專利名稱：軸承加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高精度儀器轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的軸承，具體是指一種軸承的加載裝置。
技術(shù)背景隨著我國(guó)空間技術(shù)的發(fā)展，對(duì)衛(wèi)星及星上有效載荷的可靠性及壽命提出了更為苛刻的要求。轉(zhuǎn)動(dòng)部件是星上重要部件之一，如空間遙感儀器中的掃描機(jī)構(gòu)和調(diào)制轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、輻冷器的解鎖裝置、定標(biāo)器的切換、地球敏感器的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、太陽(yáng)帆板轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等等。由于其無(wú)法備份和更換，因此，轉(zhuǎn)動(dòng)部件的可靠性和壽命直接影響整星和星上有效載荷的實(shí)際壽命，屬于單點(diǎn)失效問(wèn)題。在某種程度上，運(yùn)動(dòng)部件的故障是屬于成敗型的故障模式。
到目前為止，在航天遙感儀器中，由于掃描機(jī)構(gòu)的故障而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失效的事例不乏其數(shù)。像美國(guó)這樣有大量衛(wèi)星在軌運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的國(guó)家，其星上遙感儀器的掃描運(yùn)動(dòng)部件也一再出現(xiàn)重復(fù)性故障；ESA(歐空局)也曾對(duì)限制衛(wèi)星長(zhǎng)壽命的因數(shù)做過(guò)詳細(xì)的分析，除了電池、燃料耗盡外十分重要的就是材料性能衰退和活動(dòng)部件的失效。同時(shí)，國(guó)內(nèi)近期也發(fā)生了關(guān)于空間運(yùn)動(dòng)部件在軌失效的問(wèn)題，這些故障有的是發(fā)射后立即出現(xiàn)，有的是在運(yùn)轉(zhuǎn)壽命期內(nèi)發(fā)生，有的是超過(guò)設(shè)計(jì)壽命后發(fā)生?？傊?，正是由于這些故障嚴(yán)重制約了衛(wèi)星的實(shí)際工作壽命。
軸承是轉(zhuǎn)動(dòng)部件的核心零部件，軸承的失效直接影響轉(zhuǎn)動(dòng)部件的正常工作。任何空間應(yīng)用的滾動(dòng)軸承的使用都必須施加一定的預(yù)載，這樣既可以保證轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定度，又可以使轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)順利通過(guò)地面力學(xué)實(shí)驗(yàn)。目前空間應(yīng)用的加載方式包括剛性加載和柔性加載，但大多采用剛性加載，此種加載方式很難具體控制加載力的大小，往往會(huì)導(dǎo)致過(guò)載或輕載。柔性加載，在地面力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)給軸承帶來(lái)沖擊損傷，在滾道中產(chǎn)生撞擊痕跡，直接影響系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定度，從而影響成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量；如果軸承過(guò)載，將直接影響運(yùn)動(dòng)部件潤(rùn)滑油膜的產(chǎn)生，尤其是在空間環(huán)境下，這種情況的發(fā)生將使得軸承內(nèi)發(fā)生剛性接觸，局部產(chǎn)生高溫，發(fā)生燒油現(xiàn)象，從而導(dǎo)致系統(tǒng)潤(rùn)滑失效，致使空間運(yùn)動(dòng)部件失效。
從另一方面，目前用于高精度測(cè)量?jī)x器(如圓度儀、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等)的測(cè)量精度為0.6～1μm，因此，在實(shí)際加載過(guò)程中無(wú)法做到加載均勻，導(dǎo)致軸承局部過(guò)載。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是要提供一種空間高精度儀器轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)用的可精密控制加載力大小的軸承加載裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種軸承加載裝置，所述的軸承由兩相對(duì)放置的對(duì)角軸承中間填有墊圈組成。所述的加載裝置由壓圈、用于軸定位的擋圈、支撐圈、加載螺釘和加載測(cè)力傳感器組成。支撐圈由數(shù)個(gè)金屬薄片構(gòu)成，并垂直均布螺接于壓圈和擋圈之間；每間隔3-4個(gè)金屬薄片上貼有一個(gè)加載測(cè)力傳感器。軸承置于支撐圈內(nèi)，其一端置于擋圈上，另一端與壓圈接觸。加載螺釘均布于壓圈上，并穿過(guò)支撐圈與擋圈螺接，通過(guò)控制壓圈上的加載螺釘旋緊程度控制對(duì)軸承的加載力，加載力的大小和均勻性由加載測(cè)力傳感器測(cè)量。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)零件加工、測(cè)量要求不高，避免了以往對(duì)軸承及相應(yīng)結(jié)構(gòu)的測(cè)量和修配。
可對(duì)軸承進(jìn)行均勻加載，避免了以往軸承加載時(shí)的偏載現(xiàn)象。
可對(duì)軸承精確控制加載力的大小，有效提高轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑壽命和降低軸承摩擦力矩。


圖1為軸承精密加載裝置三維模裝圖圖2為加載裝置與軸承連接后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的一種軸承加載裝置，由用作軸承加載的壓圈1、用于軸承安裝定位的擋圈2、支撐圈3、加載螺釘4和加載測(cè)力傳感器5組成。支撐圈由數(shù)個(gè)金屬薄片301構(gòu)成，并垂直均布螺接于壓圈和擋圈之間，金屬薄片301的數(shù)量由軸承的大小確定，根據(jù)本實(shí)用新型的用途一般為8-12個(gè)。支撐圈是軸承導(dǎo)向和測(cè)量軸承預(yù)緊力的支撐部件。金屬薄片可以采用與軸承材料相匹配的不銹鋼或軍甲鋼或記憶合金材料，如果采用記憶合金材料，可以在軌對(duì)軸承預(yù)載進(jìn)行能動(dòng)的調(diào)整。每間隔3-4個(gè)金屬薄片貼上一個(gè)加載測(cè)力傳感器5，測(cè)力傳感器5采用應(yīng)變片，可精確控制加載力和加載均勻性。
軸承加載裝置裝配時(shí)，先將支撐圈3和擋圈2利用螺釘裝配到一起，在支撐圈3的金屬薄片301上貼上加載測(cè)力傳感器5，接著將兩對(duì)角軸承6相對(duì)放置并中間填上填片7放入支撐圈3內(nèi)，蓋上壓圈1，在壓圈1上插入加載螺釘4，并穿過(guò)支撐圈3與擋圈2螺接，通過(guò)控制加載螺釘4旋緊程度控制軸承加載力的大小，通過(guò)測(cè)力傳感器5控制加載力的大小和均勻性。軸8作為安裝軸承的工裝夾具，完成調(diào)整后取出軸，并固封加載螺釘4。加載測(cè)力傳感器5控制精度可以達(dá)到0.1με(應(yīng)變)，預(yù)載施加完成后，作為一個(gè)軸承組件應(yīng)用到轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中。
權(quán)利要求1.一種軸承加載裝置，所述的軸承(6)由兩相對(duì)放置的對(duì)角軸承(601)中間填有墊圈(602)組成；其特征在于所述的加載裝置由壓圈(1)、用于軸定位的擋圈(2)、支撐圈(3)、加載螺釘(4)和加載測(cè)力傳感器(5)組成；支撐圈由數(shù)個(gè)金屬薄片(301)構(gòu)成，并垂直均布螺接于壓圈和擋圈之間；每間隔3個(gè)金屬薄片上貼有一個(gè)加載測(cè)力傳感器(5)；軸承(6)置于支撐圈內(nèi)，其一端置于擋圈(2)上，另一端與壓圈(1)接觸；加載螺釘均布于壓圈上，并穿過(guò)支撐圈與擋圈螺接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種軸承加載裝置，其特征在于所說(shuō)的金屬薄片(301)可以采用與軸承材料相匹配的不銹鋼或軍甲鋼或記憶合金材料。
專利摘要一種軸承加載裝置，由壓圈、用于軸定位的擋圈、支撐圈、加載螺釘和加載測(cè)力傳感器組成。軸承置于支撐圈內(nèi)，加載螺釘均布于壓圈上，并穿過(guò)支撐圈與擋圈螺接，通過(guò)控制壓圈上的加載螺釘旋緊程度控制對(duì)軸承的加載力，加載力的大小和均勻性由加載測(cè)力傳感器測(cè)量。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可對(duì)軸承進(jìn)行均勻加載，避免了以往軸承加載時(shí)的偏載現(xiàn)象?？蓪?duì)軸承精確控制加載力的大小，有效提高轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑壽命和降低軸承摩擦力矩。
文檔編號(hào)G01M13/00GK2886546SQ200620041080
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者劉曉華, 李立齋, 何彬峰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所