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智能定制装备为“大国利器”注入新活力

发布时间:2017-08-21 10:02   类型:解决方案   人浏览


近期朱日和阅兵、战狼2热映,中国向全世界展示了何谓“中国力量”。虽未投入实战,但军工实力的发展,全世界有目共睹,陆基和海基力量的发展得到了充分的证实。在空中部署方面,随着今年歼-20攻击机正式进入空军序列,为适应军事形势的变化,研制最新型远程战略轰炸机,部署三位一体的军事力量迫在眉睫。

新型轰炸机的“新”,体现在其与众不同的发射结构上,主要指标之一是挂点数量。同时,要求在多挂点的基础上,实现快速填装,确保安全可靠。在方案设计过程中,战斗机研制专家组多次讨论,多次更改,但在可靠性方面依旧达不到要求。由于北钢联在高精尖、军工领域具有丰富的装备定制研发经验,研制专家组特地寻求他们的协助。经过紧锣密鼓的技术专题会讨论,北钢联技术团队创造性的提出了利用高精密角度自动补偿回旋定位装置验证发射机构(CSRL)可靠性的实验方案,巧妙的解决了困扰军事专家的难题,并成功将其应用于新型战略轰炸机上。

回旋机构工程样机的核心技术参数是角度回转定位精度,此设备主要用于功能性验证:回旋机械结构是否满足实际发射需要,同时验证软件控制系统是否能有效的控制此设备,从机械、电气两个方面进行实验验证。回转滚筒分正反两个方向,每旋转60°后要求角度误差≤±3arc.min。精度保证是必定的,否则在实战中,旋转角度未达标,可能导致机毁人亡的惨剧。

该设备驱动机构中所用的伺服电机、减速机是带有特殊功能的定制设备,其产品性能已经确定,减速器的齿轮间背隙为7arc.min。当回旋机构转向发生改变时,减速器的齿轮背隙将成为影响回转定位误差的因子。此时,即便其他传动机构回转误差为0,也无法满足回转精度要求。为了改善驱动机构的旋转定位精度,需要开发背隙更小的减速器,但这样研发成本过高,研发周期极长,而且现有技术无法实现。

 

1 设备总结构示意图

驱动机构由伺服电机、减速器、连接法兰、旋转变压器、回转支承转接盘、回转支承、转接盘轴、电动推杆、销轴导向等组成。由专家团队进行编程将PLC、伺服电机、减速器、旋转变压器等组件形成闭环控制。PLC发出脉冲信号控制电机带动减速器旋转60°,减速器输出轴通过键与转接盘轴保证旋转角度的绝对一致,转接盘轴与旋转变压器的转子固定,最终通过旋转变压器角度反馈给PLC来对驱动控制进行纠偏实现闭环控制,该套系统在旋向不变的情况下能够满足旋转角度≤60°±3arc.min

 

2 核心驱动机构剖面图

当旋向发生改变时,PLC控制电机反向旋转60°后电机停止,并控制电动推杆带动定位销轴在销轴导向内向前滑动,将销轴插入转接盘轴内的定位孔内。定位销轴为前端加工有倒角的光轴,此倒角可作为锥度导向,保证即便存在减速器自有的背隙误差7 arc.min的情况下,也能将定位销轴插入转接盘轴的定位孔内。定位销轴倒角最小端插入后通过电动推杆的推力克服驱动机构旋转部分的摩擦力将旋转轴盘自动找正,找正后的角度精度取决于旋转盘轴定位孔的分度精度和内径公差,以及定位销轴的外径公差,这些公差均可通过加工保证因此,旋转后的角度精度可以满足≤±3arc.min

如何在不增加大量成本的前提下,快速响应军方要求,实现解决方案,显得格外棘手。表面上不可能实现的任务,后经过反复论证,调整思路:既然目前无法降低减速器的背隙,那么就想办法将减速器背隙误差对角度定位的影响降低到最小。回旋机构在初次启动和持续朝一个方向旋转时,减速器的背隙并不影响回转定位的角度精度,只有在转向发生改变时,减速器的背隙才会使定位角度发生最大7arc.min的误差。该技术通过机械机构上的强制,以外力作用自动找正。在不更换减速器型号,不对减速器背隙7arc.min提出更严苛条件的情况下,也没有盲目的进行低背隙高精度减速器的研发,只是增加了一套机械定位销,通过机械定位销的强制定位,不但使此回旋装置的角度回转精度达到了≤±3arc.min,而且花费甚微。由北钢联所承制的回旋装置为新型战略轰炸机的研制提供了难能可贵的地面实验依据。

战略旋转发射架正式应用后,能够提高战机的灵活性,降低成本,增强快速反应能力,不同于常规武器的外挂式结构,无需更换架体,就能挂载其他类型,大大满足了飞行任务复杂性的需求。未来,此发射架结构还将应用于陆军、海军,对其战力的增强效果将更为显著。

 

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