应用于动力调谐陀螺仪的磁力轴承的设计

轴承是 动力调谐 陀螺仪 中的关 键部件 ， 对于陀螺仪 的寿 命 和精度至关重 要 。由于无法 突破传 统机械 滚珠 轴承 的工 艺 难关 ， 即无法降低轴 承 的精度误 差 和提高使 用寿命 ， 故而 大胆地考虑采用先进的磁悬浮技术 ， 用磁 力轴承来 取代传统
的机械轴承。
１ 磁 力轴 承 的原 理 与优 势
ห้องสมุดไป่ตู้
位置测 出后 ， 反馈给控制器处理 ， 输出控制信 号 ， 由功率放大
器转 换成电流或者 电压信号 ， 输 入 电磁 铁 ， 改变 其对转 子 的
吸力 。轴 向磁 力 轴 承 的 原 理 和 径 向 磁 力 轴 承 是 相 同 的 ， 区 别 只是 在 于 电 磁 铁 的 排 布 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２—１ ２—１ ０
中 图分 类 号 ： Ｕ ６ ６ ６ ． １ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ６—０ ７ ０ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ７ ０— ０ ３
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第３ ４卷
第 ２期
四 川 兵 工 学 报
２ ０ １ ３年 ２月
【 机械制造与检测技术】
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ０ ９ ／ ｓ ｅ ｂ ｇ ｘ ｂ ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ２ ２
应 用 于 动 力 调 谐 陀 螺 仪 的磁 力轴 承 的 设 计
段 绍锋 ， 李 强 ， 冯柯 文
（ １ ． 驻重庆地 区军代室 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ３ ９ ； ２ ． 驻 １ ５ ７厂军代 室 ， 重庆 ６ １ １ ９ ３ ０ ）
摘要 ： 针对传统动力调谐 陀螺仪 中的轴承 的问题 ， 采用磁悬 浮轴承 。 根 据 目前 动 力 调 谐 陀 螺 仪 的 结 构 ， 设 计 了磁 悬 浮轴承 ， 为提高动力调谐 陀螺仪精度和寿命提供 了一条新 的思路 。 关键词 ： 动力调谐 陀螺仪 ； 磁悬浮轴承
向轴承承载力为 ４ ０ ０ ０ Ｎ， 后径 向轴承的承载力为 ２ ０ ０ ０ Ｎ， 轴 向轴承 的承载力为 １ ０ ０ ０ Ｎ 。几乎 与机 械轴 承不 相上 下。 相 比传统的机械轴承 ， 磁 力轴 承具有 以下优 点 ：
１ ）磁力轴承无接 触 ， 无 摩擦 ， 因此 完全 消除 了磨 损 ， 可 以极大地提高轴承 的寿命 。对于磁力轴 承而言 ， 它 的寿命主 要决定于控制 电路元件的寿命 ， 这 比机械轴 承 由于应力 疲劳
作者简介 ： 段绍锋 （ １ ９ ８ ８ 一） ， 男， 主要从事惯性导航研究 。
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图 １中是 径 向磁 力 轴 承 的示 意 ， 只 画 了 一 个 方 向 的 电 磁
不 同场合而定 ， 如Ｓ Ｋ Ｆ公司 的磁力轴承铣削主轴部件 的前径
铁， 理论上 ， 电磁铁 的分 布是对称 的。 当磁力轴 承工作 时， 电 磁铁对转 子产 生吸引的磁力 ， 改变其 位置。传感器将 转子 的
图 １ 磁 力 轴 承 工 作 原 理
磁力轴承又称磁悬浮轴承 ， 是利用 电磁铁 将转子悬浮起
来， 并利用传感器 ， 进 行 反 馈 控 制 支 承 装 置 。其 原 理 如 图 １
所示 。
现 在普 通 的 传 感 器 精 度 可 以 达 到 ０ ． ０ １～０ ． ０ ０ １ ｍ ｉ ｌ ｌ ， 因 此， 磁 力 轴 承 的定 位 精 度 至少 可 以达 到 微 米 量 级 。 承 载 力 视
２ ． Ａ ｒ ｍ ｙ Ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｏ ｆ ｆ ｉ ｃ ｅ ｉ ｎ Ｎ ｏ ．１ ５ ７ Ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ， Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ６ １ １ ９ ３ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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