Файл: Павловский М.А. Влияние погрешностей изготовления и сборки гироприборов на их точность.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.07.2024
Просмотров: 112
Скачиваний: 0
M . A . П А В Л О В С К И Й
ВЛИЯНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СБОРКИ ГИРОПРИБОРОВ НА ИХ ТОЧНОСТЬ
ИЗДАТЕЛЬСТВО КИЕВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 1973
6 П 5 . 8 П12
У Д К 531.088
Влияние погрешностей изготовления и сборки гироприборов на их точность. П а в л о в с к и й М. А. Изда тельство Киевского университета, 1973, стр. 1—192.
Оценено влияние технологических погрешностей на точность гироскопов направления и гировертикалей на неподвижном основании, при качке, угловой и поступа тельной вибрации, а также при вираже объекта. Все ре зультаты доведены до численных оценок и представлены в виде таблиц, графиков и номограмм которые можно исполь зовать при проектировании приборов Разработана мето дика синтеза допусков на точность изготовления и сборки карданового подвеса, а также методика расчета парамет ров которые должны контролироваться в процессе изго товления и сворки.
Книга рассчитана на инженерно-технических и науч ных работников, может служить пособием для аспирантов и студентов старших курсов, занимающихся проектирова нием, расчетом и исследованием гироскопических и других прецизионных электромеханических приборов.
Рисунки = 55, т а б л и ц ы ^ . 17, библиография — 62
на:
П |
3136—055 |
162— 73 |
M 224 (04)-73
КИЕВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА, 1973 г.
- 1 -
ПРЕДИСЛОВИЕ
Развитие современной авиационной, ракетной техники и морского флота характеризуется значительным ростом ско ростей и маневренности подвижных объектов.
Основные задачи по управлению подвижными объекта ми, ориентации, автономной навигации и стабилизации ре шаются с помощью гироскопических приборов и систем, точность работы которых определяет эффективность дейст вия этих объектов. В связи с этим наиболее актуальной про блемой совершенствования гироскопических приборов и устройств является проблема повышения их точности, ре шение которой не может быть эффективным без разработки методов оценки действительной точности приборов в усло
виях их применения, |
без |
выявления причин, погрешностей |
и разработки способов |
их |
уменьшения. |
В настоящее время методические погрешности гироско пических приборов при качке, вибрациях и маневрах объек та исследованы достаточно полно. Значительно слабее в литературе освещено влияние на точность гироприборов ин струментальных погрешностей и, в частности, погрешностей их изготовления и сборки, хотя общеизвестно, насколько существенно точность гироприборов зависит от технологиче ских погрешностей. Отличие в полноте анализа методиче ских и инструментальных погрешностей гироприборов мож но объяснить в какой-то мере тем, что математическое опи сание инструментальных и, в частности, технологических погрешностей гироскопов является значительно сложнее, чем методических.
В работах А. Ю. Ишлинского [14], В. А. Павлова [31, 33], С. С. Ривкина [50], Д. С. Пельпора [46—48], Е. А. Ни китина [26], С. И. Макарихина [24], Н. В. Бутенина и Я . Л . Лунца [6, 22], 3. Ф. Уразаева и А. М. Фадеева [57]
з
и ряда других авторов решены многие частные задачи о влиянии неточностей изготовления, сборки и регулировки гироскопических приборов на их точность.
Работы, обобщающие результаты исследований в этом направлении, отсутствуют. Следствием этого является то, что довольно часто конструктор при определении полей допусков на точность изготовления деталей и сборки узлов исходит только из опыта, накопленного производством.
Нередко при изготовлении однотипных гироскопических приборов, отличающихся по точности в несколько раз, предъявляют одинаковые требования к точности их изготов ления, сборки и регулировки, определяемые, как правило, предельными возможностями оборудования производства, хотя такое решение не всегда правомерно.
Целью предлагаемой книги является систематизация имеющихся в литературе результатов, проведение дополни тельных исследований по оценке «веса» неточностей изго товления и сборки приборов в общей их погрешности в условиях применения на подвижных объектах и разработка методики расчета допусков на точность изготовления и сбор ки гироприборов в кардановом подвесе.
Настоящая книга отличается от опубликованных работ
вэтом направлении следующими особенностями.
1.Показана взаимосвязь влияния различных по харак теру технологических погрешностей на точностные парамет ры гироприбора.
2.Оценен «вес» технологических погрешностей в общей погрешности гироприбора при заданном движении осно вания.
3.Результаты анализа доведены до конкретной методики расчета полей допусков и методики определения величин пара метров, которые проверяются при контроле точности изготов ления деталей и сборке узлов гироскопа в кардановом подвесе.
Книга состоит из пяти глав. В первой главе дается клас сификация рассматриваемых погрешностей в смысле их влияния на поведение прибора и на его параметры; показа на взаимосвязь влияния различных по характеру техноло гических погрешностей на точностные параметры гироско пического прибора, выведены дифференциальные уравнения движения гироскопа в кардановом подвесе с учетом по грешностей его изготовления.
Во второй главе исследуется влияние технологических погрешностей изготовления деталей гироскопического при-
4
бора на такие его параметры, как: 1) моменты трения и дебаланса; 2) моменты инерции; 3) непересекаемость и непер пендикулярность осей карданового подвеса.
В этой главе приведены результаты экспериментального исследования зависимости моментов трения от перекоса колец шарикоподшипников на неподвижном основании
ипри вибрации. Указаны случаи, в которых целесо
образно статически |
балансировать |
приборы присоедине |
нием дополнительных |
грузов или |
же смещением гиромо- |
тора. |
|
|
Третья глава посвящена изучению влияния технологи ческих погрешностей на динамическую точность гироприбо ров. Погрешности изготовления и сборки карданового под веса оцениваются в сравнении с методическими погрешностя ми гироскопов, обусловленными при качке или вибрациях самим кардановым подвесом. Показывается неравноцен ность влияния отдельных точностных параметров на уход гироскопа в условиях неподвижного основания и при дви жении последнего. Анализируется также влияние вибраций гиромотора, обусловленных технологическими погрешно стями, на поведение гироскопа. Выведено соотношение, ко торому должны удовлетворять параметры шарикоподшип ников главной оси и моменты инерции гироскопа с тем, чтобы избежать резонанса, наблюдаемого в некоторых случаях на практике.
В четвертой главе изучаются особенности проявления технологических погрешностей в трехстепенных гироскопах с коррекцией на подвижном основании. Показано, что неко торые применяемые схемы включения коррекции гировер тикали на вираже могут оказаться мало эффективными из-за технологических погрешностей.
В пятой главе на конкретных примерах излагается ме тодика определения допусков на изготовление основных деталей карданового подвеса с различными типами шарико подшипников.
Анализируются методы контроля точности изготовления и сборки узлов приборов. Показано, что применяемый на некоторых предприятиях метод измерения относительного биения наружных цилиндрических поверхностей деталей и1 узлов карданового подвеса существенно уступает в смыс ле" ценности получаемой информации широко распростра ненному методу измерения биения каждой цапфы, относи тельно линии центров.
б
Помимо оригинальных работ, положенных в основу книги, автор использовал ряд результатов, опубликован ных совместно с канд. техн. наук, доц. А. А. Одинцовым.
Автор приносит глубокую благодарность рецензентам проф. В. А. Павлову, канд. техн. наук И. Е. Глазунову и редактору Л . В. Лисицкой, внимательно прочитавшим рукопись и сделавшим ряд весьма ценных замечаний. Они позволили в значительной степени улучшить содержание книги.
Все критические замечания по содержанию настоящей работы будут приняты автором с искренней признатель ностью.
ГЛАВА I
УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ГИРОСКОПА В КАРДАНОВОМ ПОДВЕСЕ
§ 1. Характеристика технологических погрешностей гироприборов
К технологическим погрешностям гироприборов относят погрешности, определяемые неточностями изготовления, сборки и регулировки приборов, появляющимися из-за не совершенств соответствующих технологических процессов.
Как известно [31, 33, 48, 57], технологические погреш ности гироприборов характеризуют такими параметрами, как неперпендикулярность и непересекаемость осей вра щения рамок и ротора, моменты статической и динамиче ской неуравновешенности, уровень вибрации гиромоторов и др.
Погрешности изготовления и сборки гироприборов будем классифицировать по их виду [56] (табл. 1) и по характеру влияния на движение гироприборов—непосредственное и косвенное влияние.
Непосредственное влияние технологических погреш ностей на движение гироприборов проявляется в виде до полнительных по характеру возмущающих моментов. Кос венное влияние характеризуется изменением величин возмущающих моментов, моментов трения, дебаланса, инер ционных моментов, которые имеют место и в идеально выполненном (в смысле обработки деталей и сборки узлов) приборе. Технологические погрешности непосред ственного влияния изменяют точность гироприборов не только количественно, но и качественно, т. е. меняют характер движения гироскопа. Погрешности косвенного влияния изменяют ошибку гироприборов лишь количест венно.
При математическом описании движения гироскопа для учета технологических погрешностей косвенного влияния достаточно изменить только величины коэффициентов в диф ференциальных уравнениях, а для учета технологических
7
Т а б л и ц а 1
Погрешности изготовления и установки чув ствительного эле мента системы коррекции
н и S Оі
а) (у а Э 3 § о g
и о
Технологические погреш ности гироскопического прибора
Погрешности взаимного расположения цилиндри ческих и торцовых по верхностей деталей карданового подвеса
£ і I
§§ з
О >і о КМ
га д "Es
О S И
MES*
S™ ~
Ч и я О >ч к
с с _
Погрешности из готовления и установки меха низма арретнровання
О 5 г-
ПV В
оо
X с; о
І с £
§•5 =
ks ;£s к
га о
р. о s
£й оЕ.>°.
С и и
0 и |
а |
|
|
1 2 с і |
|
||
s o t |
|
|
|
га к |
|
||
« Ч о |
i l |
||
H CJ |
— |
||
s eu |
|
||
п а ю |
|
||
w с — |
|
||
2 о |
J |
|
|
5 |
10 ? |
ai — |
|
о о |
о о |
5 ai |
|
КЗ" |
|||
U С Ко |
|||
|
погрешностей непосредственного влияния необходимо изме нить не только коэффициенты, но и ввести дополнительные члены.
Разделение погрешностей по характеру их влияния на точность гироприборов дает возможность решать рассматри ваемую задачу по следующей схеме:
1) качественно анализируя дифференциальные уравнения движения гироприборов, выделить погрешности, непосред ственно и косвенно влияющие на точность гироприборов;
s
2)исследовать влияние технологических погрешностей на величины коэффициентов уравнений (изучить косвенное влияние); задаваясь допуском на изменение величин этих коэффициентов, определить допустимую величину некото рых погрешностей;
3)решая дифференциальные уравнения, оценить «вес» технологических погрешностей в общей ошибке прибора.
Заметим, что данная классификация погрешностей не во всех случаях охватывает особенности их влияния на по ведение прибора, однако позволяет в определенной мере систематизировать анализ. Возможна классификация ука
занных погрешностей и по |
другим признакам. В работе |
[36] приведено разделение |
технологических погрешностей |
по характеру возмущающих |
моментов (регулируемые и не |
регулируемые, коррелированные и некоррелированные). Приведенные классификации не исключают, а допол
няют друг друга. Классификацией технологических погреш ностей по их виду целесообразно пользоваться при проек тировании и изготовлении приборов, а по характеру возму щающих моментов — при регулировках и испытаниях.
§ 2. Критерии определения допусков на точность изготовления и сборки приборов
При определении допусков на точность изготовления и сборки гироприборов в кардановом подвесе часто исходят из требуемой точности прибора на неподвижном основании, что не всегда правомерно, поскольку некоторые технологи ческие погрешности (например, неперпендикулярность осей карданова подвеса) практически не оказывают влияния на уход гироскопа в этом случае, но могут заметно повлиять на поведение гироскопа при действии на него возмущающих моментов, возникающих при качке, вибрациях и маневрах объекта. На подвижном основании влияние технологических погрешностей на точность показаний гироскопического при бора целесообразно сравнивать с влиянием, которое оказыва ет на нее идеально выполненный карданов подвес при кач ке или угловой вибрации основания.
Если гироскоп используется на маломаневренном объек те и хорошо защищен от влияния вибраций, то в качестве основного критерия определения допусков можно принять
9