一種伺服作動器適應內(nèi)置板片式位移傳感器安裝機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種安裝機構(gòu)，特別是一種伺服作動器適應內(nèi)置板片式位移傳感器安裝機構(gòu)，屬于航天伺服系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前航天運載系列型號上廣泛采用了電反饋伺服作動器方案；近年來，隨著電子產(chǎn)品可靠性的不斷提高，在航天導彈武器上的應用也越來越廣泛，大量的戰(zhàn)術(shù)以及新一代戰(zhàn)略武器伺服系統(tǒng)均采用了電反饋伺服作動器方案。電反饋伺服作動器是一種伺服閥位于控制回路的前向通道，位移傳感器位于反饋通道，并通過伺服控制器內(nèi)部算法實現(xiàn)位置閉環(huán)的伺服作動器。
[0003]電反饋伺服作動器主要由作動器直屬件、伺服閥、位移傳感器、壓差傳感器、流體連接器、氟塑料軟管和密封圈等組成。其功能是伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，推動發(fā)動機噴管做全軸擺動。其工作原理:伺服控制器接收控制系統(tǒng)的指令信號和位移傳感器的位置信號，并經(jīng)過控制器內(nèi)部閉環(huán)控制算法處理后，將比較后的信號輸出至伺服閥，驅(qū)動伺服閥力矩馬達控制伺服閥的滑閥開度，使活塞桿按照指令信號運動。由于位移傳感器作為反饋元件，其輸出準確性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到電反饋伺服作動器的功能和性能的可靠性。
[0004]航天使用的伺服作動器安裝空間十分緊湊，因此內(nèi)置位移傳感器一般采用分體式結(jié)構(gòu)方案，即電刷組件與電阻組件在結(jié)構(gòu)上相互獨立，它們之間的相對關(guān)系取決于作動器活塞桿與其配合部分共同形成的結(jié)構(gòu)，因此電反饋伺服作動器內(nèi)置傳感器安裝結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強壯性與提高傳感器本身的可靠性、環(huán)境適應性密切相關(guān)。
[0005]基于空間、重量及體積的限制，電刷結(jié)構(gòu)安裝結(jié)構(gòu)只能采用懸臂結(jié)構(gòu)，其距離作動器支撐點的距離一般很大，當產(chǎn)品在進行振動試驗時，其較長的懸臂結(jié)構(gòu)使得電刷部位的振動被放大，導致電刷組件相對與電阻組件劇烈相對運動，使電阻組件的表面導電塑料層被磨損破壞，使傳感器的輸出電壓線性度超差直至無電壓輸出，伺服作動器因閉環(huán)反饋回路斷路而開環(huán)運動至極限位置，當兩臺產(chǎn)品同時安裝至發(fā)動機噴管負載臺時，最惡劣的情況將導致發(fā)動機噴管超擺動范圍要求而損壞。因此，如何提高該型伺服作動器內(nèi)置板片式位移傳感器安裝機構(gòu)的可靠性是實現(xiàn)該型伺服作動器穩(wěn)定可靠工作的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種伺服作動器適應內(nèi)置板片式位移傳感器安裝機構(gòu)，利用減磨圈、角接觸球軸承以及雙側(cè)防轉(zhuǎn)銷等結(jié)構(gòu)件，避免懸臂支撐的同時防止板片意外偏轉(zhuǎn)以及磨損，在特定的結(jié)構(gòu)安裝位置上使作動器內(nèi)置位移傳感器工作時更為可靠，既滿足了航天伺服系統(tǒng)對緊湊空間的要求，又實現(xiàn)了內(nèi)置分體板片式位移傳感器的可靠工作，大幅提高了該型電反饋伺服作動器的可靠度。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0008]一種伺服作動器適應內(nèi)置板片式位移傳感器安裝機構(gòu)，其特征在于:包括角接觸球軸承、第一防轉(zhuǎn)銷、電阻組件、電刷組件、第二防轉(zhuǎn)銷、減磨圈、活塞桿和鎖緊螺母；
[0009]所述角接觸球軸承的個數(shù)為2，所述電刷組件安裝在兩個角接觸球軸承中間；所述電阻組件安裝在作動器殼體上，電刷組件的刷絲與電阻組件接觸，形成閉合電路；
[0010]所述活塞桿為同軸兩階型圓柱形結(jié)構(gòu)，包括第一階圓柱形結(jié)構(gòu)和第二階圓柱形結(jié)構(gòu)，第二階圓柱形結(jié)構(gòu)活動安裝在作動器殼體內(nèi)的圓柱形通孔中，第一階圓柱形結(jié)構(gòu)穿過兩個角接觸球軸承，且與兩個角接觸球軸承內(nèi)圈過盈安裝，鎖緊螺母安裝在第一階圓柱形結(jié)構(gòu)突出兩個角接觸球軸承的部分；
[0011]所述第一防轉(zhuǎn)銷和第二防轉(zhuǎn)銷將電刷組件和作動器殼體進行連接，防止電刷組件沿角接觸球軸承的軸向轉(zhuǎn)動。
[0012]所述作動器殼體內(nèi)開有圓環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)安裝有減磨圈，且減磨圈與活塞桿面接觸。
[0013]所述作動器殼體內(nèi)的圓環(huán)形凹槽距離作動器殼體內(nèi)的圓柱形通孔右端面的距離為:23.5mm?29.1_，所述圓柱形通孔的右端面為圓柱形通孔朝向第一階圓柱形結(jié)構(gòu)的端面。
[0014]所述作動器殼體內(nèi)的圓環(huán)形凹槽與活塞桿同軸。
[0015]所述減磨圈為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，材料為特開斯來圈GR6500210-T47。
[0016]所述角接觸球軸承為同型號外圈分離型角接觸球軸承，且背對背安裝。
[0017]所述電刷組件為馬鞍型結(jié)構(gòu)。
[0018]所述第一防轉(zhuǎn)銷和第二防轉(zhuǎn)銷沿活塞桿軸線軸對稱。
[0019]所述第一防轉(zhuǎn)銷和第二防轉(zhuǎn)銷的一端為外螺紋結(jié)構(gòu)，另一端為圓柱狀結(jié)構(gòu)；所述外螺紋端與電刷組件連接，另一端嵌入到作動器殼體上與活塞桿平行的導向槽內(nèi)，導向槽內(nèi)徑與圓柱狀結(jié)構(gòu)的外徑成間隙配合關(guān)系，與圓柱狀結(jié)構(gòu)的圓弧部分配合滑動。
[0020]所述第一階圓柱形結(jié)構(gòu)的直徑為第二階圓柱形結(jié)構(gòu)直徑的1/4。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0022](I) 一般的減磨圈應用主要是降低活塞桿與殼體之間的磨損，提高活塞桿使用壽命，本發(fā)明除了此種功用外，起到了重要的支撐作用；本發(fā)明采用一個減磨圈安裝于作動器活塞桿懸臂支撐接觸的根部附近，減磨圈外圈嵌入在伺服作動器殼體內(nèi)，活塞桿從減磨圈內(nèi)環(huán)中穿出，并與減磨圈內(nèi)環(huán)接觸，對作動器活塞桿端部安裝位移傳感器的懸臂結(jié)構(gòu)進行支撐，避免了現(xiàn)有技術(shù)中的懸臂支撐，極大的減輕了由于懸臂結(jié)構(gòu)造成的工作過程中的振動放大，使振動時電刷的運動位移減小，增強了力學環(huán)境適應性；
[0023](2)在安裝傳感器“馬鞍”型電刷組件的兩側(cè)固定防轉(zhuǎn)銷，防轉(zhuǎn)銷一端與電刷組件固定，另一端嵌入到與作動器活塞桿平行導向槽內(nèi)，導向槽內(nèi)表面進行表面硬化處理，與防轉(zhuǎn)銷圓弧狀端部配合滑動，導向槽內(nèi)徑與防轉(zhuǎn)銷外徑成間隙配合關(guān)系；以活塞桿軸線為中心的對稱位置上各有一個防轉(zhuǎn)銷；以上這些結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對電刷組件的平衡并導向支撐活塞桿運動，提高了工作穩(wěn)定性，同時，防止了由于活塞桿旋轉(zhuǎn)造成位移傳感器板片的意外翻轉(zhuǎn)；為防止上下刷握由于作動器活塞桿的以軸線為中心的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，避免造成刷握刷絲與電阻膜和導電條接觸時發(fā)生偏斜，在垂直于活塞桿軸線的方向上設(shè)置的兩個防轉(zhuǎn)銷，一方面防止刷握上刷絲的偏轉(zhuǎn)，另一方面提高位移傳感器處于懸臂支撐的結(jié)構(gòu)可靠性，同時確保位移傳感器隨作動器活塞桿運動的平穩(wěn)性。
[0024](3)本發(fā)明采用“背對背”角接觸球軸承安裝防轉(zhuǎn)銷，在“馬鞍”型電刷組件端面軸向兩側(cè)各安裝一個“背對背”的角接觸球軸承，軸承外圈安裝于電刷組件相應內(nèi)孔，作動器活塞桿尾部從其內(nèi)圈穿出，一方面承擔伺服作動器活塞桿軸向動載荷，另一方面減小由于活塞桿沿自身軸向的轉(zhuǎn)動造成防轉(zhuǎn)銷的徑向受力，防止內(nèi)置板片轉(zhuǎn)動的同時降低了對位移傳感器電阻組件上電阻膜的磨損，提高了可靠性。
[0025](4)本發(fā)明中的活塞桿尾部采用階梯軸的形式，在安裝馬鞍型電刷組件處直徑縮小為活塞桿主體直徑的1/4，這樣一方面便于電刷組件的安裝調(diào)試，另一方面極大的減小了活塞桿懸臂支撐端部的質(zhì)量，實現(xiàn)了在狹小空間內(nèi)高強度力學環(huán)境下的活塞桿的運動穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明中安裝機構(gòu)的剖視圖；
[0027]圖2為本發(fā)明中安裝機構(gòu)的側(cè)視圖；
[0028]圖3為本發(fā)明中電刷組件的結(jié)構(gòu)圖，其中，(a)為電刷組件主視圖；(b)為電刷組件俯視圖；
[0029]圖4為本發(fā)明中防轉(zhuǎn)銷的結(jié)構(gòu)圖，其中，(a)為防轉(zhuǎn)銷主視圖；(b)為防轉(zhuǎn)銷側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行進一步的詳細描述。
[0031]如圖1為本發(fā)明中安裝機構(gòu)的剖視圖，如圖2所示為本發(fā)明中安裝機構(gòu)的側(cè)視圖，從圖1和圖2可知，本發(fā)明中的安裝機構(gòu)包括角接觸球軸承1、第一防轉(zhuǎn)銷2、電阻組件3、電刷組件4、第二防轉(zhuǎn)銷5、減磨圈6、活塞桿7和鎖緊螺母8。
[0032]所述角接觸球軸承I的個數(shù)為2，為同型號外圈分離型角接觸球軸承，且背對背進行安裝，軸承接觸角為15°，軸承內(nèi)、外圈及滾動體材料為9Crl8，保持架材料為模壓聚酰亞胺；
[0033]圖3為本發(fā)明中電刷組件