CN202403705U - 高速转子及使用该转子的控制力矩陀螺 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高速转子及使用该转子的控制力矩陀螺，高速转子包括壳体及设于壳体内的轮体，轮体以相对设置的两角接触球轴承为支撑转动装配于壳体上，两角接触球轴承的轴向外侧处分别设有轴承压盖，轮体上同轴转动穿设有拉杆，两轴承压盖分别固定装配于所述拉杆的对应端且二者中的一个与壳体固定配合，另一个沿轮体的轴向与壳体导向活动配合；在控制力矩陀螺的工作环境温度升高或下降时，与壳体导向配合的压盖可通过相对于壳体的活动来补偿壳体与轮体之间的线膨胀值差，从而可保证两角接触球轴承的预载荷的稳定，进而可使得控制力矩陀螺可适用于温差范围相对较大的工作环境中，解决了现有的控制力矩陀螺的高速转子适用的温度范围窄的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及轴承技术领域，尤其是一种高速转子及使用该转子的控制力矩陀螺。
背景技术
控制力矩陀螺是航天领域的姿态控制系统中应用较为广泛的执行机构，而高速转子是控制力矩陀螺的核心旋转部件。高速转子壳体及设于壳体内的轮体，其中轮体在工作时通过一对角接触球轴承作为旋转支撑转动装配于高速转子的壳体上，并通过通过加载环及固定装配于所述壳体上的轴承压盖对两角接触球轴承施加轴向定位预载，从而保证高速转子的轴系具有适宜刚度，进而保证高速转子的平稳运转。其中所述轮体由于需要在工作时高速旋转，因此其材料要求较为严格，这就使得轮体与高速转子的壳体的材料线膨胀系数产生差异。然而，高速转子的工作环境一般都有温差，这则无法避免的使得轮体及壳体均产生热胀冷缩，而由于材质的差异，轮体和壳体之间的线膨胀值不等，所述的轴承压盖又是固定装配于所述壳体上的，因此工作过程中，从低温、常温到高温，由温度的变化引起的轮体和壳体之间的不同涨缩量将导致轴承的预载发生变化，引起轴承动态摩擦力矩的波动和不稳定，不利于轴承的正常工作，严重时会导致轴承的失效，从而造成控制力矩陀螺高速转子及控制力矩陀螺的失效；因此目前的控制力矩陀螺适用的温度范围较窄，在一些温差较大的环境中则无法适用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高速转子，以解决现有的控制力矩陀螺的高速转子适用的温度范围窄的问题；同时本实用新型的目的还在于提供使用上述高速转子的控制力矩陀螺。
为了解决上述问题，本实用新型的高速转子采用以下技术方案：一种高速转子，包括壳体及设于所述壳体内的轮体，所述轮体通过设于其轴向两侧的支撑臂转动装配于所述壳体上，所述支撑臂通过对应的角接触球轴承与壳体转动配合，两角接触球轴承的轴向外侧处分别设有顶紧其外圈的轴承压盖，轮体上同轴间隙穿设有拉杆，所述两轴承压盖分别固定装配于所述拉杆的对应端且二者中的一个与壳体固定配合，另一个在拉杆热胀冷缩时沿轮体的轴向与壳体导向活动配合。
所述两轴承压盖分别与对应的角接触球轴承之间隔设有加载环及碟形弹簧并通过对应的加载环及碟形弹簧顶紧对应角接触球轴承的外圈。
所述两轴承压盖分别通过设于所述拉杆对应端的台阶面及锁紧螺母固定装配于拉杆上，轴承压盖的内侧面与拉杆对应端的台阶面限位配合，轴承压盖的外侧面与对应的锁紧螺母限位配合。
本实用新型的控制力矩陀螺采用以下技术方案：一种控制力矩陀螺，包括外框及转动装配于所述外框内的高速转子，所述高速转子包括壳体及设于所述壳体内的轮体，所述轮体通过设于其轴向两侧的支撑臂转动装配于所述壳体上，所述支撑臂通过对应的角接触球轴承与壳体转动配合，两角接触球轴承的轴向外侧处分别设有顶紧其外圈的轴承压盖，轮体上同轴间隙穿设有拉杆，所述两轴承压盖分别固定装配于所述拉杆的对应端且二者中的一个与壳体固定配合，另一个在拉杆热胀冷缩时沿轮体的轴向与壳体导向活动配合。
所述两轴承压盖分别与对应的角接触球轴承之间隔设有加载环及碟形弹簧并通过对应的加载环及碟形弹簧顶紧对应角接触球轴承的外圈。
所述两轴承压盖分别通过设于所述拉杆对应端的台阶面及锁紧螺母固定装配于拉杆上，轴承压盖的内侧面与拉杆对应端的台阶面限位配合，轴承压盖的外侧面与对应的锁紧螺母限位配合。
由于本实用新型的高速转子将其两轴承压盖分别固定装配于同轴转动穿设于轮体上的拉杆两端且两轴承压盖中的一个与壳体固定配合，另一个沿轮体的轴向与壳体导向活动配合；因此，在控制力矩陀螺的工作环境温度升高或下降时，与壳体导向配合的压盖可通过相对于壳体的活动来补偿壳体与轮体之间的线膨胀值差，从而可保证两角接触球轴承的预载荷的稳定，进而可使得控制力矩陀螺可适用于温差范围相对较大的工作环境中，解决了现有的控制力矩陀螺的高速转子适用的温度范围窄的问题。
附图说明
图1是高速转子的实施例1的结构示意图；
图2是控制力矩陀螺的实施例1的结构示意图；
图3是图2中的高速转子的结构示意图。
具体实施方式
高速转子的实施例1，如图1所示，具有壳体1，壳体1于相对的两侧分别装配有轴承座，两轴承座分别由法兰连接于壳体上的外筒2-1及同轴固定装配于外筒2-1内的芯筒2-2构成，各个轴承座的芯筒2-2的外端均与其外筒外端的内翻沿螺栓连接；两轴承座分别于外端处设有轴承压盖3，于内部装配有角接触球轴承4，位于两轴承座内的两角接触球轴承4相对设置，两角接触球轴承4各自的外圈分别通过设于其与对应的轴承压盖之间的加载环5和碟形弹簧10顶紧，从而使得两角接触轴承4上各自具有一定的预加载力，该预加载力的大小可通过调节轴承压盖3的位置来调节设定；壳体1内设有轮体6，轮体6以两角接触球轴承4为支撑转动装配于壳体1上，具体地说，轮体6的轴向两侧分别设有筒状支撑臂，轮体6通过其支撑臂与对应的角接触球轴承的内圈止旋配合，角接触球轴承4的内端与轮体的支撑臂之间设有轴承挡圈7；轮体6上同轴穿设有拉杆8，拉杆8穿过轮体6的轴向两端且与轮体6转动配合，拉杆8的两端分别穿过对应的轴承压盖并通过设于其对应端的台阶面与对应的轴承压盖的内侧面挡止配合，拉杆8的两端均设有外螺纹段，两轴承压盖3分别通过螺纹装配于拉杆的螺纹段上的对应的锁紧螺母9固定于拉杆上，两轴承压盖中的一个通过对应的轴承座固定装配于壳体上，另一个的外周面沿轮体的轴向与对应的轴承座的内壁面滑动配合，从而实现了该轴承压盖与壳体在轮体轴向上的导向活动配合。
使用过程中，当周围环境温度变化时，轮体及拉杆均发生热胀冷缩，由于所述的两轴承压盖中的一个与壳体之间在轮体轴向上导向活动配合，因此即使壳体材料与轮体及拉杆材料的热膨胀系数不同，壳体的线膨胀值与轮体及拉杆的线膨胀值不同，活动装配于壳体上的轴承压盖也可通过相对壳体的活动来实现对轮体的轴向膨胀量的补偿，从而保持两角接触球轴承上的预加载力的稳定，使得控制力矩陀螺的高速转子适用的温度范围更大。
控制力矩陀螺的实施例1，如图2-3所示，具有外框101及转动装配于外框101内的高速转子102，高速转子102具有壳体11，壳体11于相对的两侧分别装配有轴承座，两轴承座分别由法兰连接于壳体上的外筒12-1及同轴固定装配于外筒12-1内的芯筒12-2构成，各个轴承座的芯筒12-2的外端均与其外筒外端的内翻沿螺栓连接；两轴承座分别于外端处设有轴承压盖13，于内部装配有角接触球轴承14，位于两轴承座内的两角接触球轴承14相对设置，两角接触球轴承14各自的外圈分别通过设于其与对应的轴承压盖之间的加载环15和碟形弹簧110顶紧，从而使得两角接触轴承14上各自具有一定的预加载力，该预加载力的大小可通过调节轴承压盖13的位置来调节设定；壳体11内设有轮体16，轮体16以两角接触球轴承14为支撑转动装配于壳体11上，具体地说，轮体16的轴向两侧分别设有筒状支撑臂，轮体16通过其支撑臂与对应的角接触球轴承的内圈止旋配合，角接触球轴承14的内端与轮体的支撑臂之间设有轴承挡圈17；轮体16上同轴穿设有拉杆18，拉杆18穿过轮体16的轴向两端且与轮体16转动配合，拉杆18的两端分别穿过对应的轴承压盖并通过设于其对应端的台阶面与对应的轴承压盖的内侧面挡止配合，拉杆18的两端均设有外螺纹段，两轴承压盖13分别通过螺纹装配于拉杆的螺纹段上的对应的锁紧螺母19固定于拉杆上，两轴承压盖中的一个通过对应的轴承座固定装配于壳体上，另一个的外周面沿轮体的轴向与对应的轴承座的内壁面滑动配合，从而实现了该轴承压盖与壳体在轮体轴向上的导向活动配合。
使用过程中，当周围环境温度变化时，轮体及拉杆均发生热胀冷缩，由于所述的两轴承压盖中的一个与壳体之间在轮体轴向上导向活动配合，因此即使壳体材料与轮体及拉杆材料的热膨胀系数不同，壳体的线膨胀值与轮体及拉杆的线膨胀值不同，活动装配于壳体上的轴承压盖也可通过相对壳体的活动来实现对轮体的轴向膨胀量的补偿，从而保持两角接触球轴承上的预加载力的稳定，使得控制力矩陀螺的高速转子适用的温度范围更大。
Claims (6)
1.一种高速转子，包括壳体及设于所述壳体内的轮体，所述轮体通过设于其轴向两侧的支撑臂转动装配于所述壳体上，所述支撑臂通过对应的角接触球轴承与壳体转动配合，两角接触球轴承的轴向外侧处分别设有顶紧其外圈的轴承压盖，其特征在于，轮体上同轴间隙穿设有拉杆，所述两轴承压盖分别固定装配于所述拉杆的对应端且二者中的一个与壳体固定配合，另一个在拉杆热胀冷缩时沿轮体的轴向与壳体导向活动配合。
2.根据权利要求1所述的高速转子，其特征在于，所述两轴承压盖分别与对应的角接触球轴承之间隔设有加载环及碟形弹簧并通过对应的加载环及碟形弹簧顶紧对应角接触球轴承的外圈。
3.根据权利要求1或2所述的高速转子，其特征在于，所述两轴承压盖分别通过设于所述拉杆对应端的台阶面及锁紧螺母固定装配于拉杆上，轴承压盖的内侧面与拉杆对应端的台阶面限位配合，轴承压盖的外侧面与对应的锁紧螺母限位配合。
4.一种控制力矩陀螺，包括外框及转动装配于所述外框内的高速转子，所述高速转子包括壳体及设于所述壳体内的轮体，所述轮体通过设于其轴向两侧的支撑臂转动装配于所述壳体上，所述支撑臂通过对应的角接触球轴承与壳体转动配合，两角接触球轴承的轴向外侧处分别设有顶紧其外圈的轴承压盖，其特征在于，轮体上同轴间隙穿设有拉杆，所述两轴承压盖分别固定装配于所述拉杆的对应端且二者中的一个与壳体固定配合，另一个在拉杆热胀冷缩时沿轮体的轴向与壳体导向活动配合。
5.根据权利要求4所述的控制力矩陀螺，其特征在于，所述两轴承压盖分别与对应的角接触球轴承之间隔设有加载环及碟形弹簧并通过对应的加载环及碟形弹簧顶紧对应角接触球轴承的外圈。
6.根据权利要求4或5所述的控制力矩陀螺，其特征在于，所述两轴承压盖分别通过设于所述拉杆对应端的台阶面及锁紧螺母固定装配于拉杆上，轴承压盖的内侧面与拉杆对应端的台阶面限位配合，轴承压盖的外侧面与对应的锁紧螺母限位配合。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN102435182A (zh) * | 2012-01-04 | 2012-05-02 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | 一种高速转子及使用该转子的控制力矩陀螺 |
| CN104111068B (zh) * | 2014-07-29 | 2017-02-22 | 北京机械设备研究所 | 一种双光纤陀螺同轴装调方法 |
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2012
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| CN102435182B (zh) * | 2012-01-04 | 2015-10-21 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | 一种高速转子及使用该转子的控制力矩陀螺 |
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