Упругий подвес динамически настраиваемого гироскопа

 

Использование: в области гироскопического приборостроения с достижением повышения точности гироскопа путем уменьшения смещения центров масс кардановых колец и уменьшения динамической нагрузки на упругие элементы. Сущность: упругий подвес содержит диск с центральным отверстием, в котором выполнены три концентрические щели малого, среднего и большого диаметров соответственно с перемычками. 3 ил.

Изобретение относится к гироскопическому приборостроению и предназначено для улучшения эксплуатационных характеристик прецессионных динамически настраиваемых гироскопов (ДНГ), которые находят широкое применение в авиационной и космической технике.

Известен упругий подвес динамически настраиваемого гироскопа, содержащий выполненные из единой заготовки в виде диска втулки маховика и вала, упругие элементы и два кардановых кольца, упругие перемычки, между которыми образуют секторные щели, а упругие элементы размещены в концентрических щелях между кардановыми кольцами и втулками.

Каждое карданово кольцо описанной выше конструкции подвеса состоит из чередующихся цилиндрических секторов большого и малого диаметров, связанных между собой в зонах перехода одного кольца в другое перемычками, причем эти перемычки смещены относительно экваториальной плоскости диска, в которой расположены оси упругих элементов подвеса. Указанное смещенное относительно упругих элементов, расположение перемычки кардановых колец является существенных недостатком конструкции прототипа. При вращении подвеса под действием сил инерции кардановы кольца раскрываются относительно жестких перемычек, что, во-первых, приводит к относительному перемещению центров масс колец, а, во-вторых, к созданию напряжений в упругих элементах. Относительное смещение центров масс колец при наличии линейной вибрации в направлении, перпендикулярном оси приводного вала с удвоенной частотой его вращения вызывает уход ДНГ, а динамическая нагрузка на упругие элементы снижает перегрузочную способность гироскопа и ресурс его работы.

Целью настоящего изобретения является повышение точности гироскопа путем уменьшения смещения центров масс кардановых колец и динамической нагрузки на упругие элементы.

Цель достигается тем, что каждая упругая перемычка образована двумя одинаковыми радиальными секторными отверстиями, расположенными симметрично относительно экваториальной плоскости, и двумя радиальными прорезями, каждая в соответствующем кардановом кольце.

При таком расположении радиальных отверстий и прорезей цилиндрические секторы одного из кардановых колец предлагаемого устройства связаны друг с другом в узле развязки колец одной перемычкой, симметричной относительно экваториальной плоскости подвеса, а секторы другого карданова кольца двумя перемычками, расположенными симметрично относительно экваториальной плоскости подвеса. Благодаря симметричному расположению относительно этой плоскости упругих элементов подвеса кардановых колец и перемычек, соединяющих секторы колец в узле их развязки, при вращении приводного вала раскрытие колец в предлагаемом устройстве, во-первых, не приводит к смещению их центров масс и, во-вторых, не вызывает практически дополнительных напряжений в упругих элементах подвеса, поскольку основная часть динамической нагрузки воспринимается перемычками, линейная податливость которых значительно (на несколько порядков) меньше податливости упругих элементов.

На фиг. 1 изображен упругий подвес ДНГ с двумя кардановыми кольцами, вид со стороны оси приводного вала; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 то же, в изометрии.

Упругий подвес содержит центральное отверстие 1, концентрические щели 2-4 малого, среднего и большого диаметров соответственно, деталь 5 приводного вала (втулку), втулку 6 (маховик гироскопа или деталь маховика), кардановы кольца 7, 8, упругие элементы 9, перемычки 10 между секторными участками щели 3, радиальные отверстия 11, пазы 12, прорезь 13, перемычку 14 в кардановом кольце 7, перемычки 15 в кардановом кольце 8, технологическое отверстие 16.

Упругий подвес ДНГ представляет собой диск с центральным отверстием 1, имеющий три концентрические щели 2-4 малого, среднего и большого диаметров соответственно. Часть диска между центральным отверстием 1 и щелью 2 малого диаметра представляет собой втулку 5 деталь приводного вала, часть диска между его ободом и щелью 4 представляет собой втулку 6 маховик гироскопа или деталь маховика, часть диска между щелями 2 и 4 кардановы кольца 7, 8. Каждая из щелей 2-4 имеет по четыре симметрично расположенные перемычки. Эти перемычки в щелях 2 и 4 выполнены в виде упругих элементов 9, соединяющих кардановы кольца 7 и 8 с втулками 5 и 6. Концентрическая щель 3 отделяет кардановы кольца 7 и 8 друг от друга в радиальном направлении. Прерывающие эту щель перемычки 10, расположенные под углом 45^о по отношению к осям I-I и II-II подвеса, обеспечивают неразрывность каждого из колец 7 и 8 в узле их развязки. Узел развязки колец имеет два симметрично расположенные относительно экваториальной плоскости В-В подвеса радиальные отверстия 11, проходящие от щели 4 до щели 2 через перемычку 10 и соединяющие между собой примыкающие к этой перемычке секторные участки щели 3. Эти секторные участки, кроме того, соединяются с отверстиями 11 пазами 12, каждый из которых расположен между отверстием 11 и торцовой поверхностью карданова кольца и между щелью 3 и одной из щелей 2 или 4. Радиальные отверстия 11 соединены между собой двумя прорезями 13, причем первая из этих прорезей соединяет один из секторных участков щели 3 с щелью 4 (эту прорезь видно на фиг. 2 и 3), а вторая другой секторный участок щели 3 с щелью 2 (вторая прорезь обозначена на фиг. 2 пунктирной линией). Цилиндрические секторы карданова кольца 7 связаны друг с другом в узле развязки колец, показанном на фиг. 2 и 3, одной перемычкой 14, симметричной относительно экваториальной плоскости В-В подвеса, а цилиндрические секторы карданова кольца 8 двумя перемычками 15, расположенными симметрично относительно плоскости В-В. Для обеспечения доступа инструмента при выполнении в узлах развязки кардановых колец отверстий 11 и прорезей 13 во втулке 6 имеется четыре технологических отверстия 16.

Благодаря симметричному расположению относительно экваториальной плоскости В-В упругих элементов 9, кардановых колец 7 и 8, перемычек 14 и 15 при вращении гироскопа раскрытие колец в предлагаемом устройстве не приводит к смещению их центров масс и не вызывает дополнительных напряжений в упругих элементах 9, поскольку основная часть динамической нагрузки воспринимается перемычками 14 и 15, линейная податливость которых на несколько порядков меньше податливости элементов 9. В этом и заключается положительный эффект изобретения.

Формула изобретения

УПРУГИЙ ПОДВЕС ДИНАМИЧЕСКИ НАСТРАИВАЕМОГО ГИРОСКОПА, содержащий выполненные из единой заготовки в виде диска втулки, маховика и вала упругие элементы и два карданова кольца, упругие перемычки между которыми образуют секторные щели, а упругие элементы размещены в концентрических щелях между кардановыми кольцами и втулками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности гироскопа путем уменьшения смещения центров масс кардановых колец и уменьшения динамической нагрузки на упругие элементы, каждая упругая перемычка образована двумя одинаковыми радиальными секторными отверстиями, расположенными симметрично относительно экваториальной плоскости, и двумя радиальными прорезями, каждая в соответствующем кардановом кольце.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3