双自由度旋转叠加振动工装的制作方法

本发明涉及振动试验，尤其涉及一种双自由度旋转叠加振动工装。

背景技术：

1、导弹、无人机等武器装备在飞行过程中，处于旋转状态的同时会受到外界环境带来的振动，使得惯性测量组合受到复杂的力学环境影响，因此需要在生产阶段开展地面飞行试验来验证其可靠性，其中振动试验是惯测组合可靠性考核的重要项目。

2、目前的振动试验是在固定工装上进行的，缺乏实际工作环境下的多种复杂环境应力的叠加，会出现欠试验状态，影响振动试验结果的可信度。因此，如何真实还原由惯测组合在旋转状态和振动应力共同作用下的实际载荷工况变得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明提供一种双自由度旋转叠加振动工装，该工装在恶劣力学环境下，能够满足三个方向的随机振动试验。

3、本发明的技术解决方案如下：提供一种双自由度旋转叠加振动工装，该振动工装包括：

4、基座；

5、主体结构，所述主体结构设置在所述基座上，所述主体结构包括外圈轴承组件、内圈轴承组件、惯测安装平台、惯测组合以及压环；其中：

6、所述外圈轴承组件用于实现振动工装的俯仰运动，其包括外圈旋转框架、第一轴承座和第二轴承座、以及与第一轴承座和第二轴承座分别对应设置的第一轴承组件和第二轴承组件，第一轴承组件和第二轴承组件均包括外圈轴、外圈锁紧螺母、外圈轴承、外圈压紧装置、外圈旋转限位、外圈止挡结构和外圈旋转限位，第一轴承座和第一轴承座固定设置在所述基座上，两者两对设置，对于任意轴承组件，所述外圈轴承均安装在对应轴承座内，所述外圈轴端面固定安装在外圈旋转框架上并设置在对应外圈轴承内，外圈轴将外圈旋转框架与对应轴承座连接；外圈旋转框架位于两外圈轴承之间，所述外圈锁紧螺母设置在对应外圈轴上，用于压紧轴承内圈；所述外圈压紧装置设置在对应轴承座上，用于压紧轴承外圈；外圈止挡结构设置在对应轴承座的内侧，用于限制外圈旋转框架的旋转角度；外圈旋转限位可选择地与对应轴承座连接，起到锁死外圈旋转框架旋转的作用；

7、所述内圈轴承组件包括内圈旋转框架、第三轴承座和第四轴承座、以及与第三轴承座和第四轴承座分别对应设置的第三轴承组件和第四轴承组件，外圈旋转框架套设在内圈旋转框架外，第三轴承组件和第四轴承组件均包括内圈轴、内圈锁紧螺母、内圈轴承、内圈压紧装置、内圈止挡结构和内圈旋转限位；所述第三轴承座和第四轴承座分别安装在外圈旋转框架的前后两侧，两者两对设置，对于任意轴承组件，所述内圈轴承均安装在对应轴承座内，两内圈轴承的中心连接与两外圈轴承的中心连线正交，所述内圈轴端面固定安装在内圈旋转框架上，内圈轴还设置在对应的内圈轴承内，内圈轴将内圈旋转框架与外圈旋转框架连接；所述内圈锁紧螺母设置在对应内圈轴上，用于压紧轴承内圈；所述内圈压紧装置设置在外圈旋转框架上，用于压紧轴承外圈；所述内圈止挡组件设置在内圈旋转框架的外侧，与外圈旋转框架配合，用于限制内圈旋转框架的旋转角度；内圈旋转限位可选择地与内圈旋转框架连接，起到锁死内圈旋转框架旋转的作用；

8、所述惯测安装平台固定安装在内圈旋转框架上面；惯测组合固定安装在惯测安装平台上；所述压环用于锁紧惯测组合。

9、进一步地，所述第一轴承座和第二轴承座的其中一个设有卡槽，另一个没有卡槽，对于设有卡槽的轴承座，对应外圈轴承的外圈依靠卡槽定位；对于没有卡槽的轴承座，对应外圈轴承在该轴承座内沿轴向自由移动。

10、进一步地，所述外圈止挡结构的位置设计使得所述外圈旋转框架满足预设角度范围内的俯仰运动，该预设角度范围为±15°范围、±20°范围或者±30°范围。

11、进一步地，所述第三轴承座和第四轴承座的其中一个设有卡槽，另一个没有卡槽，对于设有卡槽的轴承座，对应内圈轴承的外圈依靠卡槽定位；对于没有卡槽的轴承座，对应内圈轴承在该轴承座内沿轴向自由移动。

12、进一步地，所述内圈止挡结构的位置设计使得所述内圈旋转框架满足预设角度范围内的偏转运动，该预设角度范围为±15°范围、±20°范围或者±30°范围。

13、进一步地，所述振动工装还包括多个配平结构，多个配平结构依次串联安装在内旋转框架的下端面上，所述配平结构用于调整整个主体结构的质心位置，以时主体结构的质心位置处在两组轴承对连线交点处。

14、进一步地，所述配平结构上端面和下端面设置有若干螺纹孔，其中，上端面的左上、右下两个位置的螺纹孔为沉头孔；下端面的左下、右上两个位置的螺纹孔也为螺纹孔，以使得配平结构逐个串联安装在内旋转框架下端面上。

15、进一步地，所述配平结构采用不锈钢材料制成。

16、进一步地，基座设计为三个方向均具有安装面的六面体结构。

17、上述技术方案通过设计振动工装的基座、外圈轴承组件和内圈轴承组件相配合，使得惯测组合同时满足±15°等角度范围内的俯仰、偏转运动以及承受外界环境输入的力学振动，能够真实还原惯测组合在旋转状态和振动应力共同作用下的实际载荷工况。同时该振动工装还可以同时满足三个方向的随机振动试验，提高试验效率。

技术特征：

1.一种双自由度旋转叠加振动工装，其特征在于，所述振动工装包括：

2.根据权利要求1所述的一种双自由度旋转叠加振动工装，其特征在于，所述第一轴承座和第二轴承座的其中一个设有卡槽，另一个没有卡槽，对于设有卡槽的轴承座，对应外圈轴承的外圈依靠卡槽定位；对于没有卡槽的轴承座，对应外圈轴承在该轴承座内沿轴向自由移动。

3.根据权利要求1或2所述的一种双自由度旋转叠加振动工装，其特征在于，所述外圈止挡结构的位置设计使得所述外圈旋转框架满足预设角度范围内的俯仰运动，该预设角度范围为±15°范围、±20°范围或者±30°范围。

4.根据权利要求1所述的一种双自由度旋转叠加振动工装，其特征在于，所述第三轴承座和第四轴承座的其中一个设有卡槽，另一个没有卡槽，对于设有卡槽的轴承座，对应内圈轴承的外圈依靠卡槽定位；对于没有卡槽的轴承座，对应内圈轴承在该轴承座内沿轴向自由移动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种双自由度旋转叠加振动工装，其特征在于，所述内圈止挡结构的位置设计使得所述内圈旋转框架满足预设角度范围内的偏转运动，该预设角度范围为±15°范围、±20°范围或者±30°范围。

6.根据权利要求1所述的一种双自由度旋转叠加振动工装，其特征在于，所述振动工装还包括多个配平结构，多个配平结构依次串联安装在内旋转框架的下端面上，所述配平结构用于调整整个主体结构的质心位置，以时主体结构的质心位置处在两组轴承对连线交点处。

7.根据权利要求6所述的一种双自由度旋转叠加振动工装，其特征在于，所述配平结构上端面和下端面设置有若干螺纹孔，其中，上端面的左上、右下两个位置的螺纹孔为沉头孔；下端面的左下、右上两个位置的螺纹孔也为螺纹孔，以使得配平结构逐个串联安装在内旋转框架下端面上。

8.根据权利要求6或7所述的一种双自由度旋转叠加振动工装，其特征在于，所述配平结构采用不锈钢材料制成。

9.根据权利要求1所述的一种双自由度旋转叠加振动工装，其特征在于，基座设计为三个方向均具有安装面的六面体结构。

技术总结
本发明提供一种双自由度旋转叠加振动工装，该振动工装包括基座；主体结构，所述主体结构设置在所述基座上，所述主体结构包括外圈轴承组件、内圈轴承组件、惯测安装平台、惯测组合以及压环，本发明能够真实还原惯测组合在旋转状态和振动应力共同作用下的实际载荷工况。同时该振动工装还可以同时满足三个方向的随机振动试验，提高试验效率。

技术研发人员：杨亚杰,杨星辉,王汝弢,刘晓智,张菁华,刘飞,王永胜
受保护的技术使用者：北京自动化控制设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10