CN206117402U - 一种大尺寸低惯量连续旋转的中空轴系 - Google Patents

Abstract

一种大尺寸低惯量连续旋转的中空轴系，包括中空主轴、壳体，所述壳体内一端设有电机定子，电机定子内设有永磁体，永磁体连接中空主轴，电机定子一端连接右外罩；所述壳体内另一端设有角接触球轴承对，角接触球轴承对连接中空主轴，角接触球轴承对一端设有锁紧螺母、轴承端盖，轴承端盖外侧设有左外罩。力矩电机转子与中空主轴合为一体，以减小轴系旋转部分（X轴方向）转动惯量，中空主轴为两个端面放置用户负载，采用这种布局可减轻整个轴系的重量，进一步减小Y轴方向的转动惯量，同时又保证了中空轴系的旋转精度，壳体的外表面焊接有上法兰和下法兰，用于与Y向主轴联接，实现整体绕Y轴转动的功能。

Description

一种大尺寸低惯量连续旋转的中空轴系

技术领域

本实用新型涉及一种大尺寸低惯量连续旋转的中空轴系。

背景技术

在惯性导航测试设备的研制过程中，高精度大尺寸中空轴系的研制是实现整套设备技术要求的关键。该类轴系的研制难点主要有两方面因素：

1.提高轴系精度，降低轴系倾角回转误差；这就要提高中空主轴和壳体的刚性，因此就导致整个轴系重量增加；

2.作为测试设备的内环轴系，尽可能的减小自身的重量和转动惯量是研制过程中要遵守的原则，尤其是要降低Y向的转动惯量I_y；这样做有利于降低后续设计的难度，同时也可节约生产成本；因此如何将上述两点都兼顾起来就变的尤为重要了。

现有带限位中空轴系无刷电机定子和转子分别为独立的部件，电机转子需要通过螺钉或胀套的形式与主轴固联，采用这种布局会增加整个轴系径向的径向尺寸，并增加转轴的转动惯量，增加了轴系频响指标实现的成本；另一方面，径向尺寸增加还会导致外部壳体尺寸增大，从而增加整个组件的重量和转动惯量，同样会增加轴系频响指标实现的成本和设计难度。

实用新型内容

本实用新型其目的就在于提供一种大尺寸低惯量连续旋转的中空轴系，力矩电机转子与中空主轴合为一体，以减小轴系旋转部分（X轴方向）转动惯量，中空主轴为两个端面放置用户负载，采用这种布局可减轻整个轴系的重量，进一步减小Y轴方向的转动惯量，同时又保证了中空轴系的旋转精度，壳体的外表面焊接有上法兰和下法兰，用于与Y向主轴联接，实现整体绕Y轴转动的功能，可应用于航空航天、仪器仪表和惯性导航测试设备的标定和研制。

实现上述目的而采取的技术方案，包括中空主轴、壳体，所述壳体内一端设有电机定子，电机定子内设有永磁体，永磁体连接中空主轴，电机定子一端连接右外罩；所述壳体内另一端设有角接触球轴承对，角接触球轴承对连接中空主轴，角接触球轴承对一端设有锁紧螺母、轴承端盖，轴承端盖外侧设有左外罩。

有益效果

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。

1，将中空主轴和力矩电机的转子合为一体，在中空主轴外径的固定位置上开槽并嵌入永磁体，构成力矩电机转子的功能；

2．力矩电机的定子外壳采用硬铝合金，固定硅钢片和线圈部分，同时也是其他元器件安装的支撑部分；

3．将一对角接触球轴承分别布置在力矩电机的另一端，通过轴承端盖和锁紧螺母分别压紧角接触球轴承外圈和内圈，以便提高轴系的精度和刚度；

4．在壳体的外圆部分焊接有两个法兰，通过螺钉与外环轴系相互连接，实现整个中空轴系组件绕Y轴转动。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为本装置结构剖面示意图；

图2为本装置结构立体示意图；

图3为本装置结构中立体示意图。

具体实施方式

本装置包括中空主轴4、壳体5，如图1所示，所述壳体5内一端设有电机定子2，电机定子2内设有永磁体3，永磁体3连接中空主轴4，电机定子2一端连接右外罩1；所述壳体5内另一端设有角接触球轴承对6，角接触球轴承对6连接中空主轴4，角接触球轴承对6一端设有锁紧螺母7、轴承端盖8，轴承端盖8外侧设有左外罩9。

所述电机定子2与壳体5间隙配合，并用螺钉在法兰处固定，电机定子2的外壳以及法兰部分采用硬铝合金，以减轻电机组件的重量。

所述壳体5外表面焊接有上法兰10和下法兰11，用于联接Y向轴系主轴，实现绕Y轴旋转；用螺钉将用户负载固定在中空主轴4的内部，直径的大小和中空主轴4的长度可根据负载大小和轴系精度稍作调整，如图2所示。

实施例

一种大尺寸低惯量连续旋转中空轴系，如图1所示，包括：右外罩1、电机定子2、永磁体3、中空主轴4、壳体5、角接触球轴承对6、锁紧螺母7、轴承端盖8、左外罩9共同组成一个连续旋转轴系组件。

壳体5内部固定电机定子2和角接触球轴承对6，并用轴承端盖8压紧轴承外圈；角接触球轴承对6内圈套在中空主轴4左端，并用锁紧螺母7压紧轴承内圈，共同组成中空轴系。

中空主轴4右端外表面加工出大小相等的沟槽，并在沟槽内镶嵌相应大小及数量的永磁体3，构成无刷力矩电机的转子部分，驱动中空主轴4旋转，中空主轴4的另外一端放置在角接触球轴承对6。

电机定子2与壳体5间隙配合，并用螺钉在电机定子法兰处固定，电机定子2的外壳以及电机定子法兰部分采用硬铝合金，以减轻电机组件的重量，如图3所示。

左外罩9和右外罩1分别用螺钉固定在壳体5上，以保护各种传感器和支撑配重块。

轴承端盖8、左外罩9之间的空间可安装角度编码器，以实时测量轴系转动的角度值；在右外罩1和中空主轴4之间的空间内，可安装导电滑环，以传输被测传感器的测试信号。

壳体5外表面焊接有上法兰10和下法兰11，如图2所示，用于联接Y向轴系主轴，实现绕Y轴旋转；用螺钉将用户负载固定在中空主轴4的内部，直径的大小和中空主轴4的长度可根据负载大小和轴系精度稍作调整。

Claims (3)

1.一种大尺寸低惯量连续旋转的中空轴系，包括中空主轴（4）、壳体（5），其特征在于，所述壳体（5）内一端设有电机定子（2），电机定子（2）内设有永磁体（3），永磁体（3）连接中空主轴（4），电机定子（2）一端连接右外罩（1）；所述壳体（5）内另一端设有角接触球轴承对（6），角接触球轴承对（6）连接中空主轴（4），角接触球轴承对（6）一端设有锁紧螺母（7）、轴承端盖（8），轴承端盖（8）外侧设有左外罩（9）。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸低惯量连续旋转的中空轴系, 其特征在于，所述电机定子（2）与壳体（5）间隙配合，并用螺钉在法兰处固定，电机定子（2）的外壳以及法兰部分采用硬铝合金，以减轻电机组件的重量。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸低惯量连续旋转的中空轴系, 其特征在于，所述壳体（5）外表面焊接有上法兰（10）和下法兰（11），用于联接Y向轴系主轴，实现绕Y轴旋转；用螺钉将用户负载固定在中空主轴（4）的内部。