CN112188768B - 一种应用于液浮陀螺维修拆解方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于液浮陀螺维修的拆解方法，采用延长套和外移导引件，步骤为：1、先拆解陀螺端部的密封件和陀螺壳体的焊缝，用铣床将该焊缝机械拆解；2、同轴固定连接外移导引件的定子座连接端与力矩器定子座的外端；3、将陀螺壳体的端部与延长套的定位孔段插装配合，实现延长套与陀螺壳体同轴对接，此时延长套设置在外移导引件的外部；4、握住外移导引件的手持操作端，向外拉动外移导引件，外移导引件带动力矩器定子座及力矩器定子移出陀螺壳体，并移动至延长套内，实现力矩定子的拆解。本发明方法具有易于实现，操作简单、实施成本低的优点，其保证了陀螺标度不会超差，从而确保了陀螺维修的成功率。

Description

一种应用于液浮陀螺维修拆解方法

技术领域

本发明属于液浮陀螺的维修维护技术领域，具体涉及一种应用于液浮陀螺维修的拆解方法。

背景技术

当应用于某些空间有限的场合时，提供给液浮陀螺的空间都相对较小。某小型化液浮陀螺的构成主要包括：陀螺壳体101、力矩器定子座102、力矩器定子103、力矩器动环104，参见图1，1a、为纵向剖视图；1b、为横截面示意图；结构特点主要包括：

1、为了适应小型化设计需求，陀螺的壳体会选用铁镍软磁合金如1J85等材料，既作为陀螺的整体支撑和安装面，也同时作为力矩器的外磁环，与力矩器定子一起形成闭环磁场。

2、陀螺两端采取焊接密封工艺。

当陀螺拆解时，里面的零部件会一件件取出来。当力矩器定子取出后，没有壳体，力矩器的磁路由闭路变成开路。图2中的左边为闭路磁场，右边为开路磁场。

上图可以看出，磁场闭路变开路以后，磁场强度会变小，即工作气隙中的磁感应强度B_δ发生变化，以致力矩器标度值改变，从而引起陀螺标度超差。

力矩器标度与工作气隙中的磁感应强度B_δ关系式为：

M＝NRB_δlI＝k_t.I (1)

式中：

N——线圈总匝数，等于单线圈匝数乘以线圈极对数；

R——线圈导线至回转中心的平均半径(m)；

B_δ——工作气隙中的磁感应强度(Gs)；

L——导线的有效长度(m)；

K_t——力矩器标度(N.m/mA)，k_t＝NRB_sl。

在陀螺仪的闭环控制回路中，力矩器产生的力矩使得陀螺传感器工作在零位附近，满足：

M＝K_t.I (2)

式中：

M——力矩器产生的输出力矩(N.m)；

I——力矩器的输入电流(mA)。

根据陀螺方程：

M＝H.ω (3)

式中：

H——陀螺动量矩(N.m.s)；

ω——陀螺输入角速度(°/s)。

由式(2)和式(3)可得，陀螺标度的表达式为：

式中：

K——陀螺标度(mA/(°/s))。

从式(4)可知，工作气隙中的磁感应强度B_δ变小，则陀螺标度K增大。

当力矩器定子从壳体里取出后，为了让磁感应强度B_δ提高到原来的值，进行了以下摸索过程：

1、对力矩器定子重新充磁至饱和，仍然不能实现陀螺标度合格，这一点是由于材料长期使用后性能发生变化所致；

2、更换材料，重新加工新定子，此方法经济成本和时间成本都很高，而且还有技术风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种应用于液浮陀螺维修的拆解方法，该拆解方法易于实现，操作简单、实施成本低、可保证陀螺标度不会超差，从而可确保陀螺维修的成功率。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种应用于液浮陀螺维修的拆解方法，其特征在于：采用延长套和外移导引件，所述延长套的材质与陀螺壳体的材质相同，所述延长套的内孔由主体导引孔段和位于延长套一端的定位孔段构成；主体导引孔段的孔径及公差与陀螺壳体的内孔直径及公差一致；定位孔段的孔径与陀螺壳体的外径一致；所述外移导引件的一端为手持操作端，外移动导引件的另一端为定子座连接端；包括如下步骤：

步骤一、先拆解陀螺端部的密封件和陀螺壳体的焊缝，用铣床将该焊缝机械拆解；

步骤二、同轴固定连接外移导引件的定子座连接端与力矩器定子座的外端；

步骤三、将陀螺壳体的端部与延长套的定位孔段插装配合，实现延长套与陀螺壳体同轴对接，此时延长套设置在外移导引件的外部，直至力矩器定子取出来之前，延长套不能与壳体分开；

步骤四、握住外移导引件的手持操作端，向外拉动外移导引件，外移导引件带动力矩器定子座及力矩器定子移出陀螺壳体，并移动至延长套内，实现力矩定子的拆解；在力矩器定子座及力矩器定子移出的过程中，保证力矩定子一直处于中心位置，而不会因为强的磁场力与壳体发生碰撞。

进一步的：外移导引件的定子座连接端为螺纹端头结构，在力矩器定子座的外端设置有预留螺纹孔，在步骤二中，通过将螺纹端头旋入预留螺纹孔内，实现外移导引件与力矩器定子座的同轴固定连接。

进一步的：外移导引件的定子座连接端采用可径向涨大的开口套结构，在力矩器定子座外端设置有中心孔，在步骤二中，通过将开口套插入中心孔中，并与中心孔涨紧配合，实现移导引件与力矩器定子座的同轴固定连接。

本发明具有的优点和积极效果：

1、本发明采用了与陀螺外壳材质相同，且内孔径与陀螺外套内孔径一致的延长套，作为拆除辅助工装使用，起到延长陀螺壳体的效果，保证了力矩定子在拆解的过程中，一直处于相同的闭路磁场环境中，这样，保证了工作气隙中的磁感应强度Bδ不便，从而保证了陀螺标度不会超差，确保了陀螺维修的成功率。

2、本发明方法通过采用两个辅助工具来实现力矩定子的拆解，不需要重新加工新的力矩器定子，节约了时间和经济成本，避免了技术风险。

综上，本发明方法在保证陀螺标度不会超差，确保陀螺维修的成功率的前提下，具有易于实现，操作简单、实施成本低的优点。

附图说明

图1是本发明涉及的液浮陀螺的结构示意图；

图2是本发明涉及的液浮陀螺的闭路磁场的磁场强度示意图，2a、磁路分布图；2b、磁路强度曲线图；

图3是本发明涉及的液浮陀螺的开路磁场的磁场强度示意图，2a、磁路分布图；2b、磁路强度曲线图；

图4是本发明延长套的结构示意图；

图5是本发明外移导引件的结构示意图；

图6是本发明力矩器定子取出之前陀螺与工装的相对位置示意图；

图7是本发明力矩器定子取出之后力矩器定子与工装的相对位置示意图。

具体实施方式

下面结合图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种应用于液浮陀螺维修的拆解方法，请参见图4-7，其发明点为：采用延长套1和外移导引件2，所述延长套的材质与陀螺壳体的材质相同，所述延长套的内孔由主体导引孔段1.1和位于延长套一端的定位孔段1.2构成；主体导引孔段的孔径及公差与陀螺壳体的内孔直径及公差一致；定位孔段的孔径与陀螺壳体的外径一致。所述外移导引件的一端为手持操作端2.1，外移动导引件的另一端为定子座连接端2.2；包括如下步骤：

步骤一、先拆解陀螺端部的密封件和陀螺壳体的焊缝105，用铣床将该焊缝机械拆解；禁止用加热熔化焊锡的方式拆解，因为高温会导致力矩器定子工作气隙中的的磁感应强度值发生变化。

步骤二、同轴固定连接外移导引件的定子座连接端与力矩器定子座的外端；

步骤三、将陀螺壳体的端部与延长套的定位孔段插装配合，实现延长套与陀螺壳体同轴对接，此时延长套设置在外移导引件的外部，直至力矩器定子取出来之前，延长套不能与壳体分开；

步骤四、握住外移导引件的手持操作端，向外拉动外移导引件，外移导引件带动力矩器定子座及力矩器定子移出陀螺壳体，并移动至延长套内，实现力矩定子的拆解；在力矩器定子座及力矩器定子移出的过程中，保证力矩定子一直处于中心位置，而不会因为强的磁场力与壳体发生碰撞。

保持该状态完成力矩器定子清洗，且一直保持力矩器定子与延长套、移导引件在一起；当陀螺进行重新装配时，再用与取力矩器定子完全可逆的方式，将力矩器定子装入到陀螺壳体中。

上述方案中，外移导引件的定子座连接端与力矩器定子座的连接方式优选采用以下两种：

第一方式：外移导引件的定子座连接端为螺纹端头结构，在力矩器定子座的外端设置有预留螺纹孔，在步骤二中，通过将螺纹端头旋入预留螺纹孔内，实现外移导引件与力矩器定子座的同轴固定连接。

第二方式：外移导引件的定子座连接端采用可径向涨大的开口套结构，在力矩器定子座外端设置有中心孔，在步骤二中，通过将开口套插入中心孔中，并与中心孔涨紧配合，实现移导引件与力矩器定子座的同轴固定连接。

本发明拆解方法为一种常温机械拆解，借助两个结构简单、但设计思路新颖的工装件，实现了力矩定子在闭路磁场环境下的拆解维修维护，不需要对力矩定子重新充磁，也不需要重新加工新定子，保证了陀螺标度不会超差，确保了陀螺维修的成功率。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和图所公开的内容。

Claims (3)

1.一种应用于液浮陀螺维修的拆解方法，其特征在于：采用延长套和外移导引件，所述延长套的材质与陀螺壳体的材质相同，所述陀螺壳体选用铁镍软磁合金，所述延长套的内孔由主体导引孔段和位于延长套一端的定位孔段构成；主体导引孔段的孔径及公差与陀螺壳体的内孔直径及公差一致；定位孔段的孔径与陀螺壳体的外径一致；所述外移导引件的一端为手持操作端，外移动导引件的另一端为定子座连接端；包括如下步骤：

步骤一、先拆解陀螺端部的密封件和陀螺壳体的焊缝，用铣床将该焊缝机械拆解；

步骤二、同轴固定连接外移导引件的定子座连接端与力矩器定子座的外端；

步骤三、将陀螺壳体的端部与延长套的定位孔段插装配合，实现延长套与陀螺壳体同轴对接，此时延长套设置在外移导引件的外部，直至力矩器定子取出来之前，延长套不能与壳体分开；

步骤四、握住外移导引件的手持操作端，向外拉动外移导引件，外移导引件带动力矩器定子座及力矩器定子移出陀螺壳体，并移动至延长套内，实现力矩定子的拆解；在力矩器定子座及力矩器定子移出的过程中，保证力矩定子一直处于中心位置，而不会因为强的磁场力与壳体发生碰撞。

2.根据权利要求1所述的应用于液浮陀螺维修的拆解方法，其特征在于：外移导引件的定子座连接端为螺纹端头结构，在力矩器定子座的外端设置有预留螺纹孔，在步骤二中，通过将螺纹端头旋入预留螺纹孔内，实现外移导引件与力矩器定子座的同轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的应用于液浮陀螺维修的拆解方法，其特征在于：外移导引件的定子座连接端采用可径向涨大的开口套结构，在力矩器定子座外端设置有中心孔，在步骤二中，通过将开口套插入中心孔中，并与中心孔涨紧配合，实现移导引件与力矩器定子座的同轴固定连接。

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