采用标准轴承的光电经纬仪轴系误差修正

　　1　引　言

　　轴系是决定跟踪架整体精度的重要部件。目前跟踪架的轴系主要为水平轴系和垂直轴系,垂直轴系为平面止推型垂直轴系,它由平面止推垂直轴承和径向轴承组成,径向轴承决定旋转轴在水平面的位置,起设备的置中作用;而平面止推轴承由上下两个平面止推环和多排钢球组成,它决定旋转轴在空间的指向,旋转轴线的指向误差即是垂直轴晃动。水平轴系为单端止推的简支结构。平面止推轴承是由钢球和两个止推环组成的,所以钢球和止推环端面的误差(主要是平面度)是轴系晃动的主要误差来源[1-3]。在研制过程中为了保证较高的精度,止推环断面误差即其平面度主要靠刮研保证,因此其加工周期长、加工费用高且通用性、维修性差。

　　由于小型化光电仪器(重量在500 kg以下)研制周期很短,因此对跟踪架轴系的简单化和维修互换性要求很高。滚动轴承是高度标准化的机械零件,有着多种尺寸规格和精度等级的系列型号,可以在相当广的范围内满足仪器的需求。同时由于其维护方便,并能承受一定的径向和轴向载荷,因而得到了广泛的应用。基于以上的因素,本文提出了用标准轴承代替现有的研磨止推轴承的方法,力求能在保证一定精度要求下较大地降低轴系加工难度,缩短加工周期和降低加工成本。

　　2　误差消除原理及方法

　　2.1　误差源分析[4-6]

　　采用标准轴承后,影响跟踪架轴系回转精度的因素有:

　　(1)配合表面不圆度的影响:与标准轴承配合的轴等相关零部件的制造精度要达到要求。

　　(2)配合间隙的影响:轴承与相关零件的配合间隙要满足实际工作要求。

　　(3)滚动轴承径向跳动的影响:径向跳动对回转轴系来说影响较大,分为轴承内圈的径向跳动和轴承外圈的径向跳动。轴承外圈的径向跳动。在跟踪架轴系中内圈转动、外圈固定,滚动轴承外圈没有径向跳动;对于内圈转动、外圈固定的情况,轴的安装中心线为内径中心线,而轴的回转中心线为滚道中心线。若滚道为理想圆,但滚道圆与内径圆之间存在偏心,在回转时轴将有径向跳动。若滚道圆与内径圆没有偏心,但滚道圆有椭圆度误差时,轴在回转时仍会产生径向跳动。

　　(4)滚动轴承轴向跳动的影响。

　　(5)轴承游隙的影响:标准轴承的游隙使得轴和轴承有偏心,使用时可以通过预紧等措施调整游隙。

　　(6)滚动体直径差的影响:滚动体的直径差会影响滚动轴承的跳动。

　　在跟踪架轴系研制过程中,与轴承配合件需要精密加工,并采取过盈配合、调整游隙等方法来减少配合表面不圆度的影响、配合间隙的影响和轴承游隙的影响。而对于所选用的标准轴承,其本身的径向跳动、轴向跳动和滚动体直径差是在出厂时就确定的,它们对系统精度的影响在特定条件下就很明显。因此,采用标准轴承轴系后,如何减少标准轴承自身误差带来的影响将成为提高跟踪架轴系精度的重要问题。