Главная > Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления. Книга 3. Исполнительные устройства и сервомеханизмы
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
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 УСТРОЙСТВ

Развитие 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 — ток; — напряжение на конденсаторе — сила)

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; — эксцентриситет; — закон колебания шипа; — смещение; — минимальный зазор; — радиус шипа; — закон колебания шипа; 0 — текущая координата, — горизонтальная составляющая силы; — радиус опоры

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
email@scask.ru