УПРУГИЙ ПОДВЕС ДИНАМИЧЕСКИ НАСТРАИВАЕМОГО ГИРОСКОПА

Изобретение относится к области точного приборостроения и предназначено для улучшения эксплуатационных характеристик прецизионных динамически настраиваемых гироскопов (ДНГ), которые находят широкое применение в авиационных, морских и космических навигационных системах. Цель изобретения - повышение точности гироскопа путем уменьшения смещения центров масс кардановых колец за счет крепления упругих перемычек к втулке подвеса и валу в одной плоскости.

Известен упругий подвес ДНГ, который изготавливается из одной заготовки [1] . Перемычки такого подвеса образованы двумя рядом расположенными отверстиями, а кардановы кольца секторными щелями, расположенными в трех концентрических окружностях. На фиг.1 и фиг.2 показана конструкция такого подвеса, состоящая из втулки 1, на которую устанавливается кольцеобразный маховик, вала 2, двух кардановых колец 3 и 6, развернутых относительно друг друга в плоскости вращения маховика на 90^o, наружных упругих перемычек 4, соединяющих карданово кольцо с маховиком, и внутренних перемычек 5, соединяющих карданово кольцо с валом и развернутых в плоскости вращения маховика на 90^o относительно наружных перемычек. Такой подвес называется подвесом с параллельным соединением кардановых колец.

I-I - плоскость, в которой наружные перемычки 4 соединяются с втулкой 1 (фиг.1) или внутренние перемычки 5 с валом 2 (фиг.2).

II-II - плоскость, в которой внутренние перемычки 5 соединяются с валом 2 (фиг.1) или наружные перемычки 4 с втулкой 1 (фиг.2).

Плоскости I-I и II-II параллельны и расположены симметрично относительно координатных осей Х и Y, образующих экваториальную плоскость маховика. Исходя из того, что материалы маховика и подвеса имеют разные коэффициенты линейного расширения, то при изменении температуры под действием растягивающей или сжимающей силы в перемычках подвеса будут возникать напряжения. Для одного карданова кольца растягивающая сила F₁ будет расположена в плоскости I-I, а для другого кольца сила F₂ в плоскости II-II. Под действием силы F₁ происходит изгиб перемычек 5 и смещение центра тяжести карданова кольца вдоль оси Z в положительном направлении. Аналогично под действием силы F₂ изгиб перемычек 5 другого карданова кольца и смещение его центра тяжести в отрицательном направлении. Из-за несимметрии теплового поля силы F₁ и F₂ будут неравны. Реальная жесткость перемычек 4 и 5 не является идентичной. Поэтому появится разностный момент от смещения центров кардановых колец и температурный дрейф ДНГ.

Изобретение позволяет повысить точность гироскопа путем уменьшения смещения центров масс кардановых колец при изменении температуры за счет крепления упругих перемычек к втулке подвеса и валу для одного карданова кольца в одной плоскости. Принципиальная конструкция такого подвеса показана на фиг.3 и фиг.4.

Упругий подвес содержит втулку 1, на которую устанавливается кольцеобразный маховик, вал 2, два кардановых кольца 3 и 6, развернутых относительно друг друга в плоскости вращения маховика на 90^o, наружные упругие перемычки 4, соединяющие карданово кольцо с маховиком, и внутренние перемычки 5, соединяющие карданово кольцо с валом и развернутые в плоскости вращения маховика на 90^o относительно наружных перемычек. Плоскости I-I и II-II параллельны и расположены симметрично относительно координатных осей Х и Y, образующих плоскость маховика.

Основания упругих перемычек, соединяющих карданово кольцо 3 (фиг.3) с валом 2 и втулкой 1, находятся в одной плоскости II-II. Для второго карданова кольца 6 (фиг.4) основания упругих перемычек расположены в плоскости I-I. В этом случае растягивающая сила F₁ лежит в плоскости крепления упругих перемычек карданова кольца к валу 2 и втулке 1 и не вызывает их изгиба, а следовательно, и смещения центра тяжести карданова кольца вдоль оси Z. Аналогично растягивающее действие силы F₂ не приведет к смещению центра тяжести другого карданова кольца.

При опробовании новой конструкции подвеса было установлено, что замена в ДНГ упругого подвеса уменьшает температурный дрейф гироскопа с 0,04 ^o/час ^oС до 0,004 ^o/час ^oС.

Источник информации
1. Пельпор Д. С. и др. Динамически настраиваемые гироскопы. М.: Машиностроение, 1888, c.121-155.