Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 592 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 685 686 687 688 689 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
8. ОПОРЫ ГИРОСКОПИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВРазвитие современного машино- и приборостроения, в частности гироскопии, определило высокие требования к точности работы устройств и систем, их надежности и сроку службы. Выполнение этих требований возможно при создании прецизионных и долговечных подшипниковых узлов. В гироскопических устройствах и системах применяют: 1) обычные механические опоры с улучшенными характеристиками (шарикоподшипниковые, опоры на камнях, торсионные и др.); 2) опоры новых типов для подвеса чувствительного элемента. Опоры первого типа широко известны и применяются в большинстве гироскопических приборов. Это прежде всего поплавковые подвесы (рис. XV.29), в которых для уменьшения давления чувствительного элемента на опору используется выталкивающая сила жидкости; «сухие» гироскопические приборы с применением трехколечных шарикоподшипниковых опор с принудительной раскачкой (или вращением) промежуточных колец (рис. XV.30), а также прецизионные шарикоподшипники. Подвесы новейших типов наиболее широко используются при разработке электростатических и электромагнитных, криогенных и газовых гироскопов. Основными эксплуатационными характеристиками этих устройств являются центрирующая сила и жесткость подвеса. Магнитные подвесы (рис. XV.29) применяются, в частности, для точного центрирования поплавкового гироузла в корпусе прибора Принцип работы подвеса основан на использовании отталкивающего действия электромагнитных сил, создаваемых индукционными устройствами типа «микросин». В электростатических гироскопах (рис. XV.31) для подвеса сферического ротора гироскопа используется отталкивающее действие электростатических сил, возникающих между двумя электродами, на которые подают высокое напряжение.
Рис. XV.29. Принципиальная схема поплавкового прибора с магнитным подвесом: 1 — корпус; 2 — поплавок; 3 — микросин; 4 — жидкость
Рис. XV.30. Подшипник с промежуточными кольцами: 1 — внутреннее кольцо; 2 — промежуточное; 3 — наружное Проектирование гироскопов с электростатическим подвесом ротора, требует решения ряда специфических задач: обеспечения высокого вакуума для получения большей напряженности поля между электродами; изготовления сферического чувствительного элемента с высокой степенью точности и др.
Рис. XV.31. Схемы электростатического подвеса: а — принципиальная схема; б — кинематическая: 1 — коррпус; 2 — ротор; 3 — электроды конденсатора; 4 — оптический датчик
Рис. XV. 32. Характеристики резонансного контура В настоящее время известно несколько технических реализаций электростатического подвеса с внутренней и внешней обратной связью, с питанием от источника постоянного и переменного тока и т. д. Как правило, эти гироскопы нуждаются в специальной настройке электрического контура для обеспечения условий работы подвеса на резонансном участке кривой, характеризующей изменение поддерживающей силы в зависимости от изменения расстояния между электродами (рис. XV.31 и XV.32). В криогенных гироскопах для подвеса ротора используется явление сверхпроводимости.
Рис. XV.33. Типы газовых подшипников: а — газодинамический; б — газостатический; в — вибронесущий с пьезоэлектрическим вибратором; г — вибронесущий с электромагнитным вибратором: Р — сила давления; Известно, что при понижении температуры ниже определенного уровня, характеризующегося критической температурой, электрическое сопротивление ряда металлов, сплавов и механических соединений резко падает (практически до нуля). Если этот проводник замкнут, то наведенный в нем ток продолжает циркулировать, не затухая в течение длительного промежутка времени. В настоящее время известны 24 элемента, способные становиться сверхпроводниками, и большое количество (более 400) сверхпроводящих сплавов и химических соединений, причем у сплавов один из компонентов может и не быть сверхпроводником, а у химических соединений часто ни один из компонентов не является сверхпроводником. Известно, что силовые линии магнитного поля выталкиваются из материала, находящегося в сверхпроводящем состоянии. Этот эффект и используется для создания подвеса. Материал ротора должен обладать высоким значением напряженности критического поля и не иметь тенденции к захватыванию магнитного потока. В настоящее время считается, что в наибольшей степени этим требованиям удовлетворяет чистый ниобий, из которого в основном изготовляют роторы. Перспективным направлением, безусловно, является разработка газовых подшипников, используемых в различных областях техники. Благодаря применению этих подшипников исключается возможность износа в высокоскоростных опорах ротора гироскопа. Существующие типы газовых подшипников по принципу действия подразделяются на три группы: газодинамические, газостатические и вибронесущие со сдавливанием пленки газа (рис. XV.33). Газодинамическим называется подшипник, в котором несущий газовый слой образуется вследствие относительного тангенциального движения поверхностей шипа и подшипника. В газостатическом подшипнике несущий газовый слой образуется в результате подачи газа под избыточным давлением от внешнего источника в подшипниковый зазор. Вибронесущим называется подшипник, в котором несущий газовый слой образуется вследствие относительного движения шипа по нормали к поверхности. Вибронесущие подшипники подразделяются на подшипники с пьезоэлектрическим и электромагнитным вибраторами. Пьезоэлектрический вибратор предназначен для возбуждения осесимметричных синфазных высокочастотных колебаний частотой до Электромагнитный вибратор возбуждает плоские низкочастотные колебания частотой от 100 до 1000 Гц. Перечисленные типы газовых подшипников отличаются по удельной несущей способности, максимальной и минимальной рабочим скоростям, автономности и стоимости изготовления. Характеристики основных типов газовых подшипников приведены в табл. XV.5. При наличии внешнего источника газа под давлением и возможности подачи газа в подшипник наибольшей несущей способностью и жесткостью обладают газостатические подшипники. Применение наддува заметно повышает надежность и расширяет рабочий диапазон скоростей ротора. Наиболее совершенные конструкции газостатических подшипников обеспечивают устойчивую работу при минимальном давлении наддува Основным преимуществом газодинамических подшипников является их автономность, исключающая применение вспомогательных агрегатов. Вместе с тем высокие требования к стабильности и износостойкости материалов, чувствительность к внешним возмущениям и относительно узкий диапазон устойчивости работы ограничивают применение этих подшипников. Серьезным недостатком газодинамических подшипников является большой момент трогания вследствие сухого трения и износ деталей при разгоне и остановке. В вибронесущем подшипнике несущая способность образуется вследствие периодического изменения толщины слоя газа и происходящего при этом повышения давления (вибронесущий эффект). Наличие вращения не является необходимым условием возникновения несущей способности, поэтому вибронесущий подшипник можно рассматривать как газостатический с самонаддувом. С другой стороны, вибронесущий подшипник фактически обладает автономностью в машинах и приборах, имеющих электропитание. Таблица XV. 5 (см. скан) Характеристики основных типов газовых подшипников Объединив в себе преимущества газостатического (несущая способность при отсутствии вращения) и газодинамического (автономность работы), вибронесущий подшипник дает возможность расширить применение газовой смазки на случай, когда наддув невозможен, а скорость вращения недостаточна для создания необходимого гидродинамического давления. ЛИТЕРАТУРА(см. скан) (см. скан)
|
1 |
Оглавление
|