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1、2011年3月潤(rùn)滑與密封Mar.20l】第36卷第3期LUBRICAT10NENGINEERINGV0l_36No.3DOI:10.3969/j.issn.0254—0150.2011.03.001狹縫和氣膜尺寸對(duì)氣浮陀螺儀渦流力矩的影響梁迎春劉晶石孫雅洲盧禮華(哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院黑龍江哈爾濱150001)摘要:為提高氣浮陀螺儀漂移精度,采用有限元方法,研究狹縫寬度和浮子軸頸氣膜厚度對(duì)氣浮陀螺儀承載力、剛度以及渦流力矩的影響。結(jié)果表明,節(jié)流狹縫寬度和氣膜厚度對(duì)氣浮軸承承載力、剛度和渦流力矩等特性影響顯著。在狹縫寬度為5~15
2、“m和氣膜厚度為10~30tzm的區(qū)間內(nèi),通過分析兩者的數(shù)值對(duì)氣浮陀螺儀剛度和渦流力矩的影響,得到狹縫寬度和氣膜厚度的合理匹配關(guān)系。并考慮加工難易程度以及制造誤差對(duì)渦流力矩的影響,得出合理的數(shù)值匹配,即狹縫寬度為7~8Ixm和軸頸氣膜厚度為l5~18n。關(guān)鍵詞:氣浮陀螺儀;狹縫寬度;氣膜厚度;相容性變換;渦流力矩中圖分類號(hào):TH133.36文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0254一O150(2011)3一O0l一5EffectsofSlitWidthandFilmThicknessonVortexTorqueofAirSupportedGy
3、roscopeLiangYingchunLiuJinflshiSunYazhouLuLihua(SchoolofMechatronicsEngineering,HarbinInstituteofTechnology,HarbinHeilongjiang150001,China)Abstract:Inordertoimprovethedriftprecisionofairsupportedgyroscope,theeffectsofslitwidthandjournalfilmthicknessonload—carryingcapac
4、ity,stiffnessandvortextorqueofairsupportedgyroscopewerestudiedbyusingfiniteele—mentmethod.Resultshowsthatslitwidthandjournalfilmthicknesshaveobviouseffectonload—carryingcapacity,stiffnessandvortextorqueofairsupportedgyroscope.Whenslitwidthisbetween5~15LLmandjournalfilm
5、thicknessisbetween10~30m,therelationbetweenslitwidthandfilmthicknessisobtainedbyanalyzingtheireffectsonstiffnessandvortextorqueofairsupportedgyroscope.Consideringtheeffectsofmanufacturingerrorsonvo~extorque,reasonableslitwidthandfilmthicknesswasselectedasthatslitwidthi
6、s7~8Ixmandfilmthicknessis15~18m.Keywords:airsupportedgyroscope;slitwidth;filmthickness;consistencytransformation;vo~extorque氣浮陀螺儀是超精密慣性儀表。它的精度在很大等和劉晶石等~采用有限元方法研究了制造誤程度上決定了慣性導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)的精度,氣浮陀差對(duì)狹縫節(jié)流氣體靜壓軸頸一止推串接型軸承渦流力螺儀在工作過程中受到振動(dòng)、沖擊等復(fù)雜環(huán)境的影矩的影響,在渦流力矩研究領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展,響,因此有效地提高氣浮陀螺儀
7、漂移精度成為其研制而狹縫寬度和浮子軸頸氣膜厚度(簡(jiǎn)稱氣膜厚度)的關(guān)鍵。渦流力矩是軸承在零速狀態(tài)下由于流經(jīng)節(jié)流對(duì)渦流力矩的影響并沒有研究。本文作者在前人和先狹縫的氣流不均勻,從而在軸頸圓周上造成切向分流期研究工作的基礎(chǔ)上,結(jié)合氣浮陀螺儀制造誤差,研而形成的自旋力矩。它是衡量靜壓流體軸承的一個(gè)究了狹縫寬度和氣膜厚度對(duì)渦流力矩的影響,從而指重要指標(biāo)。,是影響氣浮陀螺儀漂移精度的主要干擾導(dǎo)氣浮軸承設(shè)計(jì)制造。力矩。引起渦流力矩的因素很多,概括地說,凡是引1理論推導(dǎo)起氣流在間隙中切向不對(duì)稱流動(dòng)的加工誤差與結(jié)構(gòu)因1.1相容性變換素都是產(chǎn)生渦流力矩
8、的直接原因。實(shí)際中,影響空氣研究的氣浮陀螺儀半側(cè)結(jié)構(gòu)如圖1所示,圖中主軸承渦流力矩的主要因素是空氣軸承的制造誤差,包要符號(hào)說明如表1所示。節(jié)流狹縫和止推部分氣膜為括軸頸圓柱度誤差和窄縫制造、裝配誤差j。杜建軍圓環(huán)形,而軸頸部分氣膜為圓