專利名稱：一種輕量化航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方位軸承，特別是一種大承載自重比的航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承，可作為承載較大而又要求自重較小的慣性穩(wěn)定平臺、跟蹤平臺等設(shè)備中支載撐荷與產(chǎn)生方位旋轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
航空遙感穩(wěn)定平臺用于機(jī)載對地觀測，其功能是承載成像載荷并隔離外擾動(dòng)和載體角運(yùn)動(dòng)對被穩(wěn)定對象的影響，使成像載荷穩(wěn)定成像。航空的應(yīng)用環(huán)境又對機(jī)載設(shè)備和體積和重量有限制，高精度成像設(shè)備體積和重量都較大，因此需要盡量減小穩(wěn)定平臺尺寸和重量。在滿足精度要求的前提下，穩(wěn)定平臺要有較大的承重自重比，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了難度。機(jī)載對地觀測設(shè)備要實(shí)現(xiàn)對地面目標(biāo)的高精度成像，因此平臺內(nèi)環(huán)做成中空的桶狀，以給載荷預(yù)留觀測視角。這就對方位軸承設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)。要求方位軸承內(nèi)徑較大、質(zhì)量小、 承載大。在相同尺寸下現(xiàn)有軸承的質(zhì)量大，且不易于和穩(wěn)定平臺中框連接。應(yīng)用現(xiàn)有軸承研制的穩(wěn)定平臺具有質(zhì)量大、安裝不便的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種質(zhì)量小、安裝方便、易于加工制造的一種輕量化航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承。本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種輕量化航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承，由軸承底座、承重滾珠、軸承內(nèi)框、軸承內(nèi)框限位壓板、限位滾珠、緊固螺絲組成；所述軸承底座包括軸承底座本體和三個(gè)軸承內(nèi)框限位壓板固定塊，其中三個(gè)軸承內(nèi)框限位壓板固定塊均勻布置在位于軸承底座本體上表面的底座承重滾珠滾道的外側(cè)；所述軸承內(nèi)框包括軸承內(nèi)框本體和限位滾珠滾道，其中限位滾珠滾道分三部分均勻布置在軸承內(nèi)框本體的上表面，限位滾珠滾道的長短可根據(jù)軸承方位角大小確定，在軸承內(nèi)框本體內(nèi)設(shè)有內(nèi)框承重滾珠滾道； 所述軸承內(nèi)框限位壓板由軸承內(nèi)框限位壓板本體、限位滾珠定位槽和緊固螺絲孔構(gòu)成，在軸承內(nèi)框限位壓板本體上分別開有限位滾珠定位槽和緊固螺絲孔；所述軸承底座的底座承重滾珠滾道通過承重滾珠支承軸承內(nèi)框，軸承內(nèi)框通過軸承內(nèi)框承重滾珠滾道和承重滾珠連接到軸承底座的底座承重滾珠滾道上，使軸承內(nèi)框得到支撐并可繞底座承重滾珠滾道中心軸旋轉(zhuǎn)；所述每個(gè)軸承內(nèi)框限位壓板一側(cè)通過限位滾珠與軸承內(nèi)框的限位滾珠滾道相連，限制軸承內(nèi)框向上跳動(dòng)；軸承內(nèi)框限位壓板的另一側(cè)通過緊固螺絲與軸承底座的軸承內(nèi)框限位壓板固定塊固連，使軸承內(nèi)框即有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度又不能上下串動(dòng)。所述限位滾珠放置在限位滾珠滾道與軸承內(nèi)框限位壓板的限位滾珠定位槽間，使軸承內(nèi)框向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到軸承內(nèi)框限位壓板的阻力，而不產(chǎn)生位移；通過調(diào)節(jié)緊固螺絲，使限位滾珠與限位滾珠滾道和限位滾珠定位槽間處于無應(yīng)力狀態(tài)，以減小對方位軸承回轉(zhuǎn)精度的影響。所述緊固螺絲通過軸承內(nèi)框限位壓板的緊固螺絲孔與軸承底座的軸承內(nèi)框限位壓板固定塊固連。所述軸承底座材料根據(jù)實(shí)際需要可以用鋼、鋁或其它合金材料。底座承重滾珠滾道的硬度與承重滾珠的硬度相同，也可略大于承重滾珠的硬度，如需要可做一些特殊處理， 如增加表面涂層等工藝。為保證軸承內(nèi)框限位壓板的強(qiáng)度，其材料宜采用抗彎強(qiáng)度較大的鋼或相應(yīng)的合金材料。限位滾珠定位槽用于限位滾珠定位并使其自由滑動(dòng)。限位滾珠定位槽加工成與限位滾珠相切的凹球面，凹球面表面的硬度與限位滾珠的硬度相同，也可略大于限位滾珠的硬度，如需要可做一些特殊處理，如增加表面涂層等工藝。承重滾珠和限位滾珠選用商用鋼球，其半徑根據(jù)輕量化航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承實(shí)際尺寸確定。本發(fā)明的原理軸承底座安裝到穩(wěn)定平臺的俯仰框上，軸承底座上加工出底座承重滾珠滾道，軸承內(nèi)框下表面加工出內(nèi)框承重滾珠滾道，在承重滾珠滾道內(nèi)均布多個(gè)承重滾珠，用以支承軸承內(nèi)框及固定其上的成像載荷，使軸承內(nèi)框及固定其上的成像載荷可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。為防止軸承內(nèi)框在受到振動(dòng)、沖擊作用下向上串動(dòng)，采用軸承內(nèi)框限位壓板對軸承內(nèi)框進(jìn)行限位。軸承內(nèi)框限位壓板通過緊固螺絲固定到軸承底座的軸承內(nèi)框限位壓板固定塊上。限位滾珠放到限位滾珠滾道與限位滾珠定位槽間，使軸承內(nèi)框向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到軸承內(nèi)框限位壓板的阻力，而不產(chǎn)生位移。通過調(diào)節(jié)緊固螺絲，使限位滾珠與限位滾珠滾道與限位滾珠定位槽間處于無應(yīng)力狀態(tài)，以減小對方位軸承回轉(zhuǎn)精度的影響。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明在結(jié)構(gòu)上比傳統(tǒng)軸承簡單，因此在承載同樣力的情況下，本發(fā)明的軸承質(zhì)量更小。由于該結(jié)構(gòu)采用分體組裝式軸承技術(shù)，使穩(wěn)定平臺設(shè)計(jì)時(shí)更加靈活、方便，且降低了平臺裝配的難度，同時(shí)軸承各部分可單獨(dú)更換，提高了穩(wěn)定平臺的可維護(hù)性。


圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的爆炸視圖；圖2為本發(fā)明軸承底座示意圖；圖3為本發(fā)明軸承內(nèi)框示意圖，其中圖3a為軸承內(nèi)框上表面示意圖，圖北為軸承內(nèi)框下表面示意圖，圖3c為軸承內(nèi)框剖面示意圖。圖4本發(fā)明軸承內(nèi)框限位壓板，其中圖如是軸承內(nèi)框限位壓板的帶邊線上色圖， 圖4b是軸承內(nèi)框限位壓板的線架圖。上述各圖中，1是軸承底座，2是承重滾珠，3是軸承內(nèi)框，4是軸承內(nèi)框限位壓板， 5是限位滾珠，6是緊固螺絲，100是軸承底座本體，101是底座承重滾珠滾道，102是軸承內(nèi)框限位壓板固定塊，300是軸承內(nèi)框本體，301是限位滾珠滾道，302是軸承內(nèi)框承重滾珠滾道，400是軸承內(nèi)框限位壓板本體，401是限位滾珠定位槽，402是緊固螺絲孔。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的輕量化航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承由軸承底座1、承重滾珠2、軸承內(nèi)框3、軸承內(nèi)框限位壓板4、限位滾珠5、緊固螺絲6組成。軸承底座1包括軸承底座本體100、底座承重滾珠滾道101和三個(gè)軸承內(nèi)框限位壓板固定塊102，其中三個(gè)軸承內(nèi)框限位壓板固定塊102均勻布置在軸承底座本體100上表面的底座承重滾珠滾道101外側(cè)；所述軸承內(nèi)框3包括軸承內(nèi)框本體300、限位滾珠滾道301和內(nèi)框承重滾珠滾道302，限位滾珠滾道301分三部分均勻布置在軸承內(nèi)框本體300的上表面，限位滾珠滾道301的長短可根據(jù)軸承方位角大小確定；所述軸承內(nèi)框限位壓板4包括軸承內(nèi)框限位壓板本體400、 限位滾珠定位槽401和緊固螺絲孔402 ；其中軸承底座1的底座承重滾珠滾道101支承軸承內(nèi)框3，軸承內(nèi)框3通過軸承內(nèi)框承重滾珠滾道302和承重滾珠2連接到軸承底座1的底座承重滾珠滾道101上，使軸承內(nèi)框3得到支撐并可繞底座承重滾珠滾道101中心軸旋轉(zhuǎn)。 限位滾珠滾道301分三部分，均布在軸承內(nèi)框3的上表面，其長短可根據(jù)軸承方位角大小確定。為防止軸承內(nèi)框3在受到振動(dòng)、沖擊作用下向上串動(dòng)，采用軸承內(nèi)框限位壓板4對軸承內(nèi)框3進(jìn)行限位。使軸承內(nèi)框3即有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度又不能上下串動(dòng)。緊固螺絲6穿過軸承內(nèi)框限位壓板4上的緊固螺絲孔402，將軸承內(nèi)框限位壓板4固定到軸承內(nèi)框限位壓板固定塊102上。緊固螺絲孔402是通孔，其直徑與緊固螺絲6相對應(yīng)，保證緊固螺絲6通過且間隙量小于1mm。兩緊固螺絲孔402的中心及孔心距分別與限位壓板固定塊102上的兩個(gè)螺紋孔相對應(yīng)，保證緊固螺絲6穿過緊固螺絲孔402后能與軸承內(nèi)框限位壓板固定塊102 上的兩個(gè)螺紋孔連接并固定。限位滾珠定位槽401位于軸承內(nèi)框限位壓板4的下面，并加工成與限位滾珠5相切的凹球面，其徑向尺寸與限位滾珠5相對應(yīng)，用于對限位滾珠5進(jìn)行限位，并帶動(dòng)限位滾珠5在限位滾珠滾道301上運(yùn)動(dòng)。滾珠定位槽401加工成與限位滾珠5 相切的凹球面，凹球面表面的硬度與限位滾珠5的硬度相同，也可略大于限位滾珠的硬度。 限位滾珠5放到限位滾珠滾道301與限位滾珠定位槽401間，使軸承內(nèi)框3向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到軸承內(nèi)框限位壓板4的阻力，而不產(chǎn)生位移。通過調(diào)節(jié)緊固螺絲6，使限位滾珠5與限位滾珠滾道301和限位滾珠定位槽401間處于無應(yīng)力狀態(tài)，以減小對方位軸承回轉(zhuǎn)精度的影響。軸承材料根據(jù)實(shí)際需要可以用鋼、鋁或其它合金材料，加工工藝可根據(jù)鋼珠的硬度，決定是否采用做一些特殊處理，如增加表面涂層等工藝。滾珠滾道與滾珠間要進(jìn)行曲率配合，使?jié)L珠與滾道配合良好。為減小滾珠對滾珠滾道及滾道定位槽的磨損承重滾珠2 采用鋼珠的硬度要等于或略小于底座承重滾珠滾道101和內(nèi)框承重滾珠滾道302材料的硬度，限位滾珠5采用鋼珠的硬度要等于或略小于限位滾珠滾道301和限位滾珠定位槽401 材料的硬度。
權(quán)利要求
1.一種輕量化航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承，由軸承底座(1)、承重滾珠O)、軸承內(nèi)框(3)、軸承內(nèi)框限位壓板0)、限位滾珠(5)、緊固螺絲(6)組成；所述軸承底座⑴包括軸承底座本體(100)和三個(gè)軸承內(nèi)框限位壓板固定塊(102)，其中三個(gè)軸承內(nèi)框限位壓板固定塊(10 均勻布置在位于軸承底座本體(100)上表面的底座承重滾珠滾道(101)的外側(cè)；所述軸承內(nèi)框C3)包括軸承內(nèi)框本體(300)、限位滾珠滾道(301)和內(nèi)框承重滾珠滾道 (302)，其中限位滾珠滾道(301)分三部分均勻布置在軸承內(nèi)框本體(300)的上表面，限位滾珠滾道(301)的長短可根據(jù)軸承方位角大小確定，在軸承內(nèi)框本體(300)下表面設(shè)有內(nèi)框承重滾珠滾道(302)；所述軸承內(nèi)框限位壓板由軸承內(nèi)框限位壓板本體G00)、限位滾珠定位槽(401)和緊固螺絲孔(40 構(gòu)成，在軸承內(nèi)框限位壓板本體(400)上分別開有限位滾珠定位槽(401)和緊固螺絲孔002)；所述軸承底座(1)的底座承重滾珠滾道(101) 通過承重滾珠( 支承軸承內(nèi)框(3)，軸承內(nèi)框C3)通過軸承內(nèi)框承重滾珠滾道(30 和承重滾珠( 連接到軸承底座(1)的底座承重滾珠滾道(101)上，使軸承內(nèi)框C3)得到支撐并可繞底座承重滾珠滾道(101)中心軸旋轉(zhuǎn)；所述每個(gè)軸承內(nèi)框限位壓板(4) 一側(cè)通過限位滾珠(5)與軸承內(nèi)框(3)的限位滾珠滾道(301)相連，限制軸承內(nèi)框(3)向上跳動(dòng)；軸承內(nèi)框限位壓板(4)的另一側(cè)通過緊固螺絲(6)與軸承底座(1)的軸承內(nèi)框限位壓板固定塊 (102)固連，使軸承內(nèi)框(3)即有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度又不能上下串動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量化航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承，其特征在于所述限位滾珠( 放置在限位滾珠滾道(301)與軸承內(nèi)框限位壓板的限位滾珠定位槽 (401)間，使軸承內(nèi)框(3)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到軸承內(nèi)框限位壓板的阻力，而不產(chǎn)生位移； 通過調(diào)節(jié)緊固螺絲(6)，使限位滾珠( 與限位滾珠滾道(301)和限位滾珠定位槽G01)間處于無應(yīng)力狀態(tài)，以減小對方位軸承回轉(zhuǎn)精度的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量化航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承，其特征在于所述緊固螺絲(6)通過軸承內(nèi)框限位壓板(4)的緊固螺絲孔(40 與軸承底座(1)的軸承內(nèi)框限位壓板固定塊(102)固連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量化航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承，其特征在于所述的承重滾珠(2)和限位滾珠(5)采用鋼珠其硬度分別等于或略小于底座承重滾珠滾道 (101)、限位滾珠滾道(301)和內(nèi)框承重滾珠滾道(302)的硬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量化航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承，其特征在于所述限位滾珠定位槽(401)加工成與限位滾珠( 相切的凹球面，凹球面表面的硬度與限位滾珠(5)的硬度相同，也可略大于限位滾珠的硬度。
全文摘要
一種輕量化航空遙感穩(wěn)定平臺用方位軸承，由軸承底座、承重滾珠、軸承內(nèi)框、軸承內(nèi)框限位壓板、限位滾珠、緊固螺絲組成，軸承底座通過承重滾珠支承軸承內(nèi)框，軸承內(nèi)框限位壓板一側(cè)通過緊固螺絲與軸承底座的軸承內(nèi)框限位壓板固定塊連接，另一側(cè)通過限位滾珠與軸承內(nèi)框連接。此軸承采用分裝式設(shè)計(jì)，減小了軸承體積和重量，降低了裝配難度，軸承內(nèi)框即可自由轉(zhuǎn)動(dòng)又可進(jìn)行上下方向限位。本發(fā)明具有體積小、重量輕、加工工藝簡單，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，可作為穩(wěn)定平臺、機(jī)床等機(jī)械設(shè)備中旋轉(zhuǎn)支撐部件。
文檔編號F16C19/12GK102269216SQ201110211360
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者張延順, 房建成, 王媛媛 申請人:北京航空航天大學(xué)