慣導(dǎo)軸承摩擦特性試驗(yàn)研究.pdf

1、高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱慣導(dǎo)系統(tǒng)）主要應(yīng)用于現(xiàn)代飛行器、航海艦船以及精確制導(dǎo)武器等重要領(lǐng)域。慣導(dǎo)系統(tǒng)中的陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用滾動(dòng)軸承支承，軸承的摩擦特性關(guān)系到運(yùn)載體的姿態(tài)穩(wěn)定和相關(guān)儀表指示精度，需要嚴(yán)格控制。慣導(dǎo)軸承屬于超精密球軸承的一個(gè)分支并隸屬于微型軸承范圍，在尺寸范圍、應(yīng)用環(huán)境、運(yùn)行要求及潤(rùn)滑狀態(tài)等方面均與普通軸承有較大差別，而現(xiàn)有軸承摩擦特性的研究成果多數(shù)基于彈流潤(rùn)滑理論，對(duì)慣導(dǎo)軸承并不適用。目前，對(duì)慣導(dǎo)軸承的摩擦特性還沒有清

2、楚的認(rèn)識(shí)，缺乏可供相關(guān)工程實(shí)踐使用的計(jì)算式，開展這方面試驗(yàn)研究可以為相關(guān)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持和指導(dǎo)，為以后的研究提供方法借鑒。
　　由于目前缺乏可用于慣導(dǎo)軸承摩擦特性研究的試驗(yàn)儀器，因此本文自行研制了一臺(tái)微型軸承摩擦力矩試驗(yàn)機(jī)作為試驗(yàn)平臺(tái)。試驗(yàn)機(jī)的研制分三部分進(jìn)行：首先，在對(duì)現(xiàn)有軸承摩擦力矩測(cè)量?jī)x和測(cè)量方法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上確定了試驗(yàn)機(jī)的總體方案；其次，對(duì)試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械主體結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了獨(dú)立設(shè)計(jì)；最后，為保證試驗(yàn)機(jī)各

3、部分協(xié)調(diào)穩(wěn)定工作，對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了安裝與調(diào)試，完成了試驗(yàn)平臺(tái)的搭建。
　　以慣導(dǎo)系統(tǒng)中某型號(hào)陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸承為研究對(duì)象，利用研制出的試驗(yàn)機(jī)對(duì)軸承在不同轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度和軸向載荷下的摩擦力矩進(jìn)行了測(cè)試。研究結(jié)果表明：1轉(zhuǎn)速對(duì)陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸承摩擦力矩的影響最大，軸承摩擦力矩隨轉(zhuǎn)速呈類似正弦曲線的波動(dòng)變化規(guī)律。2陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸承的摩擦力矩隨軸向載荷的增加而增加，但并非線性關(guān)系，且當(dāng)軸向載荷較小時(shí)軸承摩擦力矩隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)較平穩(wěn)，波動(dòng)

4、變化不明顯。3環(huán)境溫度對(duì)陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸承摩擦力矩有明顯影響。在測(cè)試范圍內(nèi)，當(dāng)軸承 dn值較小時(shí)，摩擦力矩隨環(huán)境溫度升高穩(wěn)步降低；軸承 dn值處于中間范圍時(shí)，摩擦力矩隨環(huán)境溫度升高先快速降低然后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；軸承 dn值較高時(shí)，摩擦力矩隨環(huán)境溫度升高經(jīng)歷從下降到穩(wěn)定再到上升的變化過程。4運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)陀螺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸承的摩擦力矩有一定影響，摩擦力矩在初始運(yùn)行階段有一個(gè)短暫的下降過程，之后達(dá)到穩(wěn)定值。
　　最后，通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的回歸處理