承座端盖（10）之间设有配合间隙b2，配合间隙b2为0.02～0.08mm。

9.根据权利要求1所述的一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线，其特征在于：所述主动齿轮（33）的轮齿和从动齿轮的轮齿均为鼓形齿。