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采用标准轴承的光电经纬仪轴系偏差修正

编辑:金沙官网        发布日期:2018-06-14        点击量:807

轴系是决定跟踪架整体精度的重要部件。振动仪器检测:机械振动台、数字振动台、振动测试仪、测振仪。目前跟踪架的轴系主要为水平轴系和垂直轴系,垂直轴系为平面止推型垂直轴系,它由平面止推垂直轴承和径向轴承组成,径向轴承决定旋转轴在水平面的位置,起设备的置中作用;而平面止推轴承由上下两个平面止推环和多排钢球组成,它决定旋转轴在空间的指向,旋转轴线的指向偏差即是垂直轴晃动。水平轴系为单端止推的简支结构。平面止推轴承是由钢球和两个止推环组成的,所以钢球和止推环端面的偏差(主要是平面度)是轴系晃动的主要偏差来源。在研制过程中为了保证比较高的精度,止推环断面偏差即其平面度主要靠刮研保证,因此其加工周期长、加工费用高且通用性、维护修理性差。

采用标准轴承的光电经纬仪轴系偏差修正

由于小型化光电仪器设备设备(重量在500 kg以下)研制周期很短,因此对跟踪架轴系的简单化和维护修理互换性要求很高。滚动轴承是高度标准化的机械零件,有着多种尺寸规格和精度等级的系列型号,可以在相当广的范围内满足仪器设备的需求。同时由于其维护方便,并能承受一定的径向和轴向载荷,因而得到了广泛的应用。基于以上的因素,本文提出了用标准轴承代替现有的研磨止推轴承的方法,力求能在保证一定精度要求下较大地降低轴系加工难度,缩短加工周期和降低加工成本。

 

偏差消除原理及方法

1.偏差源分析

采用标准轴承后,影响跟踪架轴系回转精度的因素有:

(1)配合表面不圆度的影响:与标准轴承配合的轴等相关零部件的制造精度要达到要求。

(2)配合间隙的影响:轴承与相关零件的配合间隙要满足实际工作要求。

(3)滚动轴承径向跳动的影响:径向跳动对回转轴系来说影响较大,分为轴承内圈的径向跳动和轴承外圈的径向跳动。轴承外圈的径向跳动。在跟踪架轴系中内圈转动、外圈固定,滚动轴承外圈没有径向跳动;对于内圈转动、外圈固定的情况,轴的安装中心线为内径中心线,而轴的回转中心线为滚道中心线。若滚道为理想圆,但滚道圆与内径圆之间存在偏心,在回转时轴将有径向跳动。若滚道圆与内径圆没有偏心,但滚道圆有椭圆度偏差时,轴在回转时仍会产生径向跳动。

(4)滚动轴承轴向跳动的影响。

(5)轴承游隙的影响:标准轴承的游隙使得轴和轴承有偏心,使用时可以通过预紧等措施调整游隙。

(6)滚动体直径差的影响:滚动体的直径差会影响滚动轴承的跳动。重庆计量校准开展计量产(商)品质量监督检验工作;并负责开展计量产品科研开发、技术规范起草等计量服务工作。

在跟踪架轴系研制过程中,与轴承配合件需要精密加工,并采取过盈配合、调整游隙等方法来减少配合表面不圆度的影响、配合间隙的影响和轴承游隙的影响。而对于所选用的标准轴承,其本身的径向跳动、轴向跳动和滚动体直径差是在出时就确定的,它们对系统精度的影响在特定条件下就很明显。因此,采用标准轴承轴系后,如何减少标准轴承自身偏差带来的影响将成为提高跟踪架轴系精度的重要问题。

2.消差方法

光电仪器设备设备工作时,跟踪架的回转精度是整个系统精度的重要部分,轴系的回转精度包括置中精度和方向精度。置中精度指轴线的平移偏差,方向精度指轴线的晃动(倾斜)偏差。光电仪器设备设备多用于远距离探测,跟踪架轴系晃动经过距离的放大对光电仪器设备的工作精度影响最大,而回转轴线的少量平移对光电仪器设备的工作精度影响可以忽略不计。从偏差源的分析中可以得出轴承内圈的径向跳动对经纬仪轴系精度影响比较大,而根据滚动轴承制造工艺学可知,同一批工件的表面形状是连续、单值、以2π为周期的封闭曲线。据此本文提出使跟踪架的轴线晃动偏差部分变为轴线平移的方法,从而减少晃动偏差,提高轴系精度。

具体方法为:测量出轴承内圈的径向跳动最大的位置并做标记,然后把轴承的径向跳动偏差最大处对正安装在轴的同一条母线上,使得轴承的径向跳动偏差同步同周期性变化。

轴承安装方法1(正装):轴承内圈径向跳动最大方向安装在轴的同一条母线上,如图1所示,此时轴线倾角为:

轴承安装方法2 (反装):如图2,轴承内圈的最大径向跳动处安转在相差180°的轴线上,此时轴线的倾角(晃动偏差)最大,为:

轴承正装后的轴系偏差为轴线倾斜量Emethod 1和轴线平移量b,而轴线平移对系统精度影响很小。采用同一精度等级同一批次的标准轴承,其径向跳动偏差a和b相差不大,故轴系晃动量会减少很多。

 

实验平台设计

如图3所示,设计了采用标准轴承61910的水平轴系实验平台。轴承支撑跨距为120 mm,在轴的一端安装带有可调装置的平面反射镜,利用步进电机驱动轴,可用自准直光管测量轴承在不同安装状况下与轴在不同转角时的轴系晃动偏差。

为使轴承在测量过程中保持安装时的相对位置,轴承内圈用螺母固定在轴上,外圈用轴承盖压紧。转速仪器检测:机械式转速表、数字式转速表、转速检定装置。

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