光电式陀螺静平衡测试仪设计

论文摘要

陀螺转子是惯性导航系统中的关键部件,转子的好坏直接影响整个系统的工作性能。在众多影响因素中,陀螺转子的静不平衡量不仅会引起振动、降低工作性能,同时也会加速旋转零件的磨损,缩短工作寿命。随着我国航天事业的发展,对陀螺的寿命、精度和可靠性要求也越来越高,迫切需要一种高精度的陀螺转子静不平衡量测试方法,测量出不平衡力矩的大小和方向,根据平衡机测出的数据对转子的不平衡量进行校正,以改善转子相对于轴线的质量分布,使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减少到允许的范围之内。因此,静平衡测试仪在航天领域中有着至关重要的作用。在介绍和分析现有的静平衡测试方法之后,决定采用精密机械感应机构与光电测量相结合的方式来测量,兼顾机械感应机构灵敏度高和光电测量精度高的特点。其中,机械结构以刀口支承为基础,光电部分采用光电式准直光管来实现。在机械感应部分,本文详细介绍托架体组件、起升部组件、底座部组件的功能特点及设计要求。在保证测量功能的同时,设计出粗细双刀口结合测量的方式,并增加缓冲阻尼结构,以减少刀口的磨损,另外,机械灵敏度也可根据需要进行调节。光电测量部分采用光电准直光管来实现,在了解自准直仪工作原理的基础上,本文对影响自准直测量精度的成像器件、光源和分划板,分别进行比较选择,确定合适的类型。最后,本文详细地说明仪器的装调规范和使用注意事项,通过对整体仪器的误差分析,验证设计满足要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状综述
• 1.3 课题主要研究内容
• 第2章 刚性转子平衡基本理论
• 2.1 转子不平衡的本质
• 2.2 刚性转子的定义
• 2.3 转子平衡概述
• 2.3.1 不平衡量的校正
• 2.4 平衡误差的来源
• 2.5 刚性转子平衡品质的评定
• 2.6 机械平衡标准
• 2.7 本章小结
• 第3章 静平衡测试仪整体方案设计
• 3.1 总体设计要求
• 3.2 总体设计方案
• 3.2.1 基本设计思想
• 3.2.2 机械感应部件设计
• 3.2.3 光电测量部分设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 机械感应部件设计与装调
• 4.1 机械感应部件总体结构
• 4.1.1 托架体组件设计
• 4.1.2 起升部组件
• 4.1.3 底座部组件
• 4.2 机械感应部分的装调
• 4.2.1 托架体组件调整
• 4.2.2 刀承面共面度调整
• 4.2.3 灵敏度调整（即感量调整）
• 4.2.4 仪器调整注意事项
• 4.3 本章小结
• 第5章 光电测量部分原理及选型
• 5.1 光电测量系统结构
• 5.2 自准直系统原理
• 5.2.1 光电检测器件
• 5.2.2 光源
• 5.2.3 分划板
• 5.3 自准直仪选择
• 5.4 自准直仪校准
• 5.5 本章小结
• 第6章 仪器精度分析及使用规程
• 6.1 误差来源
• 6.2 误差分析
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢