CN112212171A - 一种温箱转台俯仰轴系温度影响消除设计 - Google Patents

Abstract

一种温箱转台俯仰轴系温度影响消除设计，包括俯仰主轴轴系、圆光珊轴系、弹性轴、圆光珊组件和温箱。在温箱开始升温或降温时，由于热胀冷缩的原因，会导致与温箱刚性连接的U型框架也会随之发生相应的变形，进而导致左右主轴沿轴向发生微小变化，用弹性轴将圆光珊和左主轴隔离开，就可以消除这种轴向或径向的变形，最终保证测角元件的正常工作。

Description

一种温箱转台俯仰轴系温度影响消除设计

3.1技术领域

本发明涉及一种转台轴系温度影响消除设计，尤其是涉及一种高精度温箱转台俯仰轴系温度影响消除设计。可应用于航空航天、仪器仪表和惯导测试设备的测试和研制。

3.2背景技术

为了满足环境适应性要求，许多测试仪器都需要作高低温试验，并且转台的各个轴系精度要与常温环境下一致。

现有设计的不足

一般情况下，转台轴系、框架以及温箱所用材料都会受到热胀冷缩的影响，并且温箱与框架之间必须要刚性连接，因此温箱本身温度变化带来的热胀冷缩必然会传递到框架、主轴和测角元件上，最终影响转台轴系测角精度。要消减温箱带来的这种影响需要两个方面考虑：

1.由于温箱骨架部分用来与U型框架刚性连接实现俯仰翻转，因此骨架制作必须要考虑到结构的强度，在此基础上尽量选用热膨胀系数小的材料制作温箱骨架，但这种方式会增加温箱制作的成本，造成整个设备价格上升，并且在抑制变形方面效果不明显；

2.选用国外进口的高精度角度编码器，这种编码器允许俯仰轴在径向和轴向有微小变化，但是这种编码器价格较高，同样会增加转台设备的生产成本。

目前对于温箱转台俯仰轴系的测角精度是3角秒以上的要求，如不采取任何措施直接在轴系末端安装圆光珊，将很难达到技术指标要求；为了满足俯仰轴系的技术指标，只能选用进口的高精度角度编码器。

3.3发明内容

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

为了克服现有设计方案的不足，本发明提供了一种温箱转台俯仰轴系温度影响消除设计方案。

圆光珊安装在一个独立的精密轴系上，该轴系仅用来支撑圆光珊绕俯仰轴旋转，读数头安装在圆光珊所在轴系的轴承座上；另外，在俯仰轴系和圆光珊之间增加一个弹性轴，用来隔离俯仰主轴带来的误差影响，保证圆光珊轴系本身的精度不受俯仰轴系影响。

1.左右主轴轴系通过U型框架连接构成俯仰轴系，用来支撑U型框架和温箱绕俯仰轴系旋转，并保证俯仰轴系的回转精度；

2.测角传感器圆光珊本身所在轴系与俯仰轴系相互独立，仅通过弹性轴连接，弹性轴从结构设计和材料选用两个方面考虑，将其设计为弹性体，仅传递俯仰轴系的扭矩，俯仰轴系产生的轴向和径向跳动可由弹性轴过滤掉；

3.测角传感器圆光珊的这种使用方式，同样适用于圆感应同步器和旋转变压器等测角传感器，通过弹性轴同样能够隔离俯仰轴系的跳动影响；

四有益效果

与现有技术方案相比本发明具有以下优点：

1.在满足转台技术要求的前提下，仅增加一套圆光珊轴系和一个弹性轴，即可实现俯仰轴系测角精度的目标，与原有方案相比降低了生产成本，提高了转台设备的市场竞争力。

2.国外进口的角度编码器尺寸固定，中空轴径最大仅有Φ100mm，极大的限制了应用场合；自研的整套光栅辅助轴系和弹性轴都是自己定制生产，各种尺寸的圆光珊市面上都可选到，因此能够满足许多非标场合的应用，扩大了产品的应用范围，同样可以提高产品市场竞争理。

五附图说明

图1是本发明示意图。

图2是本发明外形示意图。

图3是本发明弹性轴示意图。

六具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

图中标号：1.基座，2.左支架，3.弹性轴，4.读数头座，5.读数头，6.圆光珊，7.圆光珊座，8.圆光栅轴，9.圆光栅轴承螺母，10.圆光栅轴承盖，11.圆光栅轴承，12.圆光栅轴承座，13.左罩壳，14.左轴承盖，15.左轴承，16.左轴承座，17.左主轴，18.U型框架，19.温箱转接板，20.温箱，21.右主轴，22.右轴承座，23.右轴承，24.右轴承盖，25.右轴承螺母，26.力矩电机，27.右罩壳，28.右支架。

具体实施方式

以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步描述：

如图1所示，本实施例用于一种温箱转台俯仰轴系温度影响消除设计，包括：基座(1)，左支架(2)，弹性轴(3)，读数头座(4)，读数头(5)，圆光珊(6)，圆光珊座(7)，圆光栅轴(8)，圆光栅轴承螺母(9)，圆光栅轴承盖(10)，圆光栅轴承(11)，圆光栅轴承座(12)，左罩壳(13)，左轴承盖(14)，左轴承(15)，左轴承座(16)，左主轴(17)，U型框架(18)，温箱转接板(19)，温箱(20)，右主轴(21)，右轴承座(22)，右轴承(23)，右轴承盖(24)，右轴承螺母(25)，力矩电机(26)，右罩壳(27)，右支架(28)。

1.左轴系中的左轴承(15)面对面安装，用左轴承盖(14)压紧轴承外圈,左主轴(17)在轴向上不加约束；右轴系中的右轴承(23)背对背安装，分别用右轴承盖(24)和右轴承螺母(25)压紧轴承的外圈和内圈，对右主轴(21)施加轴向约束；

2.将左右轴系固定在左支架(2)、右支架(28)和基座(1)上，并用U型框架(18)将左右轴系连接起来组成俯仰轴系，用温箱转接板(19)将U型框架(18)与温箱(20)刚性连接，共同构成俯仰轴系的负载；

3.圆光栅轴承(11)背对背的方式安装在圆光栅轴承座(12)内，与圆光栅轴(8)组成圆光栅轴系，并用圆光栅轴承螺母(9)和圆光栅轴承盖(10)压紧圆光栅轴承(11)的内圈和外圈，限制圆光栅轴(8)轴向移动；

4.弹性轴(3)左端与圆光栅轴(8)连接，右端与左主轴(17)连接；

5.圆光珊座(7)的左端锥面安装圆光珊(6)，右端法兰面与圆光栅轴(8)连接，读数头(5)通过读数头座(4)安装在圆光栅轴承座(12)上，最终固定在基体上；

6.力矩电机(26)定子安装在右支架(28)上，转子与右主轴(21)连接，左支架(2)和右支架(28)固定在基座(1)上，构成温箱转台的基体,左罩壳(13)和右罩壳(27)分别固定在左支架(2)和右支架(28)的端面。

Claims (5)

1.一种温箱转台俯仰轴系轴向补偿设计，包括左主轴(17)，右主轴(21)，U型框架(18)，左主轴(17)与左轴承盖(14)，左轴承(15)，左轴承座(16)组成左轴系，右主轴(21)与右轴承座(22)，右轴承(23)，右轴承盖(24)，右轴承螺母(25)组成右轴系，并分别用螺钉固定在左支架(2)和右支架(28)上，其特征在于：

左轴系中的左轴承(15)是面对面安装的角接触球轴承，用左轴承盖(14)压紧轴承外圈后限制左轴承(15)轴向移动，但允许左主轴(17)沿轴向发生微小变化；

右轴系中的右轴承(23)是背对背安装的角接触球轴承，分别用右轴承盖(24)和右轴承螺母(25)压紧右轴承(23)的外圈和内圈，限制右主轴(21)沿轴向移动；

圆光栅轴承(11)背对背的方式安装在圆光栅轴承座(12)内，与圆光栅轴(8)组成圆光栅轴系，并用圆光栅轴承螺母(9)和圆光栅轴承盖(10)压紧圆光栅轴承(11)的内圈和外圈；

弹性轴(3)左端与圆光栅轴(8)连接，右端与左主轴(17)连接；

圆光珊座(7)的左端锥面安装圆光珊(6)，右端法兰面与圆光栅轴(8)连接，读数头(5)通过读数头座(4)安装在圆光栅轴承座(12)上，最终固定在基体上；

力矩电机(26)定子安装在右支架(28)上，转子与右主轴(21)连接；

左支架(2)和右支架(28)固定在基座(1)上，构成温箱转台的基体,左罩壳(13)和右罩壳(27)分别固定在左支架(2)和右支架(28)的端面；

温箱(20)通过多个温箱转接板(19)与U型框架(18)实现刚性连接。

2.根据权利要求1所述的一种温箱转台俯仰轴系温度影响消除设计,其特征是：弹性轴(3)设计成锥形结构，将锥面切割出多个缝隙，降低弹性轴(3)轴向的刚性。

3.根据权利要求1所述的一种温箱转台俯仰轴系温度影响消除设计,其特征是：圆光珊(6)所在的轴系是一个独立的轴系，仅通过弹性轴(3)与俯仰轴系连接，传递俯仰轴系的扭矩；。

4.根据权利要求1所述一种温箱转台俯仰轴系温度影响消除设计，其特征是：圆光珊(6)和读数头(5)组成的测角组件，更换成其它测角器件后，本发明仍然适用。

5.根据权利要求1所述一种温箱转台俯仰轴系温度影响消除设计，其特征是：根据实际负载的变化，左主轴(17)可伸长轴向尺寸安装力矩电机，弹性轴(3)在尺寸上做相应的调整，同样可满足使用需求。

Images