本发明专利技术属于陀螺仪技术领域，具体为一种陀螺仪及其加工装配方法，解决现有气浮陀螺电机存在的电磁启动力矩小、启动力矩系数低、装配同轴度及精度差、装配效率低、承载能力小、抗干扰能力差等问题，包括气浮陀螺电机，气浮陀螺电机包括电机轴、支承定子轴套、支承轴承转子、转子、左止推板、右止推板、左定子组件及右定子组件；将左定子组件和右定子组件中的两个定子分置在陀螺电机两端，能够增加电机电磁启动力矩；将支承轴承转子整体设计，避免了单定子结构下需要左右配对保证同轴度的问题，装配时直接将支承定子轴套套入支承轴承转子的内孔，即可实现高装配精度。本发明专利技术支承系统整体封闭式设计，电机承载能力和抗干扰能力大幅的提高。电机承载能力和抗干扰能力大幅的提高。电机承载能力和抗干扰能力大幅的提高。
【技术实现步骤摘要】
一种陀螺仪及其加工装配方法
[0001]本专利技术属于陀螺仪
，具体为一种陀螺仪及其加工装配方法，尤其为具有双定子、封闭式气浮陀螺电机的陀螺仪及其加工装配方法。
技术介绍
[0002]陀螺仪是空间飞行器惯性测量系统的必备元件，气浮陀螺电机是陀螺仪核心元件，气浮陀螺电机启停次数和可靠性决定着空间飞行器惯性测量系统的工作寿命，在空间站及卫星等领域有着广泛的应用。
[0003]气浮陀螺电机的结构由转子、定子和气浮轴承三部分组成，由于尺寸及重量的限制，现有气浮陀螺电机通常采用磁滞类型电机，此类磁滞类型电机通常采用单个定子形式，支承轴承为左、右两端结构，如图1所示，包括单定子01、左右两个锁紧螺母02、左止推板03、左端支承轴承转子04、右端支承轴承转子05、右止推板06和径向支承轴承定子07。单个定子结构受限于电机尺寸，为了保证电磁力矩的稳定性，单定子01只能设计在电机中间位置，定子工作外圆面宽度很小，对应的磁滞材料体积小，导致电磁启动力矩小，启动力矩系数较低。另外，其左端支承轴承转子04、右端支承轴承转子05需要配对，两者的装配同轴度要求在1μm以内，在工程实践中很难实现，只能依靠装配者反复试装，不能直接检测；同时为了保证左止推板03与左端支承轴承转子04工作面的平行度以及右止推板06与右端支承轴承转子05工作面的平行度，需要不断的拆装研磨平面，现有装配精度很难实现1μm以内的平面度。
[0004]气浮陀螺电机的转子、定子依靠气浮轴承支承，轴承的工作间隙仅有1μm~2μm，气浮陀螺电机工作时依靠转子与定子的相对运动使进口气流被泵入轴承工作面，在轴承工作表面形成压力区，使得气浮陀螺电机转子与定子脱离接触。
[0005]现有气浮陀螺电机由于是左右分开支承结构，中间开放会导致气压快速卸载，如图2所示是该支承结构的气流流动路径示意图，气流从端部以P=P0的压力被泵入轴向工作间隙，在内部开放处以P=P0的压力被卸载，加之左右两端的同轴度差异，导致电机的实际承压区域很短，完全依靠泵入口与泵出口的半径差来产生轴承支承力，导致承载能力小和抗干扰能力差，一旦承载能力不足或者失稳，会造成惯性测量系统失去测量精度甚至导致工作失效。
[0006]综上，现有气浮陀螺电机具有以下的问题和不足：1）电磁启动力矩小，启动力矩系数较低，不能满足高启停裕度要求；2）左、右轴承需要配对，装配同轴度及精度差，装配效率低；3）承载能力小、抗干扰能力差，容易出现转子工作不稳定，甚至电机失效。
技术实现思路
[0007]为了解决现有气浮陀螺电机存在的电磁启动力矩小、启动力矩系数低、装配同轴度及精度差、装配效率低、承载能力小、抗干扰能力差等问题，本专利技术提供一种陀螺仪及其加工装配方法。
[0008]本专利技术的技术方案是：一种陀螺仪，包括气浮陀螺电机，其特殊之处在于：上述气浮陀螺电机包括电机轴、支承定子轴套、支承轴承转子、转子、左止推板、右止推板、左定子组件及右定子组件；上述支承定子轴套套装并固定在电机轴上；上述支承轴承转子为轴向长度小于支承定子轴套轴向长度的套筒，套装在支承定子轴套上，二者之间具有径向间隙；上述转子为筒状，套装并固定在支承轴承转子上，转子左右端面分别开设同心的左环形缺口和右环形缺口，且左环形缺口和右环形缺口相互对称；上述左止推板和右止推板分别套装在电机轴的左右两端，且左止推板的第一侧面和右止推板的第一侧面分别抵靠在支承定子轴套的左右两个端面，左止推板的第一侧面和右止推板的第一侧面分别与支承轴承转子的左右两个端面（即工作面）之间具有轴向间隙；上述左定子组件包括左定子支架与左定子，左定子支架固定在电机轴左端，且抵靠左止推板的第二侧面，左定子为筒状，固定在左定子支架上，且同轴嵌入转子的左环形缺口内；上述右定子组件包括右定子支架与右定子，右定子支架固定在电机轴右端，且抵靠右止推板的第二侧面，右定子为筒状，固定在右定子支架上，且同轴嵌入转子的右环形缺口内。
[0009]进一步地，上述支承轴承转子和支承定子轴套之间的径向间隙为1
‑
2μm；上述支承轴承转子和支承定子轴套的轴向长度差为2
‑
4μm。
[0010]进一步地，上述支承定子轴套的外圆圆柱面圆柱度为0.35μm以内。
[0011]进一步地，上述左止推板的第一侧面和右止推板的第一侧面上设有对数螺旋槽结构；上述支承定子轴套的工作面（即支承定子轴套的外圆圆柱面）上设有封闭人字槽结构。
[0012]进一步地，上述左止推板、右止推板、支承轴承转子、支承定子轴套为陶瓷材料，上述陶瓷材料为利用金属氧化方法对超细晶粒碳化硼材料进行氧化后的材料；上述电机轴和转子为3Cr13或钛合金材料。
[0013]进一步地，上述左定子支架和右定子支架均为桶状，底部开设与电机轴配合的通孔，左定子支架和右定子支架通过通孔套装并固定在电机轴的左右两端；左定子和右定子均为筒状，分别同轴套装并固定在左定子支架和右定子支架的侧壁外周面。
[0014]进一步地，该气浮陀螺电机还包括分别螺纹连接在电机轴左右两端的两个锁紧螺母，两个锁紧螺母压紧左定子支架和右定子支架的底部，实现轴向锁紧。
[0015]本专利技术还提供一种上述陀螺仪的加工装配方法，包括气浮陀螺电机的加工装配，其特殊之处在于，具体包括以下步骤：步骤1、研磨支承轴承转子的内孔和支承定子轴套的外圆，保证支承轴承转子和支承定子轴套之间的径向间隙为1
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2μm；研磨支承轴承转子的端面和支承定子轴套的端面，确保两者的轴向长度差在2
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4μm；步骤2、将支承定子轴套固定在电机轴上，将支承轴承转子与转子组成的转子组件套入支承定子轴套上，将左止推板、右止推板分别靠在支承定子轴套的左右端面，安装左定子组件和右定子组件，分别固定在电机轴的左右两端，并使得左定子和右定子分别同轴嵌
入转子的左环形缺口和右环形缺口内。
[0016]进一步地，步骤1还包括在支承定子轴套的外圆面进行封闭人字槽结构刻蚀以及在左止推板和右止推板第一侧面进行对数螺旋槽结构刻蚀的步骤。
[0017]进一步地，步骤2之后还包括利用锁紧螺母通过电机轴的螺纹结构进行轴向锁紧的步骤。
[0018]本专利技术的有益效果是：1）本专利技术通过设计左定子组件和右定子组件，将左定子组件和右定子组件中的两个定子分置在陀螺电机两端，能够增加电机电磁启动力矩，启动力矩系数由单定子的5倍提高到10倍以上；2）本专利技术将支承轴承转子整体设计，通过研磨支承轴承转子的内孔和支承定子轴套的外圆来保证支承轴承的径向间隙（1
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2）μm，研磨的圆柱面圆柱度能够达到0.35μm以内，避免了单定子结构下需要左右配对保证同轴度的问题，装配时直接将支承定子轴套套入支承轴承转子的内孔，即可实现1μm以内的装配精度。
[0019]3）本专利技术通过研磨支承轴承转子的端面和支承定子轴套的端面，确保两者的高度差在（2
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4）μm，同时，通过平面研磨能够实现0.2μm平面度，避免了单定子结构下需要本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种陀螺仪，包括气浮陀螺电机，其特征在于：所述气浮陀螺电机包括电机轴(10)、支承定子轴套(13)、支承轴承转子(11)、转子(15)、左止推板(9)、右止推板(12)、左定子组件(8)及右定子组件(14)；所述支承定子轴套(13)套装并固定在电机轴(10)上；所述支承轴承转子(11)为轴向长度小于支承定子轴套(13)轴向长度的套筒，套装在支承定子轴套(13)上，二者之间具有径向间隙；所述转子(15)为筒状，套装并固定在支承轴承转子(11)上，转子(15)左右端面分别开设同心的左环形缺口(151)和右环形缺口(152)，且左环形缺口(151)和右环形缺口(152)相互对称；所述左止推板(9)和右止推板(12)分别套装在电机轴(10)的左右两端，且左止推板(9)的第一侧面和右止推板(12)的第一侧面分别抵靠在支承定子轴套(13)的左右两个端面，左止推板(9)的第一侧面和右止推板(12)的第一侧面分别与支承轴承转子(11)的左右两个工作面(111)之间具有轴向间隙；所述左定子组件(8)包括左定子支架(81)与左定子(82)，左定子支架(81)固定在电机轴(10)左端，且抵靠左止推板(9)的第二侧面，左定子(82)为筒状，固定在左定子支架(81)上，且同轴嵌入转子(15)的左环形缺口(151)内；所述右定子组件(14)包括右定子支架(141)与右定子(142)，右定子支架(141)固定在电机轴(10)右端，且抵靠右止推板(12)的第二侧面，右定子(142)为筒状，固定在右定子支架(141)上，且同轴嵌入转子(15)的右环形缺口(152)内。2.根据权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于：所述支承轴承转子(11)和支承定子轴套(13)之间的径向间隙为1
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2μm；所述支承轴承转子(11)和支承定子轴套(13)的轴向长度差为2
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4μm。3.根据权利要求2所述的陀螺仪，其特征在于：所述支承定子轴套(13)的外圆圆柱面圆柱度为0.35μm以内。4.根据权利要求1
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3任一所述的陀螺仪，其特征在于：所述左止推板(9)的第一侧面和右止推板(12)的第一侧面上设有对数螺旋槽(16)结构；所述支承定子轴套(13)的外圆圆柱面上设有封闭人字槽结构(131)。5.根据权利要求4所述的陀螺仪，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫亚超，王建青，党建军，张培新，张海雄，任建涛，曹耀平，
申请(专利权)人：西安航天精密机电研究所，
类型：发明
国别省市：
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