CN113691059A - 一种减小转子涡动的动压气浮轴承改进结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种减小转子涡动的动压气浮轴承改进结构，包括轴、转子组件、位于左右两侧的两止推板、位于左右两侧的锁紧螺母；转子组件套装于轴外，转子组件的内圆孔面与轴的外圆周面之间形成径向配合间隙；两止推板分别通过两锁紧螺母靠紧在轴的左右两端台肩上，两止推板的内端面分别与转子组件的左端面和右端面之间形成端面配合间隙；在轴的中心设置有轴向通气孔，在轴的径向制有径向通气孔，径向通气孔使轴向通气孔与所述径向配合间隙连通。本改进结构减小了转子涡动、提高转子的转速稳定性，从而提高了陀螺仪的漂移精度。

Description

一种减小转子涡动的动压气浮轴承改进结构
技术领域
本发明属于动压轴承陀螺电机技术领域，具体涉及一种减小转子涡动的动压气浮轴承改进结构。
背景技术
在液浮陀螺仪中，电机是非常关键的元件之一，电机的正常运转是产生陀螺效应的必须条件。高精度长寿命液浮陀螺用的电机均采用动压气浮轴承。
在实际的应用中，陀螺电机的动压气浮轴承性能、转子的质量不平衡、装配误差以及电机运转过程中的热变形和离心变形等因素，都会导致转子涡动运行，影响陀螺电机的转速稳定性，产生干扰力矩，进而影响陀螺仪的漂移精度。
其中，动压气浮轴承性能是起主要作用。原陀螺电机的动压气浮轴承的结构如图2所示，主要由止推板2(左、右两个)、轴9、转子组件4和锁紧螺母1组成，还包括定子组件3，定子组件对转子组件起到浮动限位作用。其中，止推板和转子组件端面之间设置端面配合间隙6，两者构成动压气体轴承的止推轴承，轴外圆柱面和转子组件孔之间设置径向配合间隙5，两者构成动压气体轴承的径向轴承。
气浮轴承中的气体流动方向如图2箭头所示。外部气体分别从止推轴承入口(A、B)进入，沿箭头方向流动，两股气体在径向轴承中间部相会，并发生碰撞，产生湍流，导致轴承性能下降，从而引起转子涡动，降低了陀螺仪的漂移精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种可减小转子涡动、可提高转子的转速稳定性，从而能提高陀螺仪的漂移精度的减小转子涡动的动压气浮轴承改进结构。
本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：
一种减小转子涡动的动压气浮轴承改进结构，包括轴、转子组件、位于左右两侧的两止推板、位于左右两侧的锁紧螺母；所述转子组件套装于轴外，转子组件的内圆孔面与轴的外圆周面之间形成径向配合间隙；所述两止推板分别通过两锁紧螺母靠紧在轴的左右两端台肩上，两止推板的内端面分别与转子组件的左端面和右端面之间形成端面配合间隙；其特征在于：
在轴的中心设置有轴向通气孔，在轴的径向制有径向通气孔，径向通气孔使轴向通气孔与所述径向配合间隙连通。
进一步的：所述径向通气孔的直径为Φ1mm-Φ1.5mm。
本发明具有的优点和积极效果：
本发明在原陀螺电机的基础上，在轴的中心增设一个轴向通气孔，并在轴上增设连通轴向通气孔和径向配合间隙的径向通气孔，使进入径向配合间隙的两股气流中的部分气体先流入径向通气孔内，然后流入到轴向通气孔，并从轴向通气孔的两端排出，回流到电机运行环境中。本方案减少了两股气体的碰撞，从而减小了转子的涡动，提高了转子转速的稳定性，进而提高了高陀螺仪的漂移精度。
附图说明
图1是本发明的动压气浮轴承改进结构示意图；
图2是现有动压气浮轴承结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图并通过实施例对本发明的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。
一种减小转子涡动的动压气浮轴承改进结构，请参见图1，包括轴9、转子组件4、位于左右两侧的两止推板2、位于左右两侧的锁紧螺母1。所述转子组件套装于轴外，转子组件的内圆孔面与轴的外圆周面之间形成径向配合间隙5。所述两止推板分别通过两锁紧螺母靠紧在轴的左右两端台肩上，两止推板的内端面分别与转子组件的左端面和右端面之间形成端面配合间隙6。其发明点为：
在轴的中心设置有轴向通气孔8，在轴的径向制有径向通气孔7，径向通气孔使轴向通气孔与所述径向配合间隙连通，径向通气孔的数量可为1个或多个，当采用多个径向通气孔的设计结构的情况下，多个径向通气孔采用沿圆周方向均布设计的结构。所述径向通气孔的直径为Φ1mm-Φ1.5mm。
除上述与本发明相关的技术特征外，径向配合间隙的大小、端面配合间隙的大小、转子组件的构成、动压气浮轴承中定子组件3的构成、转子组件与定子组件的配合关系、两止推板内端面上的导气螺旋槽的设计、轴外圆面上导气螺旋槽的设计等均参考现有技术，在此不在赘述。
本动压气浮轴承改进结构的气流流向参见图1，具体的：
气浮轴承中的气体流动方向如图1箭头所示。外部气体分别从止推轴承入口(A、B)进入，沿箭头方向流动，两股气体在径向轴承中间部相会，其中部分气体先流入径向通气孔内，然后流入到轴向通气孔，并从轴向通气孔的两端排出，回流到电机运行环境中，形成气流流动循环。气流的流动循环在陀螺浮子内部完成。
以下面具体实施例对本动压气浮轴承改进结构的技术效果做进一步的说明。
对照分组试验的结果：
某型号电机共六台，平均分成两组。其中，A组电机的轴上都有轴向通气孔和径向通气孔，如附图1所示；B组电机的轴上没有任何孔，如附图2所示。两组电机的其它部分完全相同。
理论计算和实际经验都表明:电机工作时，电机的转速稳定度(转速变化量/额定转速)与陀螺仪的精度线性相关，即电机的转速稳定度越高，陀螺仪的精度越高。
实测两组电机在氦气气介质中，且在常温、常压条件下，电机30000RPM时的转速稳定度，如下表。
表1两组电机的转速稳定度对比表
Figure BDA0003186179590000031
从表1可以看出：改进结构的电机(A组)的转速稳定度大大优于现有结构电机。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，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范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (2)

1.一种减小转子涡动的动压气浮轴承改进结构，包括轴、转子组件、位于左右两侧的两止推板、位于左右两侧的锁紧螺母；所述转子组件套装于轴外，转子组件的内圆孔面与轴的外圆周面之间形成径向配合间隙；所述两止推板分别通过两锁紧螺母靠紧在轴的左右两端台肩上，两止推板的内端面分别与转子组件的左端面和右端面之间形成端面配合间隙；其特征在于：
在轴的中心设置有轴向通气孔，在轴的径向制有径向通气孔，径向通气孔使轴向通气孔与所述径向配合间隙连通。
2.根据权利要求1所述的减小转子涡动的动压气浮轴承改进结构，其特征在于：所述径向通气孔的直径为Φ1mm-Φ1.5mm 。
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