一种四点支撑式大力矩高速轴系的制作方法

本发明涉及控制力矩陀螺领域，具体涉及一种四点支撑式大力矩高速轴系。

背景技术：

1、控制力矩陀螺是一种惯性执行机构，主要应用于敏捷卫星的大角度机动和姿态控制。控制力矩陀螺是通过改变角动量方向来产生控制力矩，与飞轮相比，具有输出力矩大、精度高、功耗低等优点。基于中大型控制力矩陀螺大力矩输出的需求，高速转子必须具备较大的转动惯量和较高的转速，由此导致整机尺寸较大、重量较大；同时大力矩输出需要外框进行快速高动态的机动，这些特点导致轴系负载极大、控制精度低。

2、高速轴系是控制力矩陀螺最重要组成部分，提供较大转动惯量和较高转速，是控制力矩陀螺失效的主要部件。目前，高速轴系的结构主要为一端支撑的双轴承支撑结构及两端各一个轴承的两端支撑结构。一端支撑式高速轴系，由于轴承之间跨距较短，与一般用于输出力矩不大的中小型控制力矩陀螺。两端各一个轴承支撑的轴系结构，随着输出力矩要求越来越大的要求，单个轴承受力较大，长期工作时容易出现失效；且两端各一个轴承预紧力的施加较为困难，准确性不高，轴系刚度难以保证。因此，需提出一种新型的高速轴系结构，在满足高速转动下高刚度及高固频需求，减小轴承接触应力，达到强承载，以满足控制力矩陀螺大力矩的输出要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有大型控制力矩陀螺轴系刚度较难准确保证、大力矩输出下轴系轴承接触应力较大的问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种四点支撑式大力矩高速轴系，包括芯轴和两组轴承单元，两组所述轴承单元分别设于所述芯轴的两端；

3、所述轴承单元包括轴承座，所述轴承座内设有隔圈组件和两组轴承组件；

4、所述轴承组件包括内圈、轴承和外圈；

5、所述隔圈组件设于两组所述轴承组件之间，包括内隔圈和外隔圈，所述内隔圈与所述内圈相对应，所述外隔圈与所述外圈相对应；

6、所述四点支撑式大力矩高速轴系用于控制力矩陀螺。

7、可选地，所述轴承单元还包括：上压盖和下压盖；所述上压盖和所述下压盖通过螺钉连接至所述轴承座上。

8、可选地，所述上压盖和所述下压盖的端面压于所述外圈。

9、可选地，所述轴承单元还包括设于所述下压盖侧的套圈，所述套圈的一端支撑于所述芯轴的轴肩，另一端压于所述内圈。

10、可选地，所述轴承单元还包括设于所述上压盖侧的锁紧螺母，所述锁紧螺母的端面压于所述内圈，所述锁紧螺母与所述芯轴螺纹连接。

11、可选地，所述锁紧螺母上设有用于锁紧所述锁紧螺母的压紧螺母。

12、可选地，所述内隔圈和所述外隔圈具有高度差，施加轴向定位预紧力，使两组所述轴承组件固定连接。

13、可选地，两组所述轴承组件背靠背安装。

14、可选地，所述轴承单元还包括储油环，所述储油环位于所述内隔圈和所述外隔圈之间，安装于所述外隔圈的内壁上。

15、可选地，所述芯轴中心为空心孔，以减小所述芯轴的重量；所述芯轴中部设有阶梯结构，用于安装飞轮体和高速电机。

16、本发明的有益效果为：

17、与传统高速轴系相比，本发明的四点支撑式大力矩高速轴系的两端以四个轴承作为支撑部分，有效分担了单个轴承受力，从而使轴系承载能力增强，能承受较大输出力矩，且四个轴承工作减小了传统一对轴承工作时失效导致产品失效的风险，增加了轴系运转可靠性。芯轴两端两个轴承单元分别通过定位预紧加载方式，预紧力施加更为精确，保证了高速轴系的轴向刚度，轴系性能更加稳定、可靠。储油环放置在轴承静圈上，能为轴系提供更长时间补充供油，为高速轴系长寿命提供保障。芯轴通过减重设计，大大提高芯轴的刚度，从而提高整个轴系的刚度；法兰盘两边均采用阶梯式结构，为实施双电机驱动运转提供条件，保障了轴系运转精度及大力矩输出。

技术特征：

1.一种四点支撑式大力矩高速轴系，其特征在于，包括芯轴和两组轴承单元，两组所述轴承单元分别设于所述芯轴的两端；

2.如权利要求1所述的四点支撑式大力矩高速轴系，其特征在于，所述轴承单元还包括：上压盖和下压盖；所述上压盖和所述下压盖通过螺钉连接至所述轴承座上。

3.如权利要求2所述的四点支撑式大力矩高速轴系，其特征在于，所述上压盖和所述下压盖的端面压于所述外圈。

4.如权利要求1所述的四点支撑式大力矩高速轴系，其特征在于，所述轴承单元还包括设于所述下压盖侧的套圈，所述套圈的一端支撑于所述芯轴的轴肩，另一端压于所述内圈。

5.如权利要求1所述的四点支撑式大力矩高速轴系，其特征在于，所述轴承单元还包括设于所述上压盖侧的锁紧螺母，所述锁紧螺母的端面压于所述内圈，所述锁紧螺母与所述芯轴螺纹连接。

6.如权利要求5所述的四点支撑式大力矩高速轴系，其特征在于，所述锁紧螺母上设有用于锁紧所述锁紧螺母的压紧螺母。

7.如权利要求1所述的四点支撑式大力矩高速轴系，其特征在于，所述内隔圈和所述外隔圈具有高度差，施加轴向定位预紧力，使两组所述轴承组件固定连接。

8.如权利要求1所述的四点支撑式大力矩高速轴系，其特征在于，两组所述轴承组件背靠背安装。

9.如权利要求1所述的四点支撑式大力矩高速轴系，其特征在于，所述轴承单元还包括储油环，所述储油环位于所述内隔圈和所述外隔圈之间，安装于所述外隔圈的内壁上。

10.如权利要求1所述的四点支撑式大力矩高速轴系，其特征在于，所述芯轴中心为空心孔，以减小所述芯轴的重量；所述芯轴中部设有阶梯结构，用于安装飞轮体和高速电机。

技术总结
本发明公开了一种四点支撑式大力矩高速轴系，包括芯轴和两组轴承单元，两组所述轴承单元分别设于所述芯轴的两端；所述轴承单元包括轴承座，所述轴承座内设有隔圈组件和两组轴承组件；所述轴承组件包括内圈、轴承和外圈；所述隔圈组件设于两组所述轴承组件之间，包括内隔圈和外隔圈，所述内隔圈与所述内圈相对应，所述外隔圈与所述外圈相对应；所述四点支撑式大力矩高速轴系用于控制力矩陀螺。本发明的四点支撑式大力矩高速轴系的两端以四个轴承作为支撑部分，有效分担了单个轴承受力，从而使轴系承载能力增强，能承受较大输出力矩，且四个轴承工作减小了传统一对轴承工作时失效导致产品失效的风险，增加了轴系运转可靠性。

技术研发人员：施雷,毛宇泽,张云环,裴堃,黄新健,徐成浩
受保护的技术使用者：上海航天控制技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11