本文關(guān)鍵詞：慣導(dǎo)軸承摩擦特性試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱慣導(dǎo)系統(tǒng))主要應(yīng)用于現(xiàn)代飛行器、航海艦船以及精確制導(dǎo)武器等重要領(lǐng)域。慣導(dǎo)系統(tǒng)中的陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用滾動(dòng)軸承支承,軸承的摩擦特性關(guān)系到運(yùn)載體的姿態(tài)穩(wěn)定和相關(guān)儀表指示精度,需要嚴(yán)格控制。慣導(dǎo)軸承屬于超精密球軸承的一個(gè)分支并隸屬于微型軸承范圍,在尺寸范圍、應(yīng)用環(huán)境、運(yùn)行要求及潤(rùn)滑狀態(tài)等方面均與普通軸承有較大差別,而現(xiàn)有軸承摩擦特性的研究成果多數(shù)基于彈流潤(rùn)滑理論,對(duì)慣導(dǎo)軸承并不適用。目前,對(duì)慣導(dǎo)軸承的摩擦特性還沒(méi)有清楚的認(rèn)識(shí),缺乏可供相關(guān)工程實(shí)踐使用的計(jì)算式,開(kāi)展這方面試驗(yàn)研究可以為相關(guān)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持和指導(dǎo),為以后的研究提供方法借鑒。由于目前缺乏可用于慣導(dǎo)軸承摩擦特性研究的試驗(yàn)儀器,因此本文自行研制了一臺(tái)微型軸承摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)作為試驗(yàn)平臺(tái)。試驗(yàn)機(jī)的研制分三部分進(jìn)行:首先,在對(duì)現(xiàn)有軸承摩擦力矩測(cè)量?jī)x和測(cè)量方法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上確定了試驗(yàn)機(jī)的總體方案;其次,對(duì)試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械主體結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了獨(dú)立設(shè)計(jì);最后,為保證試驗(yàn)機(jī)各部分協(xié)調(diào)穩(wěn)定工作,對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了安裝與調(diào)試,完成了試驗(yàn)平臺(tái)的搭建。以慣導(dǎo)系統(tǒng)中某型號(hào)陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸承為研究對(duì)象,利用研制出的試驗(yàn)機(jī)對(duì)軸承在不同轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度和軸向載荷下的摩擦力矩進(jìn)行了測(cè)試。研究結(jié)果表明:1轉(zhuǎn)速對(duì)陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸承摩擦力矩的影響最大,軸承摩擦力矩隨轉(zhuǎn)速呈類似正弦曲線的波動(dòng)變化規(guī)律。2陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸承的摩擦力矩隨軸向載荷的增加而增加,但并非線性關(guān)系,且當(dāng)軸向載荷較小時(shí)軸承摩擦力矩隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)較平穩(wěn),波動(dòng)變化不明顯。3環(huán)境溫度對(duì)陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸承摩擦力矩有明顯影響。在測(cè)試范圍內(nèi),當(dāng)軸承dn值較小時(shí),摩擦力矩隨環(huán)境溫度升高穩(wěn)步降低;軸承dn值處于中間范圍時(shí),摩擦力矩隨環(huán)境溫度升高先快速降低然后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);軸承dn值較高時(shí),摩擦力矩隨環(huán)境溫度升高經(jīng)歷從下降到穩(wěn)定再到上升的變化過(guò)程。4運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸承的摩擦力矩有一定影響,摩擦力矩在初始運(yùn)行階段有一個(gè)短暫的下降過(guò)程,之后達(dá)到穩(wěn)定值。最后,通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的回歸處理擬合出適用于陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸承摩擦力矩計(jì)算的方程。將擬合方程計(jì)算值與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明二者吻合較好,擬合方程有較大實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 陀螺儀 轉(zhuǎn)子軸承 試驗(yàn)研究 摩擦力矩
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN96;TH133.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究意義14
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及方法14-15
• 第2章 微型軸承摩擦力矩測(cè)量概述15-25
• 2.1 軸承摩擦力矩的分類15
• 2.2 軸承摩擦力矩的測(cè)量方法15-17
• 2.2.1 傳遞測(cè)量法15-16
• 2.2.2 平衡測(cè)量法16-17
• 2.2.3 能量測(cè)量法17
• 2.3 幾種典型的微型軸承摩擦力矩測(cè)量?jī)x介紹17-24
• 2.3.1 M992B微型軸承摩擦力矩測(cè)量?jī)x17-19
• 2.3.2 YZC-Ⅱ軸承摩擦力矩測(cè)量?jī)x19-20
• 2.3.3 擺針?lè)y(cè)量微型軸承摩擦力矩20-21
• 2.3.4 BRG-3000軸承摩擦力矩測(cè)量?jī)x21-23
• 2.3.5 歐洲空間摩擦實(shí)驗(yàn)室（ESTL）用軸承摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 微型軸承摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)的研制25-43
• 3.1 試驗(yàn)機(jī)技術(shù)指標(biāo)及性能要求25
• 3.2 試驗(yàn)機(jī)總體方案確定25-28
• 3.2.1 測(cè)量位置的選擇25-26
• 3.2.2 試驗(yàn)機(jī)測(cè)量原理26-27
• 3.2.3 試驗(yàn)機(jī)測(cè)量和控制方案的確定27-28
• 3.3 試驗(yàn)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)主體設(shè)計(jì)28-35
• 3.3.1 主軸布局方案的確定28
• 3.3.2 軸系設(shè)計(jì)28-33
• 3.3.3 主軸有限元分析33-34
• 3.3.4 試驗(yàn)機(jī)加載方式的確定34-35
• 3.4 試驗(yàn)機(jī)控溫裝置35-36
• 3.5 驅(qū)動(dòng)裝置36-38
• 3.6 測(cè)力傳感器的選擇38-39
• 3.7 信號(hào)放大及數(shù)據(jù)采集39-40
• 3.8 試驗(yàn)機(jī)的安裝與調(diào)試40-42
• 3.9 本章小結(jié)42-43
• 第4章 軸承摩擦力矩的影響因素及試驗(yàn)結(jié)果分析43-53
• 4.1 軸承摩擦力矩的影響因素43-45
• 4.1.1 外部影響因素43-44
• 4.1.2 內(nèi)部影響因素44
• 4.1.3 軸承摩擦力矩的穩(wěn)定性與分散性44-45
• 4.2 試驗(yàn)裝置45
• 4.3 試驗(yàn)軸承45-46
• 4.4 試驗(yàn)方案及數(shù)據(jù)的重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果46-47
• 4.5 試驗(yàn)結(jié)果與分析47-51
• 4.5.1 轉(zhuǎn)速對(duì)軸承摩擦力矩的影響47
• 4.5.2 載荷對(duì)軸承摩擦力矩的影響47-48
• 4.5.3 環(huán)境溫度對(duì)軸承摩擦力矩的影響48-50
• 4.5.4 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)軸承摩擦力矩的影響50-51
• 4.5.5 本文中試驗(yàn)結(jié)果與歐洲航天局試驗(yàn)結(jié)果比較51
• 4.6 本章小結(jié)51-53
• 第5章 慣導(dǎo)軸承摩擦力矩計(jì)算公式的擬合53-59
• 5.1 滾動(dòng)軸承摩擦力矩的組成53
• 5.2 滾動(dòng)軸承摩擦力矩精確算法53-56
• 5.2.1 彈性滯后引起的摩擦力矩RM53-54
• 5.2.2 油膜粘性損失引起的摩擦力矩oilM54
• 5.2.3 差動(dòng)滑動(dòng)引起的摩擦力矩DM54
• 5.2.4 自旋滑動(dòng)引起的摩擦力矩SM54-55
• 5.2.5 鋼球與保持架之間的摩擦引起的摩擦力矩CM55
• 5.2.6 保持架與引導(dǎo)擋邊摩擦引起的摩擦力矩LM55
• 5.2.7 總摩擦力矩55-56
• 5.3 軸承摩擦力矩簡(jiǎn)化算法56
• 5.4 實(shí)測(cè)值與兩種摩擦力矩公式計(jì)算值的比較56-57
• 5.5 試驗(yàn)軸承摩擦力矩?cái)M合公式57-58
• 5.5.1 建立回歸方程57
• 5.5.2 回歸方程的精度分析和效果評(píng)價(jià)57-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 第6章 結(jié)論59-61
• 6.1 結(jié)論59-60
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)60
• 6.3 工作展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 鄧四二;李興林;汪久根;滕弘飛;;角接觸球軸承摩擦力矩特性研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年05期

2 陳劍;李松生;陳斌;董瑪莉;;超高轉(zhuǎn)速電主軸軸承內(nèi)部摩擦力矩分析[J];潤(rùn)滑與密封;2012年09期

3 李松生;陳劍;凌杰;顧家銘;;高速微型球軸承摩擦力矩分析與試驗(yàn)研究[J];潤(rùn)滑與密封;2013年08期

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本文編號(hào)：456285