УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ГИРОСКОПИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в машиностроении, авиации, судостроении и других отраслях промышленности, например, при испытаниях, проверке и калибровке акселерометров, гироскопов и других датчиков инерциальной информации.
Известна малогабаритная поворотная установка МПУ-1, представляющая собой одностепенной поворотный стол с ручной регулировкой частоты вращения с помощью фрикционного вариатора (Малогабаритная поворотная установка МПУ-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 7Ш2.764.000 ТО, 1979 г.).
Недостатками данной установки являются: низкая нагрузочная способность, ограниченный диапазон воспроизводимой частоты вращения, низкая стабильность задания и поддержания частоты вращения.
Известен одноосный поворотный стол AC1120-S (рекламный материал фирмы Acutronic cario Electronic, 2000 г.). В качестве привода вращения используется высокомоментный шаговый двигатель с частотным управлением. При большой массе испытываемых изделий в процессе разгона и торможения на вал привода действуют большие нагрузки, что увеличивает износ привода и приводит к снижению точности задания и поддержания частоты вращения.
Известна испытательная платформа ИПП (паспорт 72614.903.00.00.000ПС, 1978 г.), наиболее близкая к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату - взята за прототип.
ИПП содержит шпиндель с поворотной платформой, один двигатель, трансмиссию, содержащую многоступенчатый редуктор, состоящий из шестерен и управляемых фрикционных муфт (далее по тексту УФМ), коллектор с токосъемником, отсчетное устройство и блок управления.
Диапазон изменения частоты вращения ИПП обеспечивается изменением частоты вращения двигателя и изменением передаточного отношения редуктора с помощью УФМ.
Недостатками данной испытательной платформы являются: сложная конструкция трансмиссии, люфты в зубчатых зацеплениях, которые в процессе эксплуатации изменяются, что приводит к нестабильности частоты вращения и увеличению неравномерности вращения, особенно на низких частотах. В качестве отсчетного устройства использован однометочный круговой датчик, с помощью которого текущее угловое положение поворотной платформы относительно начального положения определить нельзя, что ограничивает возможности ИПП.
К дополнитнльным недостаткам следует отнести большую плотность размещения узлов, что затрудняет обслуживание устройства.
Техническим эффектом полезной модели является повышение стабильности частоты вращения, уменьшение неравномерности вращения и упрощение конструкции.
Дополнительным техническим эффектом полезной модели в частном случае исполнения по пункту 3 формулы является обеспечение возможности измерения текущего углового положения поворотной платформы.
Указанный основной технический эффект достигается тем, что в установку, содержащую двигатель, УФМ, ведущую и ведомую шестерни, отсчетное устройство, блок управления и шпиндель с токосъемником и поворотной платформой, согласно полезной модели дополнительно введены второй двигатель и вторая ведущая шестерня, причем второй двигатель через УФМ взаимодействует со второй ведущей шестерней, находящейся в зацеплении с ведомой шестерней, при этом второй двигатель соединен электрически с блоком управления.
Технический эффект достигается также в том случае, когда в заявленное устройство дополнительно введена вторая ведомая шестерня, размещенная на шпинделе, при этом вторая ведомая шестерня установлена с возможностью зацепления со второй ведущей шестерней.
Измерение углового положения поворотной платформы от начальной точки отсчета в частном случае исполнения по пункту 3 формулы предложенного устройства достигается при использовании в качестве отсчетного устройства вместо однометочного кругового датчика, формирующего один выходной сигнал на полный оборот поворотной платформы (применяется в прототипе), - энкодера, установленного соосно со шпинделем, преобразующего угловое перемещение в код с определенной дискретностью.
Отличительными признаками в заявленной установке являются:
- использование второго двигателя и второй ведущей шестерни, при этом вращение от двигателя ко второй ведущей шестерне, находящейся в зацеплении с ведомой шестерней, передается через УФМ;
- в варианте исполнения устройства используется вторая ведомая шестерня, находящаяся в зацеплении со второй ведущей шестерней;
- использование в качестве отсчетного устройства энкодера, установленного соосно со шпинделем;
Использование в варианте исполнения устройства второй ведомой шестерни позволяет разделить диапазон частоты вращения на две части, в каждой из которых поворотная платформа вращается от отдельного двигателя через определенную пару ведущей и ведомой шестерен. При этом, за счет сокращения числа зацеплений люфты в зубчатых зацеплениях уменьшаются. Сборка и регулировка узлов конструкции упрощается, так как требуется сориентировать относительно оси шпинделя попарно одну ведущую и одну ведомую шестерни, тогда как в конструкции устройства по независимому пункту формулы необходимо одновременно сориентировать относительно оси шпинделя одну ведомую и две ведущие шестерни.
Из изученной научно-технической и патентной литературы техническое решение с перечисленной совокупностью признаков не обнаружено, что дает основание сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию «новизна».
На фиг.1 представлена схема установки для испытаний гироскопических приборов с одной ведомой шестерней.
На фиг.2 представлена схема установки для испытаний гироскопических приборов с двумя ведомыми шестернями.
Установка согласно схеме на фиг.1 содержит двигатель 1, который через УФМ 2 установлен с возможностью взаимодействия с ведущей шестерней 3, находящейся в зацеплении с ведомой шестерней 4, установленной на шпинделе 5, на котором установлены коллектор с токосъемником 6 и поворотная платформа 7. Второй двигатель 8 через вторую УФМ 9 взаимодействует со второй ведущей шестерней 10 Отсчетное устройство 11 установлено на шпинделе 5. Двигатели 1 и 8, УФМ 2 и 9 и отсчетное устройство 11 подключены к блоку управления 12.
В варианте исполнения установки согласно фиг.2 на шпинделе 5 установлена вторая ведомая шестерня 13, которая находится в зацеплении с ведущей шестерней 10.
Установка работает следующим образом:
На поворотную платформу 7 устанавливают испытуемое изделие. В установке весь рабочий диапазон частоты вращения разделен на две части и каждый двигатель 1 или 8 обеспечивает вращение испытуемого изделия в определенной части общего диапазона частоты вращения.
С помощью блока управления 12 устанавливают частоту вращения и в соответствии с ней выбирают двигатель 1 или 8. По команде с блока управления 12 запускается выбранный двигатель, например 1. Одновременно поступает команда на отключение УФМ 9 и выключение УФМ 2. В результате при вращении двигателя 1 будут вращаться ведущая шестерня 3, находящаяся с ней в зацеплении ведомая шестерня 4, шпиндель 5 и установленная на нем поворотная платформа 7. Нагрузочная способность вращающейся части устройства определяется ведомой 4 и ведущей 3 шестернями и моментом на валу двигателя 1. При этом, так как УФМ 9 отключена, вращение ведомой шестерни 4 вызывает пассивное вращение ведущей шестерни 10. При вращении шпинделя 5, установленное на нем отсчетное устройство 11 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный частоте вращения. Испытуемое изделие и внешние измерительные устройства связаны электрически через коллектор с токосъемником 6.
Для вращения поворотной платформы 7 в другой части диапазона частоты вращения с блока управления 12 подается команда на двигатель 8, отключается УФМ 2 и включается УФМ 9. Вращение от двигателя 8 передается через ведущую шестерню 10 и ведомую шестерню 4 поворотной платформе 7.
Аналогичным образом работает установка согласно фиг.2 с двумя ведомыми шестернями с тем отличием, что вращение от каждого двигателя передается на ведомую шестерню, с которой двигатель взаимодействует через соответствующую УФМ и ведущую шестерню.
Использование в установке двух двигателей упрощает конструкцию трансмиссии за счет сокращения числа прецизионных деталей и, как следствие, ведет к уменьшению нестабильности поддержания частоты вращения и снижает неравномерность вращения на 10-15%. Возможность определения текущего углового положения поворотной платформы позволяет на низких частотах контролировать положение испытываемого изделия по странам света.