RU2058527C1

RU2058527C1 - Flexible suspension of dynamically tunable gyroscope

Info

Publication number: RU2058527C1
Authority: RU
Inventors: В.Д. Егоров; А.А. Тульчинский
Priority date: 1984-04-18
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: gyroscopic instrumentation engineering. SUBSTANCE: flexible suspension has disk with central hole in which three concentric slots are made: of small, medium and large diameters. EFFECT: enhanced accuracy of gyroscope due to reduction of shift of center of masses of gimbal ring and reduction of dynamic load on flexible members. 1 dwg

Description

Изобретение относится к гироскопическому приборостроению и предназначено для улучшения эксплуатационных характеристик прецессионных динамически настраиваемых гироскопов (ДНГ), которые находят широкое применение в авиационной и космической технике. The invention relates to gyroscopic instrumentation and is intended to improve the operational characteristics of precession dynamically tuned gyroscopes (DNG), which are widely used in aviation and space technology.

Известен упругий подвес динамически настраиваемого гироскопа, содержащий выполненные из единой заготовки в виде диска втулки маховика и вала, упругие элементы и два кардановых кольца, упругие перемычки, между которыми образуют секторные щели, а упругие элементы размещены в концентрических щелях между кардановыми кольцами и втулками. A resilient suspension of a dynamically tuned gyroscope is known, which comprises flywheel and shaft bushings made of a single blank in the form of a disk, elastic elements and two cardan rings, elastic jumpers between which form sector slots, and elastic elements are placed in concentric slots between the cardan rings and the bushings.

Каждое карданово кольцо описанной выше конструкции подвеса состоит из чередующихся цилиндрических секторов большого и малого диаметров, связанных между собой в зонах перехода одного кольца в другое перемычками, причем эти перемычки смещены относительно экваториальной плоскости диска, в которой расположены оси упругих элементов подвеса. Указанное смещенное относительно упругих элементов, расположение перемычки кардановых колец является существенных недостатком конструкции прототипа. При вращении подвеса под действием сил инерции кардановы кольца раскрываются относительно жестких перемычек, что, во-первых, приводит к относительному перемещению центров масс колец, а, во-вторых, к созданию напряжений в упругих элементах. Относительное смещение центров масс колец при наличии линейной вибрации в направлении, перпендикулярном оси приводного вала с удвоенной частотой его вращения вызывает уход ДНГ, а динамическая нагрузка на упругие элементы снижает перегрузочную способность гироскопа и ресурс его работы. Each cardan ring of the suspension structure described above consists of alternating cylindrical sectors of large and small diameters, connected by jumpers in the zones of transition of one ring to another, and these jumpers are offset relative to the equatorial plane of the disk, in which the axes of the elastic elements of the suspension are located. The specified offset relative to the elastic elements, the location of the jumper cardan rings is a significant drawback of the design of the prototype. When the suspension rotates under the influence of inertia, the cardan rings open with respect to the rigid jumpers, which, firstly, leads to a relative displacement of the centers of mass of the rings, and, secondly, to the creation of stresses in the elastic elements. The relative displacement of the centers of mass of the rings in the presence of linear vibration in the direction perpendicular to the axis of the drive shaft with doubled frequency of rotation causes the DNG to leave, and the dynamic load on the elastic elements reduces the overload capacity of the gyroscope and its working life.

Целью настоящего изобретения является повышение точности гироскопа путем уменьшения смещения центров масс кардановых колец и динамической нагрузки на упругие элементы. The aim of the present invention is to improve the accuracy of the gyroscope by reducing the displacement of the centers of mass of the cardan rings and the dynamic load on the elastic elements.

Цель достигается тем, что каждая упругая перемычка образована двумя одинаковыми радиальными секторными отверстиями, расположенными симметрично относительно экваториальной плоскости, и двумя радиальными прорезями, каждая в соответствующем кардановом кольце. The goal is achieved in that each elastic jumper is formed by two identical radial sector openings located symmetrically relative to the equatorial plane, and two radial slots, each in the corresponding cardan ring.

При таком расположении радиальных отверстий и прорезей цилиндрические секторы одного из кардановых колец предлагаемого устройства связаны друг с другом в узле развязки колец одной перемычкой, симметричной относительно экваториальной плоскости подвеса, а секторы другого карданова кольца двумя перемычками, расположенными симметрично относительно экваториальной плоскости подвеса. Благодаря симметричному расположению относительно этой плоскости упругих элементов подвеса кардановых колец и перемычек, соединяющих секторы колец в узле их развязки, при вращении приводного вала раскрытие колец в предлагаемом устройстве, во-первых, не приводит к смещению их центров масс и, во-вторых, не вызывает практически дополнительных напряжений в упругих элементах подвеса, поскольку основная часть динамической нагрузки воспринимается перемычками, линейная податливость которых значительно (на несколько порядков) меньше податливости упругих элементов. With this arrangement of radial holes and slots, the cylindrical sectors of one of the cardan rings of the proposed device are connected to each other at the junction of the rings with one jumper symmetrical with respect to the equatorial plane of the suspension, and the sectors of the other cardan ring with two jumpers located symmetrically with respect to the equatorial plane of the suspension. Due to the symmetrical arrangement of the suspension elements of the cardan rings and jumpers connecting the sectors of the rings in the junction unit relative to this plane, when the drive shaft rotates, the opening of the rings in the proposed device, firstly, does not displace their centers of mass and, secondly, does not causes almost additional stresses in the elastic elements of the suspension, since the bulk of the dynamic load is perceived by jumpers, the linear compliance of which is much (several orders of magnitude) less than the tolerance spine elastic elements.

На фиг. 1 изображен упругий подвес ДНГ с двумя кардановыми кольцами, вид со стороны оси приводного вала; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 то же, в изометрии. In FIG. 1 shows an elastic DNG suspension with two cardan rings, view from the side of the drive shaft axis; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is the same in isometry.

Упругий подвес содержит центральное отверстие 1, концентрические щели 2-4 малого, среднего и большого диаметров соответственно, деталь 5 приводного вала (втулку), втулку 6 (маховик гироскопа или деталь маховика), кардановы кольца 7, 8, упругие элементы 9, перемычки 10 между секторными участками щели 3, радиальные отверстия 11, пазы 12, прорезь 13, перемычку 14 в кардановом кольце 7, перемычки 15 в кардановом кольце 8, технологическое отверстие 16. The elastic suspension contains a central hole 1, concentric slots 2-4 of small, medium and large diameters, respectively, part 5 of the drive shaft (sleeve), sleeve 6 (gyro flywheel or flywheel detail), cardan rings 7, 8, elastic elements 9, jumpers 10 between the sector sections of the slit 3, the radial holes 11, the grooves 12, the slot 13, the jumper 14 in the cardan ring 7, the jumper 15 in the cardan ring 8, the technological hole 16.

Упругий подвес ДНГ представляет собой диск с центральным отверстием 1, имеющий три концентрические щели 2-4 малого, среднего и большого диаметров соответственно. Часть диска между центральным отверстием 1 и щелью 2 малого диаметра представляет собой втулку 5 деталь приводного вала, часть диска между его ободом и щелью 4 представляет собой втулку 6 маховик гироскопа или деталь маховика, часть диска между щелями 2 и 4 кардановы кольца 7, 8. Каждая из щелей 2-4 имеет по четыре симметрично расположенные перемычки. Эти перемычки в щелях 2 и 4 выполнены в виде упругих элементов 9, соединяющих кардановы кольца 7 и 8 с втулками 5 и 6. Концентрическая щель 3 отделяет кардановы кольца 7 и 8 друг от друга в радиальном направлении. Прерывающие эту щель перемычки 10, расположенные под углом 45^о по отношению к осям I-I и II-II подвеса, обеспечивают неразрывность каждого из колец 7 и 8 в узле их развязки. Узел развязки колец имеет два симметрично расположенные относительно экваториальной плоскости В-В подвеса радиальные отверстия 11, проходящие от щели 4 до щели 2 через перемычку 10 и соединяющие между собой примыкающие к этой перемычке секторные участки щели 3. Эти секторные участки, кроме того, соединяются с отверстиями 11 пазами 12, каждый из которых расположен между отверстием 11 и торцовой поверхностью карданова кольца и между щелью 3 и одной из щелей 2 или 4. Радиальные отверстия 11 соединены между собой двумя прорезями 13, причем первая из этих прорезей соединяет один из секторных участков щели 3 с щелью 4 (эту прорезь видно на фиг. 2 и 3), а вторая другой секторный участок щели 3 с щелью 2 (вторая прорезь обозначена на фиг. 2 пунктирной линией). Цилиндрические секторы карданова кольца 7 связаны друг с другом в узле развязки колец, показанном на фиг. 2 и 3, одной перемычкой 14, симметричной относительно экваториальной плоскости В-В подвеса, а цилиндрические секторы карданова кольца 8 двумя перемычками 15, расположенными симметрично относительно плоскости В-В. Для обеспечения доступа инструмента при выполнении в узлах развязки кардановых колец отверстий 11 и прорезей 13 во втулке 6 имеется четыре технологических отверстия 16.The elastic suspension of the DNG is a disk with a central hole 1 having three concentric slots 2-4 of small, medium and large diameters, respectively. Part of the disk between the Central hole 1 and the slot 2 of small diameter is a sleeve 5 part of the drive shaft, part of the disk between its rim and slot 4 is a sleeve 6 of the gyro flywheel or part of the flywheel, part of the disk between the slots 2 and 4 of the cardan ring 7, 8. Each of slots 2-4 has four symmetrically located jumpers. These jumpers in the slots 2 and 4 are made in the form of elastic elements 9 connecting the cardan rings 7 and 8 with the bushings 5 and 6. A concentric slit 3 separates the cardan rings 7 and 8 from each other in the radial direction. Interrupting the slit webs 10 positioned at an angle ^of 45 with respect to axis II and II-II suspension provide for continuity of each of the rings 7 and 8 in their junction node. The junction of the rings has two radial holes 11 symmetrically located relative to the equatorial plane BB of the suspension 11, extending from the slot 4 to the slot 2 through the jumper 10 and connecting the sector sections of the gap 3 adjacent to this jumper. These sector sections, in addition, are connected to holes 11 grooves 12, each of which is located between the hole 11 and the end surface of the cardan ring and between the slot 3 and one of the slots 2 or 4. The radial holes 11 are interconnected by two slots 13, the first of these slits connects one of the sector areas of the slit 3 with a slot 4 (this slot is seen in FIGS. 2 and 3) and the second other sector gap portion 3 with a gap 2 (second slot is denoted in FIG. 2 in phantom). The cylindrical sectors of the cardan ring 7 are connected to each other in the ring decoupling assembly shown in FIG. 2 and 3, with one jumper 14, symmetrical about the equatorial plane BB of the suspension, and the cylindrical sectors of the cardan ring 8 with two jumpers 15 located symmetrically about the plane BB. To ensure access of the tool when performing in nodes decoupling the cardan rings of the holes 11 and slots 13 in the sleeve 6 there are four technological holes 16.

Благодаря симметричному расположению относительно экваториальной плоскости В-В упругих элементов 9, кардановых колец 7 и 8, перемычек 14 и 15 при вращении гироскопа раскрытие колец в предлагаемом устройстве не приводит к смещению их центров масс и не вызывает дополнительных напряжений в упругих элементах 9, поскольку основная часть динамической нагрузки воспринимается перемычками 14 и 15, линейная податливость которых на несколько порядков меньше податливости элементов 9. В этом и заключается положительный эффект изобретения. Due to the symmetric arrangement of elastic elements 9, cardan rings 7 and 8, jumpers 14 and 15 relative to the equatorial plane BB, the opening of the rings in the proposed device does not lead to a displacement of their centers of mass and does not cause additional stresses in the elastic elements 9, since the main part of the dynamic load is perceived by jumpers 14 and 15, the linear compliance of which is several orders of magnitude less than the compliance of elements 9. This is the positive effect of the invention.

Claims

ELASTIC SUSPENSION OF A DYNAMICALLY CUSTOMIZABLE GYROSCOPE, comprising elastic elements and two cardan rings made of a single blank in the form of a disk hub, a flywheel, elastic jumpers between which form sector slots, and elastic elements are placed in concentric slots between the cardan rings and the bushings, characterized that, in order to increase the accuracy of the gyroscope by reducing the displacement of the centers of mass of the cardan rings and reducing the dynamic load on the elastic elements, each elastic bridge is formed by two dinakovymi radial sectorial holes arranged symmetrically with respect to the equatorial plane, and two radial slots, each corresponding to a gimbal ring.