一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置及测试方法，测试装置中支架及安装平台用于支撑测试仪台体的其他各元器件，并固定待测陀螺加速度计；第一执行机构和第一传动机构为外框架轴提供旋转运动驱动力；第二执行机构和第二传动机构对外框架轴施加轴向力作用；拉压力传感器用于采集第二执行机构向外框架轴施加的轴向力；扭矩传感器用于采集外框架轴的旋转摩擦力矩；位移传感器用于采集外框架轴的轴向窜动量。本发明专利技术装置具有结构简单、测试精度高、体积小，测试过程高效快捷等特点，保证了陀螺加速度计外框架轴装配与筛选的合格率，为评估加速度计抵抗振动载荷冲击的能力提供了支撑，提高了产品的可靠性、生产效率和使用寿命。率和使用寿命。率和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置及测试方法


[0001]本专利技术属于转动轴系刚度测试
，特别涉及一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置及测试方法。

技术介绍

[0002]陀螺加速度计是一种测试视加速度的惯性导航器件，其精度水平是衡量一个国家航天技术的重要指标。陀螺加速度计轴系由外框架轴、内框架轴和转子轴三个相互正交的轴组成，外框架轴起到支撑、安装和定位内框架轴的作用。在随飞行器飞行过程中，陀螺加速度计外框架轴需承受振动载荷冲击，如果外框架轴的刚度过低，则会破坏三轴的正交属性，引入横向交叉耦合误差，对加速度计精度产生不利影响，进而影响导弹落点精度。因此，在陀螺加速度计装配过程中，需要对外框架轴的刚度进行测试和评估，确保其满足动态载荷下的刚度要求，这对产品质量控制具有积极意义。
[0003]陀螺加速度计外框架轴一端由双列轴承支撑，该双列轴承预紧后为外框架轴提供轴向刚度保证，其轴向刚度对加速度计的振动精度和使用寿命均具有重要影响：刚度过大，轴承工作在较大的预紧力下，长期工作后易造成双列轴承内滚珠疲劳损伤，影响加速度计寿命；刚度过小，轴承预紧力小，虽然有利于增大润滑油的含油量、保证轴承工作可靠性，但对加速度计动态精度有较大影响。
[0004]在以往的装配过程中，为了满足加速度计的动态精度指标，往往施加较大的轴承预紧力来获得较大的外框架轴刚度，但这对轴承的使用寿命带来了一定的负面影响，由于缺乏对外框架轴轴向刚度进行测试评估的仪器装置，对以上两项指标难以兼顾，导致装配合格率难以保证。合理施加预紧力，既可保证轴向刚度满足加速度计动态精度需要，又能获得较高的可靠性和长使用寿命。因而，有必要提供一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度的测试装置及其测试方法，为合理施加预紧力，保证外框架轴刚度和使用寿命提供解决方案。

技术实现思路

[0005]针对以上技术问题，本专利技术人利用外框架轴的轴向刚度可用外框架轴的轴向窜动量和转动摩擦力矩来表征的特点进行了锐意研究，提供了一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置及其测试方法，对外框架轴施加设定的轴向力，测试该轴向力下外框架轴的轴向窜动量和转动摩擦力矩，评估轴承预紧力，衡量外框架轴轴向刚度，从而完成本专利技术。
[0006]本专利技术的目的之一是提供一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度的测试装置，应用这种装置可对外框架轴的轴向窜动量和转动摩擦力矩进行测试，为合理施加预紧力，保证外框架轴刚度和使用寿命提供解决方案。
[0007]本专利技术的另一个目的是提供一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试方法。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0009]本专利技术提供的技术方案如下：
[0010]第一方面，一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置，包括测试仪台体，测试
仪台体包括第一执行机构、第一传动机构、第二执行机构、第二传动机构、支架及安装平台、拉压力传感器、扭矩传感器和位移传感器；
[0011]所述支架及安装平台用于支撑测试仪台体的其他各元器件，并固定待测陀螺加速度计；
[0012]所述第一执行机构为步进电机，第一传动机构包括联轴器I、齿轮盘I和齿轮盘II，步进电机的输出轴通过联轴器I与带有连接杆的齿轮盘I连接，所述齿轮盘I与齿轮盘II啮合，齿轮盘II的上端与第二传动机构衔接，下端加工螺纹段，与外框架轴的上端螺纹连接，第一传动机构将该步进电机的旋转运动转化为外框架轴的旋转运动；
[0013]所述第二执行机构为步进电机，第二传动机构包括联轴器II和蜗轮蜗杆单元，步进电机的输出轴通过联轴器II连接蜗轮蜗杆单元中蜗轮，蜗轮蜗杆单元中蜗杆下端与齿轮盘II的上端衔接，将该步进电机的旋转运动转化为对外框架轴施加轴向力的作用；
[0014]所述拉压力传感器位于蜗杆下端与齿轮盘II之间，用于采集第二执行机构向外框架轴施加的轴向力；
[0015]所述扭矩传感器套设于齿轮盘I上的连接杆上，用于采集外框架轴的旋转摩擦力矩；
[0016]所述位移传感器位于外框架轴的下方，并与外框架轴的下端接触，用于采集外框架轴的轴向窜动量。
[0017]第二方面，一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试方法，包括如下步骤：
[0018]步骤1，将待测产品、测试仪台体工作台面清理干净，对位移传感器进行归零校准，打开主控计算机，设备自检显示正常；
[0019]步骤2，将待测产品紧固安装到支架及安装平台上，位移传感器探针接触外框架轴下端，在主控计算机上设置测试参数，启动测试；
[0020]步骤3，第一执行机构和第一传动机构为外框架轴的旋转提供驱动力；第二执行机构和第二传动机构为外框架轴施加向上或向下的轴向力；拉压力传感器采集第二执行机构向外框架轴施加的轴向力；扭矩传感器采集外框架轴的旋转摩擦力矩；位移传感器采集外框架轴的轴向窜动量；
[0021]步骤4，输出测试结果，对于特定的陀螺加速度计，确定轴向窜动量阈值和摩擦力矩阈值，若轴向窜动量小于轴向窜动量阈值且摩擦力矩不超过摩擦力矩阈值，则测试合格；若有任何一项指标不满足，则执行步骤5；
[0022]步骤5，若轴向窜动量大于轴向窜动量阈值且摩擦力矩不超过摩擦力矩阈值，则增大双列轴承的锁紧力，然后再次执行步骤2～步骤3，直至指标满足步骤4中的要求；若轴向窜动量小于轴向窜动量阈值且摩擦力矩大于摩擦力矩阈值，则减小双列轴承的锁紧力，然后再次执行步骤2～步骤3，直至指标满足步骤4中的要求；若轴向窜动量大于轴向窜动量阈值且摩擦力矩大于摩擦力矩阈值，则更换双列轴承，然后执行步骤1～步骤4，直至测试结果满足指标要求；
[0023]步骤6，完成测试后，从测试仪台体上取下待测产品，关闭主控计算机。
[0024]根据本专利技术提供的一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置及测试方法，具有以下有益效果：
[0025]本专利技术提供的一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置及其测试方法，实现
了外框架轴轴向刚度的自动测试，为外框架轴装配、筛选合格产品提供了测试装置与测试方法，促进了陀螺加速度计外框架轴装配合格率提升。通过第一执行机构和第一传动机构组成的自动旋转机构，可对外框架轴自动施加旋转动力，通过第二执行机构和第二传动机构组成的自动加力机构，可对外框架轴自动施加轴向力；通过所述位移传感器可自动采集轴向窜动量；通过所述扭矩传感器可自动采集转动摩擦力矩。通过采集控制器，将测试结果进行自动采集至计算机端，并在主控计算机上输出测试结果，测试效率高、操作简单、测试过程自动进行，无需人为干预。
附图说明
[0026]图1为本专利技术中一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置的示意图；
[0027]图2为一种优选实施方式中测试仪台体的结构示意图；
[0028]图3为一种优选实施方式中支架及安装平台的结构示意图；
[0029]图4为一种优选实施方式中齿轮盘II的结构示意图；
[0030]图5为本专利技术中一种陀螺加速度计外框架轴轴向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置，其特征在于，包括测试仪台体，测试仪台体包括第一执行机构(1)、第一传动机构(16)、第二执行机构(2)、第二传动机构(17)、支架及安装平台(15)、拉压力传感器(11)、扭矩传感器(13)和位移传感器(14)；所述支架及安装平台(15)用于支撑测试仪台体的其他各元器件，并固定待测陀螺加速度计(12)；所述第一执行机构(1)为步进电机，第一传动机构(16)包括联轴器I(161)、齿轮盘I(162)和齿轮盘II(163)，步进电机的输出轴通过联轴器I(161)与带有连接杆的齿轮盘I(162)连接，所述齿轮盘I(162)与齿轮盘II(163)啮合，齿轮盘II(163)的上端与第二传动机构(17)衔接，下端加工螺纹段，与外框架轴的上端螺纹连接，第一传动机构(16)将该步进电机的旋转运动转化为外框架轴的旋转运动；所述第二执行机构(2)为步进电机，第二传动机构(17)包括联轴器II(171)和蜗轮蜗杆单元(172)，步进电机的输出轴通过联轴器II(171)连接蜗轮蜗杆单元(172)中蜗轮，蜗轮蜗杆单元(172)中蜗杆下端与齿轮盘II(163)的上端衔接，将该步进电机的旋转运动转化为对外框架轴施加轴向力的作用；所述拉压力传感器(11)位于蜗杆下端与齿轮盘II(163)之间，用于采集第二执行机构(2)向外框架轴施加的轴向力；所述扭矩传感器(13)套设于齿轮盘I(162)上的连接杆上，用于采集外框架轴的旋转摩擦力矩；所述位移传感器(14)位于外框架轴的下方，并与外框架轴的下端接触，用于采集外框架轴的轴向窜动量。2.根据权利要求1所述的陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置，其特征在于，所述支架及安装平台(15)由下至上依次包括底部平台(151)、中部固定平台(152)、中部活动平台(153)和顶部平台(154)，所述底部平台(151)上安装有至少三个立柱(155)，立柱(155)穿过底部平台(151)上方的各平台，将各平台连为一体；所述中部固定平台(152)用于固定待测产品，使测试过程中待测产品保持稳定；所述中部活动平台(153)与各立柱(155)垂直，上板面与蜗杆的下端连接，下板面与拉压力传感器(11)的上端连接，所述顶部平台(154)上支撑有第一执行机构(1)和第二执行机构(2)。3.根据权利要求2所述的陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置，其特征在于，所述中部固定平台(152)的板面具有镂空结构，中部固定平台(152)下方通过螺纹连接件与镂空法兰盘连接，镂空法兰盘另一侧通过螺纹连接件与待测产品连接，使待测产品的外框架轴落入中部固定平台(152)的镂空结构内。4.根据权利要求2所述的陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置，其特征在于，所述中部活动平台(153)上各立柱穿孔处安装有T形导向块(10)，所述T形导向块(10)为中空结构，包括正交的大端定位台面和小端导向管，大端定位台面与中部活动平台贴合，并通过螺纹连接件固定连接，小端导向管伸入立柱穿孔内，允许立柱穿过，约束中部活动平台与立柱的垂直关系。5.根据权利要求1所述的陀螺加速度计外框架轴轴向刚度测试装置，其特征在于，所述齿轮盘II(163)的上盘面上加工有环形螺纹管(164)，环形螺纹管(164)内安装有用于转接拉压力传感器(11)的转接件(165)，环形螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓俊，凌林本，靖征，李亮，王昕，牛文韬，石星烨，朱宇，于海鸥，杨雷，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：