[发明专利]一种基于质心加载的马达轴向间隙测量装置与测量方法

说明书

本发明提供了一种基于质心加载的马达轴向间隙测量装置与测量方法，该装置包括测量工装(10)、马达加载机构、径向测量机构、径向微调机构、轴向测量机构(7)、马达轴向旋转机构(11)和马达姿态翻转机构(12)。通过设置马达加载机构，在测量的过程中保证了加载力通过马达的质心；通过对马达径向间隙的测量和精确调整，保证了轴向间隙测量前径向姿态的准确；最终利用重力作用实现了马达轴向间隙的高精度测量，提高了马达生产过程中轴肩环零件的修研合格率和生产效率。本发明中测量装置与测量方法一次装夹操作即可完成轴向间隙测量，实现马达间隙的自动加载、转位和重复测量的目的。

技术领域

本发明涉及一种基于质心加载的马达轴向间隙测量装置与测量方法，属于航天惯性器件精密检测技术领域。

背景技术

半球型动压气体轴承陀螺电机(半球马达)作为高精度、长寿命陀螺仪表的心脏，其定子组件和转子体之间存在间隙且表面存在沟槽，当转子体旋转时会将外界空气吸入间隙内形成动压力，使转子体表面与定子组件表面脱离接触。其轴承的承载能力主要取决于轴承工作间隙，一般轴向间隙和径向间隙要求2～4μm。装配过程中，通过不断修研马达轴轴肩环的长度来达到调整马达球碗和球头间隙的目的。图1示出半球马达轴向间隙的结构示意图。

目前马达生产过程中，缺乏高精度的轴向间隙测量手段，当测量不准确，带来轴肩环修研过量时造成零件报废。当前的一种方法是依靠高精度三坐标测试仪，对轴承偶件半球和球碗分别进行检测，但存在测量误差较大，且测量周期较长，需要专业检测人员操作等缺点。另一种方法是采用人工的方法针对轴向间隙钩挂砝码，使用电容传感器进行测量，详见中国发明专利“一种半球型动压马达轴承间隙测量装置及方法”，但该专利技术存在加载精度差、测量步骤繁琐等问题。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种基于质心加载的马达轴向间隙测量装置与测量方法，通过设置马达加载机构，在测量的过程中保证了加载力通过马达的质心；通过对马达径向间隙的测量和精确调整，保证了轴向间隙测量前径向姿态的准确；最终利用重力作用实现了马达轴向间隙的高精度测量，提高了马达生产过程中轴肩环零件的修研合格率和生产效率；该装置和方法一次装夹操作即可完成轴向间隙测量，实现马达间隙的自动加载、转位和重复测量的目的，从而完成本发明。

本发明提供了的技术方案如下：

第一方面，一种基于质心加载的马达轴向间隙测量装置，该测量装置包括测量工装、马达加载机构、径向测量机构、径向微调机构、轴向测量机构、马达轴向旋转机构和马达姿态翻转机构；其中，

测量工装为壳体结构，在其内部轴向固定马达，并在壳体上负载马达加载机构、径向测量机构、径向微调机构和轴向测量机构；

马达加载机构包括右重力块和左重力块，右重力块和左重力块为圆环柱体，分别沿马达轴线布置于其右侧和左侧，定位于马达外圆周且与马达间隙配合；

径向测量机构用于测量马达的径向间隙；

径向微调机构用于根据径向测量机构的测量结果调整马达的姿态；

轴向测量机构沿马达的轴线布置，用于测量马达的轴向间隙；

测量工装固定于马达轴向旋转机构上，并由马达轴向旋转机构带动，沿着马达的轴线旋转；

马达轴向旋转机构固定于马达姿态旋转机构上，并由马达姿态旋转机构带动，绕垂直于马达轴线的方向进行旋转。

第二方面，一种基于质心加载的马达轴向间隙测量方法，通过上述第一方面所述的测量装置实施，该测量方法包括以下步骤：

步骤1，将待测量马达装夹在测量工装上，旋转所述马达姿态翻转机构，使马达轴线水平；