[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙內(nèi)徑支撐高速陀螺電機(jī)的軸承設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810230625.1
• 申請(qǐng)日: 2008-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101413551A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛世東;梁波;程俊景
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F16C35/06
• 分類(lèi)號(hào): F16C35/06;H02K7/08
• 代理公司: 洛陽(yáng)市凱旋專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 符繼超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軸承技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種雙內(nèi)徑支撐高速陀螺電機(jī)的軸承設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

在航空、航海、航天導(dǎo)航系統(tǒng)中經(jīng)常使用液浮陀螺電機(jī)，該陀螺電機(jī)的電機(jī)軸由兩套分離型角接觸球軸承支撐，具體結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1。陀螺電機(jī)由電機(jī)軸1、線(xiàn)圈2、外轉(zhuǎn)子3、磁鋼4構(gòu)成，角接觸球軸承5安裝在陀螺電機(jī)的兩端，軸承5外圈隨陀螺電機(jī)外轉(zhuǎn)子3一塊旋轉(zhuǎn)，安裝時(shí)軸承5內(nèi)徑和電機(jī)軸1配合、外徑和外轉(zhuǎn)子3配合。由于電機(jī)軸1結(jié)構(gòu)呈兩個(gè)對(duì)稱(chēng)臺(tái)階，故所安裝的軸承5內(nèi)徑也較小。

陀螺電機(jī)的轉(zhuǎn)速比較高，一般均在10000轉(zhuǎn)/分以上，在24000轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下工作的陀螺電機(jī)也很多。由于陀螺電機(jī)與主機(jī)重量有所要求，軸承5不允許附帶其它外接供油裝置，所以在高速狀態(tài)下均存在有軸承5潤(rùn)滑不足的問(wèn)題，其使用壽命也受到很大影響，所以這種結(jié)構(gòu)的軸承5壽命一般不高，難以滿(mǎn)足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種雙內(nèi)徑支撐高速陀螺電機(jī)的軸承設(shè)計(jì)方法，該軸承設(shè)計(jì)方法采用陀螺電機(jī)外轉(zhuǎn)子配合L型端蓋與軸承內(nèi)圈大內(nèi)徑相配合、陀螺電機(jī)軸與軸承外圈小內(nèi)徑配合的獨(dú)特的雙內(nèi)徑配合方式，巧妙的把軸承外圈旋轉(zhuǎn)方式變成了軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)方式，從而引起了該軸承結(jié)構(gòu)的改變，可降低軸承滾動(dòng)體轉(zhuǎn)速近60％，提高使用壽命50％以上。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

所述的一種雙內(nèi)徑支撐高速陀螺電機(jī)的軸承設(shè)計(jì)方法，依據(jù)陀螺電機(jī)的實(shí)際工況，將軸承外圈的小內(nèi)徑設(shè)計(jì)成與靜止的陀螺電機(jī)軸直徑相配合的尺寸，也就是說(shuō)軸承外圈的小內(nèi)徑的設(shè)計(jì)可以考慮成載荷相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)；將軸承內(nèi)圈的大內(nèi)徑上所配的過(guò)渡L型端蓋與旋轉(zhuǎn)的陀螺電機(jī)外轉(zhuǎn)子相配合的尺寸，也就是說(shuō)軸承內(nèi)圈的大內(nèi)徑及L型端蓋的設(shè)計(jì)可以考慮成載荷相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣就形成了雙內(nèi)徑支撐高速陀螺電機(jī)的軸承設(shè)計(jì)；由于軸承內(nèi)圈的大內(nèi)徑直徑增大，通過(guò)與其相配的L型端蓋與陀螺電機(jī)的外轉(zhuǎn)子臺(tái)階面配合，變靜止運(yùn)動(dòng)為隨著外轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而軸承外圈的小內(nèi)徑與陀螺電機(jī)軸配合一起保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，這樣使得軸承外圈旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈靜止相對(duì)軸承內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)外圈靜止時(shí)，軸承滾動(dòng)體的轉(zhuǎn)速之比為1.25/0.75＝1.67，即滾動(dòng)體實(shí)際轉(zhuǎn)速內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)比外圈旋轉(zhuǎn)小67％，也就是說(shuō)滾動(dòng)體轉(zhuǎn)速降低，滾動(dòng)體與滾道之間的摩擦次數(shù)也減少67％，同理滾動(dòng)體和滾道之間的的磨損也相應(yīng)減少，延長(zhǎng)軸承磨損壽命50％以上。

實(shí)現(xiàn)所述軸承設(shè)計(jì)方法的外圈小內(nèi)徑與陀螺電機(jī)軸直徑相配，內(nèi)圈的大內(nèi)徑及寬度上緊配合有與陀螺電機(jī)外轉(zhuǎn)子臺(tái)階面相配的L型端蓋，外圈的單邊斜槽和具有凹圓滾道的內(nèi)圈之間配置滾動(dòng)體，滾動(dòng)體由保持架隔離，外圈小內(nèi)徑小于內(nèi)圈的大內(nèi)徑。

由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性：

1、本發(fā)明的軸承應(yīng)用在高速液浮陀螺電機(jī)中，由于滾動(dòng)體實(shí)際轉(zhuǎn)速的降低，電機(jī)的振動(dòng)、摩擦力矩以及電機(jī)的使用壽命、功耗都有明顯降低，陀螺儀的逐次啟動(dòng)穩(wěn)定性好，動(dòng)態(tài)隨機(jī)漂移量小，環(huán)境振動(dòng)及沖擊振動(dòng)前后陀螺儀性能沒(méi)有發(fā)生變化，各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)均明顯優(yōu)于使用標(biāo)準(zhǔn)普通軸承結(jié)構(gòu)的陀螺電機(jī)。

2、本發(fā)明的軸承內(nèi)圈大內(nèi)徑比普通軸承內(nèi)徑增大，可以和陀螺電機(jī)的外轉(zhuǎn)子臺(tái)階面配合，變靜止運(yùn)動(dòng)為隨著外轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。

3、通過(guò)軸承內(nèi)圈大內(nèi)徑上緊配合的L型端蓋與陀螺電機(jī)的外轉(zhuǎn)子臺(tái)階面配合，變?cè)瓉?lái)隨電機(jī)外轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的外圈為內(nèi)圈。

4、軸承外圈小內(nèi)徑與陀螺電機(jī)軸配合一起保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，改變了軸承設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

5、本發(fā)明的軸承雙內(nèi)徑配合支撐陀螺電機(jī)形式，可以降低軸承滾動(dòng)體的實(shí)際轉(zhuǎn)速60％以上。

6、通過(guò)滾動(dòng)體轉(zhuǎn)速的降低，有效的減小了軸承滾動(dòng)體和滾道的摩擦次數(shù)，降低了滾動(dòng)體和滾道的磨損，同時(shí)還可以有效改善滾動(dòng)體和滾道的高速貧油現(xiàn)象，延長(zhǎng)軸承磨損壽命50％以上。

附圖說(shuō)明

圖1是普通軸承在陀螺電機(jī)中的安裝示意圖；

圖2是本發(fā)明的軸承結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的軸承安裝在陀螺電機(jī)中的結(jié)構(gòu)示意圖；

上述圖中：1-電機(jī)軸；2-線(xiàn)圈；3-外轉(zhuǎn)子；4-磁鋼5-角接觸球軸承；6-外圈；7-內(nèi)圈；8-保持架；9-滾動(dòng)體；10-L型端蓋。

具體實(shí)施方式

通常情況下，軸承滾動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算公式為：