Способ определения моментов относительно оси подвеса двухстепенного гироскопа

 

Изобретение относится к области гироскопических приборов и может быть использовано для исследования двухстепенных гироскопов с шариковыми подшипниками по оси подвеса. Сущность: способ основан на определении суммарных моментов, действующих относительно горизонтальной оси подвеса. При этом гироскоп устанавливают на основание, вибрирующее в направлении вертикали места. Измеряют моменты, действующие относительно оси подвеса при четырех положениях оси ротора, отличных от направления вибрации на 45°. При не менее чем двух значениях виброперегрузки, превышающих единицу, определяют для каждой перегрузки значения суммарного момента. После этого методом наименьших квадратов вычисляют искомую величину. Кроме того, производят измерение моментов в тех же положениях при отсутствии внешней вибрации, а также в четырех иных положениях, расположенных в той же плоскости и смещенных относительно исходных положений на 45°. Технический результат: повышение точности. 1 ил.

Изобретение относится к области гироскопических приборов и может быть использовано для исследования двухстепенных гироскопов с шариковыми подшипниками по оси подвеса. Является усовершенствованием известного способа, описанного в авт. св. №1840626.

В основном изобретении по авт. св. №1840626, МПК G 01 C, описан способ определения моментов относительно оси подвеса двухстепенного гироскопа, основанный на определении суммарных моментов, действующих относительно горизонтальной оси подвеса, отличающийся тем, что устанавливают гироскоп на основание, вибрирующее в направлении вертикали места, измеряют моменты, действующие относительно оси подвеса при четырех положениях оси ротора, отличных от направления вибрации на 45°, и при не менее, чем двух значениях виброперегрузки, превышающих единицу, определяют для каждой перегрузки значения суммарного момента и методом наименьших квадратов вычисляют искомую величину.

Более поздними исследованиями установлено, что скорость ухода гироскопа из-за моментов упругих разбалансировок (из-за неравножесткости) у некоторых типов гироскопов может существенно различаться при работе гироскопа в поле вибрации и в поле линейных перегрузок. (Частные случаи - поле земного тяготения с единичной линейной перегрузкой). Также установлено, что существенных величин достигают скорости ухода из-за огранки беговых дорожек шариковых подшипников по оси подвеса. Известный способ не позволяет измерить скорость ухода из-за неравножесткости и из-за огранки беговых дорожек шариковых подшипников оси подвеса при работе включенного гироскопа в поле линейных перегрузок и также оценить изменение скорости ухода из-за неравножесткости вследствие перемещения гироскопа из поля гармонической вибрации в поле линейных перегрузок.

Цель изобретения - дать более точное представление о величинах моментов из-за неравножесткости гироскопа и огранки беговых дорожек шарикоподшипников подвеса, определить скорость ухода из-за неравножесткости гироскопа в реальных условиях эксплуатации и определить целесообразность доработки конструкции для изменения упругих податливостей гироскопа.

С этой целью после испытаний гироскопа по способу, описанному в авт. св. №1840626, выключают вибрацию и измеряют моменты, действующие относительно оси подвеса при четырех положениях оси ротора, указанных в авт. св. №1840626, и в четырех других положениях, отличающихся от указанных на 45°. По результатам измерений методом наименьших квадратов вычисляют моменты из-за огранки беговых дорожек шарикоподшипников подвеса и моменты из-за неравножесткости гироскопа, работающего в поле линейных перегрузок. Значения моментов из-за неравножесткости для поля гармонической вибрации и поля линейных перегрузок сравнивают и затем определяют требуемую степень изменения податливостей конструкции гироскопа. Определение ухода обусловленной огранкой беговых дорожек шарикоподшипников подвеса проводят по формулам

и

для единичных линейных перегрузок, соответственно, параллельных и перпендикулярных оси ротора. Скорость ухода из-за неравножесткости определяют по формуле

Здесь ω₀, ω₄₅, ω₉₀,...,ω₃₁₅ - скорость ухода из-за моментов, действующих относительно оси подвеса, в положениях гироскопа с угловым положением ротора 0, 45, 90,...,315° соответственно.

Предлагаемый способ проверен на трех двухстепенных гироскопах с кинетическим моментом H=40·10³ г·см·с. Гироскоп устанавливали на основание, вибрирующее с частотой 28 Гц. Ускорение вибрации "n" (эффективное значение) задавали 1,0; 1,5; 2; 2,5; 3,5; 5,2; 6,5. При каждом значении ускорения измеряли скорость ухода ω₄₅, ω₁₃₅, ω₂₂₅, ω₃₁₅ и затем вычисляли скорость ухода из-за неравножесткости. Измерения повторяли при выключенной вибрации с дополнительным измерением скорости ухода ω₀, ω₄₅, ω₉₀, ω₁₃₅, ω₁₈₀, ω₂₂₅, ω₂₇₀, ω₃₁₅ с последующим вычислением скорости ухода d₄ из-за неравножесткости и d ₆, d₇ из-за огранки беговых дорожек шарикоподшипников подвеса. Результаты эксперимента, сведенные на чертеже, показали:

- принимать решение о доработке конструкции гироскопа в целях уменьшения его неравножесткости только по результатам его испытаний в поле земного тяготения не целесообразно, так как в реальных условиях эксплуатации (при нахождении гироскопа в поле вибрации и линейных перегрузок) его характеристики неравножесткости существенно изменяются;

- данную конкретную конструкцию гироскопа для условий эксплуатации можно считать практически равножесткой и не дорабатывать, хотя в поле земного тяготения скорость ухода из-за неравножесткости достигает значимых величин;

- скорость ухода из-за огранки беговых дорожек шарикоподшипников подвеса достигает величин, превышающих допустимые. Необходимо контролировать огранку беговых дорожек шарикоподшипников как при их изготовлении, так и при изготовлении двухстепенных гироскопов на этих подшипниках.

Таким образом, предлагаемый способ не только повышает точность определения скорости ухода, но также, как следствие, обеспечивает информацию для усовершенствования конструкции гироскопов применительно к реальным условиям их эксплуатации и предотвращает ошибочные технические решения в этом направлении.

Формула изобретения

Способ определения моментов относительно оси подвеса двухстепенного гироскопа по а.с. №1840626, отличающийся тем, что с целью повышения точности, производят измерение моментов в тех же положениях при отсутствии внешней вибрации, а также в четырех иных положениях, расположенных в той же плоскости и смещенных относительно исходных положений на 45°.

РИСУНКИ