Технология МАЛОГАБАРИТНЫХ ГИРОМОТОРОВ

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ ГИРОМОТОРОВ

Точность, чувствительность и долговечность гироскопических приборов в основном зависят от конструкции гиромотора, точности изготовления его деталей и узлов, качества главных опор и вели­чины кинетического момента /й его ротора.

Рассмотрим некоторые конструкции малогабаритных гиромо­торов с электрическим приводом.

Электрические гиромоторы, работающие на постоянном и пе­ременном токе, представляют собой электродвигатели обращен­ного типа. У таких гиромоторов статор расположен внутри ротора, что дает увеличение момента инерции ротора, а следовательно, и его кинетического момента, от которого зависит, как указано выше, скорость прецессии гироскопа. Увеличение момента инерции ро­тора можно достичь увеличением его массы и распределением ее по возможности дальше от оси вращения. Возможности увеличения числа оборотов ротора ограничены долговечностью шарикопод­шипников главных опор, т. е. сроком их надежной работы в часах. Для сохранения стабильности показаний гироскопа необходимо постоянство кинетического момента ротора, что может быть обе­спечено только при постоянном числе оборотов ротора гиромотора. Поэтому при выборе гиромотора к нему предъявляются, в первую очередь, требования сохранения постоянства угловой скорости, независимо от нагрузки. Такими жесткими механическими харак­теристиками, достаточными для практического использования в ги - ромоторах, обладают электродвигатели постоянного тока с парал­лельным возбуждением и асинхронные двигатели переменного тока.

Гиромоторы постоянного тока (рис. 3) удобны в эксплуатации при наличии сети постоянного тока, так как их можно включать непосредственно в сеть и у них имеется только два токопровода. Существенными недостатками гиромоторов постоянного тока яв­ляются наличие коллектора, усложняющего его конструкцию, сравнительно быстрый износ коллектора и щеток, а также искрение скользящего контакта, вызывающее радиопомехи, поэтому гиро - моторы постоянного тока не нашли широкого применения в гиро­скопических приборах.

Широкое распространение получили электрогиромоторы пере­менного тока, представляющие собой трехфазный двухполюсный асинхронный электродвигатель, ротор которого с короткозамкнутой обмоткой и является ротором гироскопа, а статор с трехфазной

Обмоткой располагается внутри ротора и крепится к крышке ги - рЬкамеры. Последняя крепится к корпусу гирокамеры, выполняю­щей одновременно функции внутреннего кольца карданова подвеса гироскопа. Статорная обмотка питается от специальных преобразо­вателей трехфазного тока повышенной частоты около 350—1000 гц, обеспечивая необходимые обороты, а следовательно, и необходимый кинетический момент ротора гиромотора.

На рис. 4 изображены некоторые конструкции малогабаритных электрогиромоторов переменного тока, применяемых в современ­ных гироскопических приборах. Как видно из рисунка, ьсе

Рис. 4. Гиромоторы переменного тока: а — с креплением крышки винтами; б — с креплением крышки внутренней резьбой; в — с че - чевицеобразным ротором и креплением крышки винтами

Гиромоторы имеют ротор 1, расположенный в гирокамере и состоящий из маховика 2, с запрессованным внутри пакетом магнитопровода 3, в пазы которого залита короткозамкнутая обмотка 4. На шейках оси ротора насажены шарикоподшипники 5. Внутреннее кольцо шарикоподшипника напрессовывается на шейки оси ротора с уси­лием, обеспечивающим прессовую посадку без деформации кольца, и дополнительно крепится гайкой 6.

Ротор своими шарикоподшипниками, называемыми подшипни­ками главных опор гироскопа, монтируется в гирокамере с одной стороны в отверстие корпуса 9 и с другой — в отверстие крышки 7. Крышка с корпусом гирокамеры соединяется при помощи винтов (рис. 4, а и 4, в), располагаемых по ободу корпуса, или с целью уменьшения размеров гирокамеры производится резьбовое соеди­нение (рис. 4, б).

В некоторых конструкциях гиромоторов гирокамера состоит из двух крышек и обода. Обод представляет кольцо шириной, равной длине маховика ротора, с отверстием, обеспечивающим свободное вращение ротора. К ободу, служащему внутренним кольцом кар­данового подвеса, с наружной стороны крепятся специальные цапфы 11. Крышки гирокамеры к ободу крепятся крепежными винтами, ввертываемыми непосредственно в обод кольца гирокамеры.

Для охлаждения обмоток гиромоторов на корпусе и на крышках гирокамер имеются специальные вентиляционные отверстия.

К крышке крепится пакет статора 12 с обмотками 8, который входит наружным своим диаметром в расточку пакета ротора со строго равномерным по всей окружности воздушным зазором. С наружной стороны в отверстия корпуса и крышки под шарико­подшипники главных опор в резьбовую часть их ввертываются специальные подшипниковые крышки 10, фиксирующие положение шарикоподшипников, а тем самым и ротор в гирокамере; при ма - гнетных шарикоподшипниках, кроме фиксации, устраняют осевой зазор и создают путем затяжки необходимый натяг шарикоподшип­ников. Натяг после нескольких часов работы уменьшается за счет приработки трущихся поверхностей. При дальнейшей работе на­тяг, или осевой зазор, изменяется незначительно и может считаться постоянным.

Как было рассмотрено выше, осевой зазор в главных опорах, вызывающий смещение центра тяжести гироскопа, обусловливает прецессионное движение. Для устранения осевого зазора и предо­хранения от возможного заклинивания при температурном расши­рении деталей опор в некоторых конструкциях предусматривают специальные пружинные температурные компенсаторы. При при­менении магнетных шарикоподшипников считают возможным не ставить компенсаторов, полагая, что линейное расширение оси и других деталей подшипникового узла вызовет лишь уменьшение осевого зазора и приведет к увеличению момента трения.

Шарикоподшипники гиромоторов работают с большими ско­ростями вращения, достигающими 30 ООО об/мин и более, Важное

Значение для их долговечности и антикоррозионной стойкости при­обретает качество и дозировка смазки. Для нормальной работы шарикоподшипников достаточно очень тонкого масляного слоя, чтобы качение шариков по беговым дорожкам и трение о сепаратор происходили в условиях режима жидкостного трения. Поэтому шарикоподшипники при работе должны быть всегда смазаны, а при окончательной сборке в них должно быть заложено строго определенное количество смазки. Кроме того, в расточку подшип­никовой крышки 10 должна быть заложена запасная смазка, которая, испаряясь, обволакивает масляным туманом все детали шарикоподшипников. В некоторых конструкциях гиромоторов пополнение смазки при работе обеспечивается закладкой в гнездо фитиля или фетровой шайбы, пропитанной жидкой смазкой. Су­ществуют конструкции, в которых смазка пополняется через спе­циальные воронки, предусмотренные в подшипниковых крышках.