慣導(dǎo)軸承動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

1、慣導(dǎo)軸承作為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的重要組成元件，其摩擦力矩波動(dòng)性和磨損性能直接影響陀螺儀測量的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性，從而影響整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的定位性能。然而，目前有關(guān)慣導(dǎo)軸承的研究主要集中在軸承的剛度、疲勞壽命、保持架動(dòng)態(tài)特性等方面，有關(guān)摩擦磨損方面的研究很少。因此，本文以摩擦力矩和磨損壽命為研究目標(biāo)對慣導(dǎo)軸承的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究具有非常重要的理論價(jià)值。為了研究慣導(dǎo)軸承的動(dòng)態(tài)特性，本文基于滾動(dòng)軸承動(dòng)力學(xué)理論，建立了慣導(dǎo)軸承的動(dòng)力學(xué)微分方程組以及摩擦力矩?cái)?shù)

2、學(xué)計(jì)算模型，采取高級程序設(shè)計(jì)語言 C語言編寫慣導(dǎo)軸承各元件之間的相互作用力子程序，通過預(yù)估-校正的GSTIFF(Gear stiff)變步長積分算法對慣導(dǎo)軸承的動(dòng)力學(xué)微分方程組進(jìn)行求解，并與根據(jù)磨損理論所建立的磨損模型相結(jié)合，完成慣導(dǎo)軸承的摩擦力矩波動(dòng)性和磨損特性分析。
　　本研究以某型號慣導(dǎo)軸承為目標(biāo)，研究了慣導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)、工況參數(shù)以及溝道表面加工質(zhì)量對軸承摩擦與磨損特性的影響，并通過試驗(yàn)對比驗(yàn)證所建立的慣導(dǎo)軸承動(dòng)力學(xué)分析模型

3、的正確性。主要結(jié)論如下：過大和過小的軸向預(yù)緊力都將增加軸承摩擦力矩的波動(dòng)性，軸承的磨損壽命隨軸承預(yù)緊力的增大呈減小的趨勢。因此，針對該型號慣導(dǎo)軸承，建議將軸承的軸向預(yù)緊力控制在7N～8N左右以降低摩擦力矩的幅值及波動(dòng)性，同時(shí)保證軸承的精度壽命；過大的兜孔間隙和過小的引導(dǎo)間隙都將導(dǎo)致軸承總摩擦力矩以及保持架和鋼球之間摩擦力矩的幅值及波動(dòng)性的增加，同時(shí)會(huì)降低軸承的磨損壽命，因此在進(jìn)行該型號慣導(dǎo)軸承設(shè)計(jì)時(shí)，若軸承的工況已確定，可以通過調(diào)整保持

4、架間隙比的方式來降低軸承總摩擦力矩和波動(dòng)性，同時(shí)保證軸承的精度壽命；當(dāng)慣導(dǎo)軸承的溝道波紋度諧波峰值在1×10-9m～1×10-8m之間時(shí)，軸承的磨損壽命隨著溝道波紋度諧波峰值的增大基本上保持不變；當(dāng)軸承的溝道波紋度諧波峰值超過1×10-8m時(shí)，軸承的磨損壽命隨著軸承的溝道波紋度諧波峰值的增大呈現(xiàn)出先增大后減小再增大的趨勢；當(dāng)溝道波紋度諧波峰值為1×10-7m時(shí)，慣導(dǎo)軸承的磨損壽命最大；當(dāng)溝道波紋度諧波峰值為3×10-7m時(shí)，慣導(dǎo)軸承的磨