一种用于惯导系统的竖轴旋转系统的制作方法

本实用新型涉及一种惯性导航领域，尤其涉及一种用于惯导系统的竖轴旋转系统。

背景技术：

在惯导系统中，通常采用旋转式惯导来挖掘惯性器件的精度潜力和消除测量误差。在旋转式惯导系统的装配使用过程中，是通过竖轴旋转系统来完成相关功能。竖轴旋转系统的运行精度是旋转式系统的主要技术指标之一，它受各轴系的精度影响很大。其中，轴承的组合方式又是影响竖轴旋转系统精度的重要因素之一。

现有的竖轴旋转系统，上下两端在与轴承座或支撑座固定时，均采用向心轴承或者均采用向心轴承或者一端采用向心轴承另一端采用推力轴承。这样的组合方式能够使竖轴旋转系统的刚度和回转精度满足指标要求，为目前主流的轴承组合方式。但是，在实际使用中，这几种方式对关键零件(比如轴承座和支撑框架等)的加工精度及其轴系的装配精度要求非常高。而且，由于竖轴旋转系统的结构复杂，需要加工的零件比较多，在加工和使用时，存在加工精度及装配精度难以满足、加工和装配困难、生产效率低以及生产周期长等问题。

再有，竖轴旋转系统承受的径向载荷和扭矩载荷越大，其轴承的外形也越大，这就导致整个旋转式惯导系统的外形较大、质量也较大，难以实现小型化和紧凑化。

因此，如何解决上述问题是本领域技术人员研究的方向。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于解决旋转式惯导系统中的竖轴旋转系统在加工和使用时，存在加工精度及装配精度难以满足、加工和装配困难以及难以实现小型化、紧凑化等问题，提供一种用于惯导系统的竖轴旋转系统，能够降低竖轴旋转系统在加工和装配中的难度，并且有利于实现竖轴旋转系统的小型化、紧凑化进而实现旋转式惯导系统的小型化和紧凑化。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种用于惯导系统的竖轴旋转系统，包括支撑座、轴承座和竖轴，所述支撑座与轴承座上下分布，并通过螺栓固定连接在一起；在支撑座上，沿其轴向开设有一轴孔，该轴孔的轴心线与轴承座上轴承孔的轴心线重合；所述竖轴的下端穿过轴孔后通过向心轴承或推力轴承与轴承座连接；该竖轴的上端通过滚柱轴承与所述支撑座连接，其中，在滚柱轴承的外圈设有数个外连接孔，该滚柱轴承通过穿过该外连接孔的螺栓与支撑座固定连接。

采用滚柱轴承连接竖轴的上端和支撑座，减少了轴承座的使用，从而减少了装配环节并且降低了对加工精度和装配精度的要求。滚柱轴承能够承受竖轴旋转系统在旋转时的扭矩，满足整个竖轴旋转系统的旋转精度的要求。与向心轴承和推力轴承相比，在确保竖轴旋转系统的正常运转的同时，因为滚柱轴承的径向尺寸较小，所以采用滚柱轴承减小了整个竖轴旋转系统的体积，也减轻了整个竖轴旋转系统的重量，实现了旋转式惯导系统的小型化和紧凑化。采用在滚柱轴承外圈设数个外连接孔，该滚柱轴承通过穿过该外连接孔的螺栓与支撑座固定连接，提高了竖轴与支撑座的连接的稳定性，进而提高了整个竖轴旋转系统的精度和可靠性。

作为优化，在支撑座的上端，对应滚柱轴承的位置设有一与滚柱轴承相对应的轴承槽，所述滚柱轴承位于该轴承槽内，这样，滚柱轴承的安装更加方便。

作为优化，所述竖轴的上部扩大形成定位部，便于竖轴与滚柱轴承以及支撑平台相连接，使整个竖轴的安装更加方便。

作为优化，在定位部靠近滚柱轴承的一侧开有数个竖向的连接孔，所述竖轴通过贯穿该连接孔的螺栓与所述滚柱轴承的内圈连接，这样，竖向的连接孔便于与滚柱轴承的内圈竖向连接，设计合理。

作为优化，所述滚柱轴承的内圈绕其一周设有数个内连接螺纹孔，该内连接螺纹孔与所述连接孔相对应；螺栓穿过定位部上的连接孔后，与内连接螺纹孔螺纹连接。通过多个贯穿连接孔和内连接螺纹孔的螺栓将竖轴与滚柱轴承的内圈相连，提高了竖轴与滚柱轴承的连接的稳定性，从而确保整个竖轴旋转系统的旋转的可靠性。

作为优化，螺栓的上端伸入所述内连接螺纹孔的长度小于等于该内连接螺纹孔长度的二分之一，这样，既能实现竖轴的连接部与滚柱轴承的内圈连接，又能为竖轴要支撑的支撑平台留出空间，便于滚柱轴承与支撑平台连接。

作为优化，在轴承座的上方设有一支圈，该支圈套设在竖轴上，其下侧与轴承座紧贴；在支圈与竖轴的定位部之间设有一支撑环，所述支撑环套设在竖轴上，并与竖轴过盈配合在一起；该支撑环的下端通过螺栓与支圈相连，其上端与竖轴的定位部贴合。支撑环和支圈能够支撑该竖轴的定位部并对竖轴的旋转起到传动作用，从而提高整个竖轴旋转系统的稳定性。

作为优化，所述向心轴承或推力轴承为两个，这样，两个轴承能够增加轴承的承载能力，且轴承受到的力能够得到更好的分散，确保竖轴旋转系统的转动精度和稳定性。

作为优化，所述竖轴的下端穿过向心轴承或推力轴承并在其端部设有螺母，该螺母与竖轴螺纹连接，并压紧在向心轴承或推力轴承的内圈上，这样，螺母对向心轴承或推力轴承的内圈形成支撑，进一步提高竖轴旋转系统的稳定性。

作为优化，在轴承座的下侧设有一端盖，该端盖的上侧对应向心轴承或推力轴承外圈的位置向上凸出形成一压圈，该压圈压紧在向心轴承或推力轴承的外圈上，并与轴承座紧配合在一起，这样，压圈对向心轴承或推力轴承的外圈形成支撑，端盖与轴承座紧配合，确保竖轴旋转系统在旋转时不会发生竖轴的晃动和偏移，进一步确保竖轴旋转系统的稳定性。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、采用滚柱轴承连接竖轴的上端和支撑座，减少了轴承座的使用，从而减少了装配环节并且降低了对加工精度和装配精度的要求。滚柱轴承能够承受竖轴旋转系统在旋转时的扭矩，满足整个竖轴旋转系统的旋转精度的要求。

2、与向心轴承和推力轴承相比，在确保竖轴旋转系统的正常运转的同时，因为滚柱轴承的径向尺寸较小，所以采用滚柱轴承减小了整个竖轴旋转系统的体积，也减轻了整个竖轴旋转系统的重量，实现了旋转式惯导或两轴转台小型化和紧凑化。

3、采用在滚柱轴承外圈设数个外连接孔，该滚柱轴承通过穿过该外连接孔的螺栓与支撑座固定连接，提高了竖轴与支撑座的连接的稳定性，进而提高了整个竖轴旋转系统的精度和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型一种用于惯导系统的竖轴旋转系统中竖轴与支撑座连接示意图。

图2为本实用新型一种用于惯导系统的竖轴旋转系统中滚柱轴承示意图。

图中:1-支撑座，2-轴承座，3-竖轴，4-向心轴承或推力轴承，5-滚柱轴承，51-外连接孔，52-内连接螺纹孔，6-定位部，7-支圈，8-支撑环，9-螺母，10-端盖，11-压圈。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：

参见图1和图2，一种用于惯导系统的竖轴旋转系统，包括支撑座1、轴承座2和竖轴3，所述支撑座1与轴承座2上下分布，并通过螺栓固定连接在一起；在支撑座1上，沿其轴向开设有一轴孔，该轴孔的轴心线与轴承座2上轴承孔的轴心线重合；所述竖轴3的下端穿过轴孔后通过向心轴承或推力轴承4与轴承座2连接。具体实施时，所述向心轴承或推力轴承4为两个，两个轴承能够增加轴承的承载能力，且轴承受到的力能够得到更好的分散，确保竖轴旋转系统的转动精度和稳定性。在竖轴3的下端穿过向心轴承或推力轴承4并在其端部设有螺母9，该螺母9与竖轴3螺纹连接，并压紧在向心轴承或推力轴承4的内圈上，在轴承座2的下侧设有一端盖10，该端盖10的上侧对应向心轴承或推力轴承4外圈的位置向上凸出形成一压圈11，该压圈11压紧在向心轴承或推力轴承4的外圈上，并与轴承座2紧配合在一起，这样，螺母9对向心轴承或推力轴承4的内圈形成支撑，压圈11对向心轴承或推力轴承4的外圈形成支撑，端盖10与轴承座2紧配合，确保竖轴旋转系统在旋转时不会发生竖轴3的晃动和偏移，进一步确保竖轴旋转系统的稳定性。

该竖轴3的上端通过滚柱轴承5与所述支撑座1连接，具体实施时，在支撑座1的上端，对应滚柱轴承5的位置设有一与滚柱轴承5相对应的轴承槽，所述滚柱轴承5位于该轴承槽内，这样，滚柱轴承5的安装更加方便。在滚柱轴承5的外圈设有数个外连接孔51，该滚柱轴承5通过穿过该外连接孔51的螺栓与支撑座1固定连接。具体实施时，所述竖轴3的上部扩大形成定位部6，便于竖轴3与滚柱轴承5以及支撑平台相连接，使整个竖轴3的安装更加方便。在定位部6靠近滚柱轴承5的一侧开有数个竖向的连接孔，所述竖轴3通过贯穿该连接孔的螺栓与所述滚柱轴承5的内圈连接，这样，竖向的连接孔便于与滚柱轴承5的内圈竖向连接，设计合理。所述滚柱轴承5的内圈绕其一周设有数个内连接螺纹孔52，该内连接螺纹孔52与所述连接孔相对应；螺栓穿过定位部6上的连接孔后，与内连接螺纹孔52螺纹连接。通过多个贯穿连接孔和内连接螺纹孔52的螺栓将竖轴3与滚柱轴承5的内圈相连，提高了竖轴3与滚柱轴承5的连接的稳定性，从而确保整个竖轴旋转系统的旋转的可靠性。螺栓的上端伸入所述内连接螺纹孔52的长度小于等于该内连接螺纹孔52长度的二分之一，这样，既能实现竖轴3的连接部与滚柱轴承5的内圈连接，又能为竖轴3要支撑的支撑平台留出空间，便于滚柱轴承5与支撑平台连接。在轴承座2的上方设有一支圈7，该支圈7套设在竖轴3上，其下侧与轴承座2紧贴；在支圈7与竖轴3的定位部6之间设有一支撑环8，所述支撑环8套设在竖轴3上，并与竖轴3过盈配合在一起；该支撑环8的下端通过螺栓与支圈7相连，其上端与竖轴3的定位部6贴合。支撑环8和支圈7能够支撑该竖轴3的定位部6并对竖轴3的旋转起到传动作用，从而提高整个竖轴旋转系统的稳定性。具体实施时，在支撑座1与轴承座2之间设有电机容纳腔，该电机的定子通过螺栓与支撑座1固定，其转子通过螺栓与该支圈7固定，从而实现与竖轴3之间的固定。电机的转子转动时，带动整个竖轴3绕该竖轴3的中心轴线转动。

采用滚柱轴承5连接竖轴3的上端和支撑座1，减少了轴承座2的使用，从而减少了装配环节并且降低了对加工精度和装配精度的要求。滚柱轴承5能够承受竖轴旋转系统在旋转时的扭矩，满足整个竖轴旋转系统的旋转精度的要求。与向心轴承或推力轴承4相比，在确保竖轴旋转系统的正常运转的同时，因为滚柱轴承5的径向尺寸较小，所以采用滚柱轴承5减小了整个竖轴旋转系统的体积，也减轻了整个竖轴旋转系统的重量，实现了旋转式惯导或两轴转台小型化和紧凑化。采用在滚柱轴承5外圈设数个外连接孔51，该滚柱轴承5通过穿过该外连接孔51的螺栓与支撑座1固定连接，提高了竖轴3与支撑座1的连接的稳定性，进而提高了整个竖轴旋转系统的精度和可靠性。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。