[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2153649C1 - Method for manufacture of sensitive element of electrostatic gyroscope - Google Patents

Method for manufacture of sensitive element of electrostatic gyroscope Download PDF

Info

Publication number
RU2153649C1
RU2153649C1 RU99109967/28A RU99109967A RU2153649C1 RU 2153649 C1 RU2153649 C1 RU 2153649C1 RU 99109967/28 A RU99109967/28 A RU 99109967/28A RU 99109967 A RU99109967 A RU 99109967A RU 2153649 C1 RU2153649 C1 RU 2153649C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
diameter
hemispheres
suspension
electrodes
Prior art date
Application number
RU99109967/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Г. Щербак
В.Г. Кедров
А.С. Анфиногенов
Ю.А. Ежов
Б.Н. Агроскин
ев Н.И. Бел
Н.И. Беляев
О.И. Парфенов
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" filed Critical Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор"
Priority to RU99109967/28A priority Critical patent/RU2153649C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2153649C1 publication Critical patent/RU2153649C1/en

Links

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of ball gyroscopes with electrostatic rotor suspension. SUBSTANCE: the method consists in shaping of ceramic centering ring and hemispheres of gyro-casing and spherical beryllium rotor, making of suspension film electrodes on the inner spherical surface of each hemisphere, rotor balancing, assembly and vacuum treatment of the sensitive element. The process of rotor balancing is accomplished by monitoring the attainment of the required values of only two parameters-unbalance and shape, determining in this case the actually obtained value of rotor diameter Dr, proceeding from which the suspension film electrodes are treated up to formation of working spherical surface limiting them with diameter De = Dr+2Δ, where Δ - design value of radial clearance between the rotor and electrode suspension sphere. Besides, basing relative to the sphere with diameter De, shaping of the jointing plane and mounting guide members, fixing the hemispheres in the centering ring, is accomplished on each hemisphere. EFFECT: enhanced accuracy and reliability of sensitive element, essentially expanded adaptability to manufacture. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при изготовлении шаровых гироскопов с электростатическим подвесом ротора. The invention relates to the field of precision instrumentation and can be used in the manufacture of ball gyroscopes with electrostatic suspension of the rotor.

Известен способ изготовления чувствительного элемента (ЧЭ) электростатического гироскопа (ЭСГ) [1], содержащий изготовление ротора в виде полой сферы с тонким цилиндрическим наружным фланцем, располагаемым по экватору и определяющим наклон оси вращения ротора, формообразование корпусных элементов гирокамеры в виде двух идентичных полусфер с выполнением на внутренней поверхности полусфер электродов подвеса, сборку гирокамеры с помещенным внутрь ротором, откачку и герметизацию ЧЭ. Фланец ротора в данном случае размещается в кольцевой выборке, предусмотренной в полусферах гирокамеры, при этом фланец и электроды, выполненные в зоне указанной выборки, образуют несколько пар конденсаторов, от которых поступает выходной информационный сигнал. A known method of manufacturing a sensitive element (SE) of an electrostatic gyroscope (ESG) [1], comprising manufacturing a rotor in the form of a hollow sphere with a thin cylindrical outer flange located at the equator and determining the inclination of the axis of rotation of the rotor, shaping the body elements of the gyro camera in the form of two identical hemispheres with execution on the inner surface of the hemispheres of the suspension electrodes, assembly of the gyro camera with the rotor placed inside, pumping and sealing the SE. In this case, the rotor flange is placed in an annular sample provided in the hemispheres of the gyrocamera, while the flange and electrodes made in the area of the indicated sample form several pairs of capacitors, from which an output information signal is supplied.

Главным недостатком приведенного аналога является наличие больших вредных моментов, вызываемых рассеивающими полями, которые сосредотачиваются во фланце, что резко снижает точность и надежность гироскопа. Указанный недостаток устраняется в известном способе ЧЭ ЭСГ с полностью сферическим ротором и системой оптического съема выходной информации [2]. Способ включает изготовление сферического ротора с высокой точностью обработки, формообразование корпусных элементов гирокамеры, фиксацию на внутренней сферической поверхности гирокамеры электродов подвеса посредством использования аксиального давления специальных пружин, сборку и вакуумирование ЧЭ. The main disadvantage of this analogue is the presence of large harmful moments caused by scattering fields that are concentrated in the flange, which sharply reduces the accuracy and reliability of the gyroscope. The specified disadvantage is eliminated in the known method of SE ESG with a fully spherical rotor and a system for optical removal of output information [2]. The method includes manufacturing a spherical rotor with high precision processing, shaping the body elements of the gyro chamber, fixing the suspension electrodes on the inner spherical surface of the gyro chamber by using axial pressure of special springs, assembling and evacuating the SE.

Наиболее существенными недостатками в данном случае являются относительно невысокие функциональные характеристики гироскопа и ограниченные технологические возможности его изготовления. Это связано со сложностью и низкой точностью процесса формообразования системы электродов подвеса, что исключает возможность создания строго равномерного зазора между ротором и сферой, ограничивающий электроды подвеса, и не позволяет варьировать величину этого зазора для создания заданных условий работы гироскопа. The most significant drawbacks in this case are the relatively low functional characteristics of the gyroscope and the limited technological capabilities of its manufacture. This is due to the complexity and low accuracy of the process of forming the system of suspension electrodes, which eliminates the possibility of creating a strictly uniform gap between the rotor and the sphere, limiting the suspension electrodes, and does not allow varying the size of this gap to create the specified operating conditions for the gyroscope.

В качестве прототипа по наибольшему числу общих существенных признаков принят способ изготовления ЧЭ ЭСГ [3], при котором осуществляют формообразование керамических полусфер, керамического центрирующего кольца, и бериллиевого сферического ротора с наружным диаметром, меньшим диаметра внутренней поверхности полусфер, выполнение, например, методом термического испарения в вакууме, на внутренней сферической поверхности полусфер металлических электродов подвеса в виде пленочного покрытия толщиной 2-5 мкм, балансировку ротора с контролем таких параметров, как дисбаланс, форма и диаметр, по достижении определенной величины которых заканчивают балансировку, сборку полусфер с помещенным внутрь ротором на центрирующем кольце, вакуумирование и герметизацию ЧЭ. As a prototype, according to the largest number of common essential features, a method for manufacturing CE ESG [3] was adopted, in which ceramic hemispheres, a ceramic centering ring, and a beryllium spherical rotor with an outer diameter smaller than the diameter of the inner surface of the hemispheres are shaped, for example, by thermal evaporation in vacuum, on the inner spherical surface of the hemispheres of the metal electrodes of the suspension in the form of a film coating with a thickness of 2-5 microns, balancing the rotor with control such parameters as imbalance, shape and diameter, upon reaching a certain value which complete balancing, assembly of hemispheres with the rotor placed inside on the centering ring, evacuation and sealing of the SE.

Недостатками способа-прототипа являются сложность получения требуемого уровня точности и надежности гироскопа и ограниченные технологические возможности процесса его изготовления, что обусловлено:
1) отклонениями рабочей поверхности электродов подвеса от требуемой единой сферы, что связано как с исходной несоосностью внутренней сферической поверхности полусфер относительно посадочных элементов на полусферах, обеспечивающих их фиксацию в центрирующем кольце, так и с возможной разнотолщинностью пленочных электродов подвеса;
2) противоречиями, которые заключаются в необходимости при балансировке ротора обеспечить совокупность требуемых величин одновременно трех параметров: дисбаланса, отклонения формы и диаметра ротора, поскольку устранение дисбаланса методом направленной доводки искажает форму, а восстановление формы, также связанное со съемом материала, ухудшает дисбаланс. Проблема решается путем последовательного приближения к требуемым значениям, однако возникает неопределенность в отношении диаметра ротора, который также задается конкретной величиной, исходя из необходимого зазора между ротором и сферой электродов подвеса. Реально решение в данной технической ситуации лежит в области компромисса, когда расширяются допуски на конечные величины указанных параметров (дисбаланс, искажение формы и диаметр ротора), что, помимо снижения точности ротора, связано с невозможностью обеспечить стабильную величину указанного зазора между ротором и электродами, и определяет неустойчивость функциональных характеристик ЧЭ ЭСГ.
The disadvantages of the prototype method are the difficulty of obtaining the required level of accuracy and reliability of the gyroscope and the limited technological capabilities of the manufacturing process, due to:
1) deviations of the working surface of the suspension electrodes from the required uniform sphere, which is associated both with the initial misalignment of the inner spherical surface of the hemispheres relative to the seating elements on the hemispheres, ensuring their fixation in the centering ring, and with the possible thickness difference of the film suspension electrodes;
2) the contradictions that are necessary when balancing the rotor to provide a combination of the required values simultaneously of three parameters: imbalance, deviation of the shape and diameter of the rotor, since the elimination of the imbalance by the directional fine-tuning method distorts the shape, and the restoration of the shape, also associated with the removal of material, worsens the imbalance. The problem is solved by successively approaching the required values, however, uncertainty arises with respect to the diameter of the rotor, which is also set by a specific value, based on the necessary clearance between the rotor and the sphere of the suspension electrodes. The real solution in this technical situation lies in the field of compromise, when the tolerances on the final values of the specified parameters (imbalance, shape distortion and rotor diameter) are expanded, which, in addition to reducing the accuracy of the rotor, is associated with the inability to ensure a stable value of the specified gap between the rotor and the electrodes, and determines the instability of the functional characteristics of the CE ESG.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и надежности ЧЭ ЭСГ и расширение технологических возможностей. Согласно изобретению указанная цель достигается тем, что пленочные металлические электроды подвеса после окончания процесса балансировки ротора обрабатывают до образования ограничивающей электроды подвеса сферической поверхности диаметром Dэ, определяемым из соотношения:
Dэ= Dp+2Δ,
где Dр - фактический диаметр ротора после окончания балансировки.
The aim of the present invention is to improve the accuracy and reliability of the CE ESG and the expansion of technological capabilities. According to the invention, this goal is achieved in that the film metal suspension electrodes after the end of the balancing process of the rotor are processed until a spherical surface bounding the suspension electrodes with a diameter of D e is determined from the ratio:
D e = D p + 2Δ,
where D p - the actual diameter of the rotor after balancing.

Δ\ - требуемый радиальный зазор между ротором и сферой электродов подвеса,
при этом относительно центра сферы диаметром Dэ на каждой из полусфер осуществляют формообразование плоскости разъема и посадочных элементов, фиксирующих полусферы в центрирующем кольце.
Δ \ is the required radial clearance between the rotor and the sphere of the suspension electrodes,
while relative to the center of the sphere with a diameter of D e on each of the hemispheres, the connector plane and the landing elements fixing the hemispheres in the centering ring are shaped.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена сборка ЧЭ ЭСГ. На чертеже обозначены:
1 - керамические полусферы;
2 - керамическое центрирующее кольцо;
3 - бериллиевый полый ротор;
4 - пленочные электроды подвеса;
5 - гермовводы, выполненные в полусферах 1 для подачи на электроды подвеса 4 электрического потенциала,
6 - плоскости разъема полусфер 1, сопрягаемые при сборке в центрирующем кольце 2,
7 - посадочные элементы полусфер 1 в виде цилиндрических поясков для фиксации в требуемом положении в центрирующем кольце,
8 - внутренний направляющий цилиндр центрирующего кольца 2;
9 - оптическое окно для съема сигнала с ротора;
Dп - диаметр внутренней поверхности полусфер 1;
Dр - фактический диаметр ротора 3 после балансировки;
D'э - исходный диаметр сферы электродов 4;
Dэ - конечный диаметр сферы электродов 4;
Δ - радиальный зазор между ротором 3 и сферой электродов подвеса 4;
О - центр сферической поверхности диаметра Dэ.
The invention is illustrated in the drawing, which shows the assembly of the CE ESG. In the drawing are indicated:
1 - ceramic hemispheres;
2 - ceramic centering ring;
3 - beryllium hollow rotor;
4 - film suspension electrodes;
5 - hermetic inputs made in hemispheres 1 for supplying to the electrodes of the suspension 4 electric potential,
6 - plane of the hemispherical connector 1, mating during assembly in the centering ring 2,
7 - landing elements of the hemispheres 1 in the form of cylindrical belts for fixing in the desired position in the centering ring,
8 - inner guide cylinder of the centering ring 2;
9 - an optical window for picking up a signal from the rotor;
D p - the diameter of the inner surface of the hemispheres 1;
D p - the actual diameter of the rotor 3 after balancing;
D ' e - the initial diameter of the sphere of electrodes 4;
D e - the final diameter of the sphere of electrodes 4;
Δ - radial clearance between the rotor 3 and the sphere of the electrodes of the suspension 4;
About - the center of a spherical surface of diameter D e .

Способ заключается в выполнении совокупности и последовательности следующих технологических операций. The method consists in performing the totality and sequence of the following technological operations.

1. Средствами механической обработки (резание, шлифование, доводка) осуществляют формообразование двух керамических полусфер 1 и керамического центрирующего кольца 2, на котором с требуемой точностью (десятые доли и единицы микрометра) выполняют внутренний направляющий цилиндр 8 и торцевые плоскости. На полусферах 1 формируют внутреннюю сферическую поверхность диаметром Dп, точность обработки (некруглость, шероховатость, допуск на номинальное значение Dп) которой зависит от материала электродов подвеса, толщины пленки, условий последующей обработки электродов и т.д., и для каждого конкретного случая может быть различной. Диаметр цилиндрического пояска посадочных элементов 7 полусфер 1 и смещение плоскостей разъема 6 от центра D'э (на чертеже не показан) сферы диаметра Dп выполняют с учетом их последующей обработки относительно направляющего цилиндра 8 кольца 2 и сферы диаметра Dэ полусфер 1 соответственно.1. Means of machining (cutting, grinding, lapping) carry out the formation of two ceramic hemispheres 1 and a ceramic centering ring 2, on which, with the required accuracy (tenths and units of a micrometer), an internal guide cylinder 8 and end planes are made. On the hemispheres 1, an inner spherical surface with a diameter of D p is formed , the processing accuracy (non-circularity, roughness, tolerance of the nominal value of D p ) which depends on the material of the suspension electrodes, film thickness, conditions for subsequent processing of the electrodes, etc., and for each specific case may be different. The diameter of the cylindrical belt of the landing elements 7 of the hemispheres 1 and the offset of the planes of the connector 6 from the center D ' e (not shown) of the sphere of diameter D p are performed taking into account their subsequent processing relative to the guide cylinder 8 of the ring 2 and the sphere of diameter D e of the hemispheres 1, respectively.

2. На внутренней сферической поверхности полусфер 1 диаметра Dп осуществляют формирование пленочных металлических электродов подвеса 4 с исходным диаметром D'э ограничивающей их сферы. В данном случае может использоваться технология, позволяющая получить толщину покрытия от сотых долей до единиц миллиметров - термическое испарение в вакууме, магнетронное, ноноплазменное напыление и т. д. , в зависимости от технических условий и применяемого материала электродов, которым может быть молибден, титан, хром, тантал и др.2. On the inner spherical surface of the hemispheres 1 of diameter D p , the film metal electrodes of the suspension 4 are formed with the initial diameter D ′ e of the sphere bounding them. In this case, technology can be used to obtain a coating thickness from hundredths to units of millimeters — thermal evaporation in vacuum, magnetron, nonplasma spraying, etc., depending on the technical conditions and the material of the electrodes used, which can be molybdenum, titanium, chrome, tantalum, etc.

Очевидно, что диаметры Dп и D'э определяются исходя из величины съема материала электродов при их окончательной обработке и предполагаемых значений (с учетом допусков и возможных отклонений) диаметра Dр ротора 3 и зазора Δ.
Возможны различные варианты выполнения требуемого рисунка электродов 4 - как на стадии их исходного формообразования с использованием соответствующих масок и трафаретов, так и после окончательной обработки электродов 4 (т.е. получение сферы электродов диаметра Dэ) посредством, например, методов фотолитографни. Для настоящего изобретения это не является принципиальным.
Obviously, the diameters D p and D ' e are determined based on the amount of removal of the material of the electrodes during their final processing and the expected values (taking into account tolerances and possible deviations) of the diameter D r of the rotor 3 and the gap Δ.
There are various options for performing the required pattern of electrodes 4 - both at the stage of their initial shaping using appropriate masks and stencils, and after the final processing of the electrodes 4 (i.e., obtaining a sphere of electrodes of diameter D e ) by, for example, photolithography methods. For the present invention, this is not critical.

Очевидно, что в процессе формообразования в зависимости от реальной конструкции ЧЭ на различных этапах на полусферах 1 посредством пайки или сварки выполняются гермовводы 5 для подачи на электроды электрического потенциала, оптические окна 9 для съема с ротора 3 информационного сигнала. Кроме того, на полусферах 1 и на кольце 2 предусматривается выполнение не указанных на чертеже различных функциональных элементов: узлов крепления микронасоса для поддержания в ЧЭ вакуума, гермовводов для снятия заряда с ротора, опорных узлов для посадок ротора и т.д., что не является существенным для данного изобретения. It is obvious that in the process of shaping, depending on the actual design of the CE, at various stages on the hemispheres 1, by means of soldering or welding, the hermetic inputs 5 are made to feed the electric potential to the electrodes, optical windows 9 are used to pick up the information signal from the rotor 3. In addition, on hemispheres 1 and on ring 2, it is envisaged to perform various functional elements not indicated on the drawing: attachment points of a micropump to maintain a vacuum in the CE, pressure glands for removing charge from the rotor, support nodes for landing of the rotor, etc., which is not essential for this invention.

3. Исходя из конкретной конструкции ЧЭ ЭСГ, изготавливают заготовку сферического ротора 3, например, посредством диффузионной сварки по плоскостям разъема двух одинаковых бериллиевых полусфер с переменной от полюса к экватору толщиной стенки, что обеспечивает создание требуемого момента инерции ротора. После операции диффузионной сварки осуществляют балансировку ротора 3 с использованием методов направленной доводки для устранения дисбаланса до необходимого уровня и обкатки в трехпритирочном устройстве, обеспечивающем получение сферы требуемой точности. Конкретное значение конечного диаметра Dр ротора 3 при этом не задается.3. Based on the specific design of the CE ESG, a blank of a spherical rotor 3 is made, for example, by diffusion welding along the connector planes of two identical beryllium hemispheres with wall thickness variable from pole to equator, which ensures the creation of the required rotor inertia moment. After the diffusion welding operation, the rotor 3 is balanced using directional refinement methods to eliminate imbalance to the required level and run-in in a three-lapping device, which ensures obtaining the sphere of the required accuracy. The specific value of the final diameter D r of the rotor 3 is not specified.

При необходимости на финишном этапе обработки обкатка может совмещаться с операцией асферизации для придания ротору формы эллипсоида вращения, вытянутого вдоль оси симметрии, что позволяет обеспечить сферическую форму ротора при его вращении на рабочих оборотах (десятки тысяч оборотов в минуту) за счет возникающих при этом центробежных сил. If necessary, the run-in at the finishing stage of processing can be combined with an aspherization operation to give the rotor an ellipsoid shape of rotation elongated along the axis of symmetry, which allows for the spherical shape of the rotor when it rotates at working revolutions (tens of thousands of revolutions per minute) due to the centrifugal forces that arise .

Очевидно, что получение ротора 3 с заданными значениями дисбаланса и формы осуществляется путем последовательного приближения, используя поочередно операции направленной доводки и сферодоводки. По достижении требуемых величин указанных параметров балансировку заканчивают и определяют фактически полученный при этом диаметр Dр ротора 3. В данном случае устраняется неопределенность, имеющая место в способе-прототипе и связанная с необходимостью одновременно обеспечивать совокупность трех взаимообусловленных параметров - дисбаланса, формы и диаметра ротора. В конечном счете, это существенно улучшает условия процесса формообразования ротора в целом и позволяет повысить точность его формы и минимизировать дисбаланс.Obviously, the receipt of the rotor 3 with the given values of imbalance and shape is carried out by successive approximation, using alternately the operations of directional refinement and spherical finishing. Upon reaching the required quantities of said balancing parameters finish and define virtually obtained when the diameter D r of the rotor 3. In this case, eliminating the uncertainty which occurs in the prototype and the method associated with the need to simultaneously provide a combination of three interrelated parameters - imbalance, shape and diameter of the rotor. Ultimately, this significantly improves the conditions of the shaping process of the rotor as a whole and allows to increase the accuracy of its shape and minimize imbalance.

Реально, учитывая существующий уровень технологии, значения конечных диаметров Dр роторов конкретного типа могут отличаться на величину не более 0,1 мм, учитываемую, как указывалось выше, при определении диаметров Dп и D'э в процессе формообразования керамических полусфер 1 и пленочных электродов подвеса 4.Actually, taking into account the current level of technology, the values of the final diameters D p of rotors of a particular type can differ by no more than 0.1 mm, taken into account, as indicated above, when determining the diameters D p and D ' e in the process of forming ceramic hemispheres 1 and film electrodes suspension 4.

4. Исходя из фактически полученного диаметра Dр ротора 3 и величины зазора Δ, определяемой техническими требованиями и условиями функционирования ЧЭ, производят обработку (например, с помощью грибкового притира) пленочных электродов подвеса 4 до образования ограничивающей их рабочей сферической поверхности диаметром Dэ= Dp+2Δ. Современная технология доводки с использованием соответствующих материалу электродов доводочных паст и конфигураций притиров в сочетании с бесконтактными (оптическими) средствами метрологии позволяет обеспечить точность геометрии поверхности электродов 4 в пределах десятых долей микрометра.4. Based on the actually obtained diameter D r of the rotor 3 and the clearance Δ, determined by the specifications and conditions of operation of CHE produce processed (e.g., via a fungal lapping) suspension of film electrodes 4 to form limits their working a spherical surface with a diameter D e = D p + 2Δ. The modern technology of lapping using the materials of lapping pastes and lapping configurations appropriate to the material in combination with non-contact (optical) metrology means ensures the accuracy of the surface geometry of the electrodes 4 within tenths of a micrometer.

5. Базируясь относительно центра О полученной сферы электродов 4 диаметром Dэ, на каждой полусфере 1 производят финишную обработку посадочных элементов 7, представляющих собой цилиндрический поясок, обеспечивая строгую соосность этого пояска сфере электродов диаметром Dэ и согласованность его диаметра с диаметром направляющего цилиндра 8 центрирующего кольца 2. Далее на полусферах 1 выполняют плоскости разъема 6, перпендикулярные оси указанного цилиндрического пояска посадочных элементов 7, с расположением на этих плоскостях центров О сферы электродов 4.5. Based on the center O of the obtained sphere of electrodes 4 with a diameter of D e , on each hemisphere 1 finish processing of the landing elements 7, which are a cylindrical girdle, ensuring strict alignment of this girdle to the sphere of electrodes with a diameter of D e and consistency of its diameter with the diameter of the guide cylinder 8 of the centering rings 2. Next, on the hemispheres 1, the planes of the connector 6 are made, perpendicular to the axis of the indicated cylindrical girdle of the landing elements 7, with the centers О с located on these planes electrodes 4.

6. Осуществляют очистку и сборку полученных узлов ЧЭ, помещая внутрь полусфер 1 ротор 3 и устанавливая полусферы 1 в центрирующем кольце 2 со стыковкой их по плоскостям разъема 6, получая плоскость сопряжения, в которой будет лежать общий центр О единой сферы электродов 4 диаметра Dэ. Очевидными являются необходимые дополнительные сборочные операции - размещение на торцевых поверхностях кольца 2 уплотнителя (индиевая проволока), подсоединение микронасоса и штенгеля для откачки ЧЭ и т.д., что не является принципиальным для настоящего изобретения и на чертеже не обозначено.6. Carry out the cleaning and assembly of the obtained SE units by placing the rotor 3 inside the hemispheres 1 and installing the hemispheres 1 in the centering ring 2 with their joints on the planes of the connector 6, obtaining a mating plane in which the common center O of the single sphere of electrodes 4 of diameter D e . The necessary additional assembly operations are obvious — placing a sealant (indium wire) on the end surfaces of the ring 2, connecting a micropump and a plug for pumping the SE, etc., which is not critical for the present invention and is not indicated in the drawing.

7. Далее собранный ЧЭ устанавливают на вакуумный откачной пост, вакуумируют (через технологический штенгель) обезгаживают и герметизируют (при использовании штенгеля посредством его перекусывания). 7. Next, the assembled SE is installed on a vacuum pumping station, vacuumized (through the technological plug), degassed and sealed (when using the plug by biting it).

В предлагаемой технологии процесс балансировки ротора 3 основан на достижении требуемых значений только двух основных параметров - остаточного дисбаланса и формы,
По окончании балансировки определяется фактический диаметр Dр ротора 3. В целом эго позволяет получить значительно меньший дисбаланс ротора 3 при одновременном улучшении геометрии, что существенно повышает точность ротора и, в конечном счете, точность и надежность ЧЭ ЭСТ. Взаимообусловленной в данном случае является операция финишной доводки электродов подвеса 4 исходя из фактического значения диаметра Dр ротора 3 для получения требуемой величины зазора Δ, которая может определяться напряжением подвеса, жесткостью подвеса и другими характеристиками, задаваемыми условиями функционирования ЧЭ ЭСГ. Возможность использования различных типов роторов и варьирования величиной зазора Δ и другими указанными характеристиками значительно расширяет области применения ЧЭ ЭСГ в части его целевого назначения для решения различных задач.
In the proposed technology, the process of balancing the rotor 3 is based on the achievement of the required values of only two main parameters - residual imbalance and shape,
Upon completion of the balancing determined actual diameter D r of the rotor 3. In general, the ego allows for a much smaller unbalance of the rotor 3 while improving the geometry, which significantly improves the accuracy of the rotor and, ultimately, the precision and reliability of ChE ect. Relational in this case is finish polishing operation suspension electrodes 4 on the basis of the actual value of diameter D r of the rotor 3 to obtain the desired size of the gap Δ, which may be defined suspension stress, stiffness and other characteristics of the suspension, definable operation conditions ChE ESG. The possibility of using various types of rotors and varying the gap Δ and other specified characteristics significantly expands the scope of application of ES ESG in terms of its intended use for solving various problems.

При этом финишная доводка электродов позволяет устранить возможные отклонения рабочей поверхности электродов от требуемой сферы, исключить влияние разнотолщинности пленочного покрытия на геометрию внутренней сферы гирокамеры, дает возможность использовать в качестве электродов пленочные покрытия больших толщин (до 1 мм), стабилизируя их электрические свойства. At the same time, the finishing of the electrodes allows eliminating possible deviations of the working surface of the electrodes from the required sphere, eliminating the influence of the thickness of the film coating on the geometry of the inner sphere of the gyro chamber, makes it possible to use film coatings of large thicknesses (up to 1 mm) as electrodes, stabilizing their electrical properties.

Более эффективным является и формирование посадочных элементов 7 и плоскостей разъема 6 на полусферах 1 относительно окончательно выполненной сферы электродов 4 диаметром Dэ, что позволяет в процессе сборки ЧЭ с высокой точностью обеспечить получение единой сферы электродов 4 гирокамеры с центром симметрии О.More effective is the formation of the seating elements 7 and the planes of the connector 6 on the hemispheres 1 relative to the finally completed sphere of the electrodes 4 with a diameter of D e , which makes it possible to ensure the production of a single sphere of electrodes 4 of the gyrocamera with the center of symmetry O with high accuracy.

В целом это значительно повышает точность и надежность ЧЭ ЭСГ и существенно расширяет технологические возможности его изготовления. In general, this significantly increases the accuracy and reliability of the CE ESG and significantly expands the technological capabilities of its manufacture.

Таким образом, поставленная цель достигнута, что обеспечивается единством существенных признаков способа, их устойчивой взаимосвязью и взаимообусловленностью, соблюдением принципа необходимости и достаточности признаков. Thus, the goal has been achieved, which is ensured by the unity of the essential features of the method, their stable relationship and interdependence, compliance with the principle of necessity and sufficiency of signs.

Предлагаемый способ был опробован в ЦНИИ "Электроприбор" при изготовлении опытных образцов ЧЭ ЭСТ различных типов, в том числе бескарданный вариант, с получением положительных результатов, которые показали существенные преимущества данной технологии по сравнению с известными техническими решениями-аналогами. The proposed method was tested at the Central Research Institute "Elektropribor" in the manufacture of prototypes of CEE ECT of various types, including a gimbal-free version, with the receipt of positive results that showed significant advantages of this technology compared to the well-known technical solutions-analogues.

В настоящее время на предприятии отрабатывается техническая документация для использования способа в серийном производстве электростатических гироскопов. Currently, the company is working out technical documentation for using the method in the mass production of electrostatic gyroscopes.

Технико-экономическая эффективность способа заключается в расширении технологических возможностей производства гироприборов, повышении их точности и надежности, повышении эффективности систем и комплексов, где эти гироскопы используются. Technical and economic efficiency of the method consists in expanding the technological capabilities of the production of gyroscopes, increasing their accuracy and reliability, increasing the efficiency of systems and complexes where these gyroscopes are used.

Литература
1. Langford R.C. - "AIAA Paper N 65-401, AIAA 2nd Annual Meeting". 1965, Yuly, 26-29, (русск. пер. "Вопросы ракетной техники", 1966, N 9; с. 68-89).
Literature
1. Langford RC - "AIAA Paper N 65-401, AIAA 2 nd Annual Meeting". 1965, Yuly, 26-29, (Russian trans. "Questions of rocket technology", 1966, N 9; p. 68-89).

2. П. И. Малеев, "Новые типы гироскопов". Л., Судостроение. 1971 г., с, 19-24. 2. P. I. Maleev, “New types of gyroscopes”. L., Shipbuilding. 1971, p. 19-24.

3. А.Г.Щербак, В.Г.Кедров "Технология прецизионной диффузионной сварки в точном приборостроении", СПб, ГНЦ РФ-ЦНИИ "Электроприбор", 1997 г., стр. 7-10. 3. A.G. Scherbak, V.G. Kedrov, “Precision diffusion welding technology in precision instrumentation”, St. Petersburg, State Research Center of the RF Central Scientific Research Institute Elektropribor, 1997, pp. 7-10.

Claims (1)

Способ изготовления чувствительного элемента электростатического гироскопа, содержащий формообразование керамических полусфер, керамического центрирующего кольца и бериллиевого сферического ротора с наружным диаметром, меньшим диаметра внутренней сферической поверхности керамических полусфер, выполнение на внутренней сферической поверхности каждой полусферы пленочных металлических электродов подвеса, балансировку ротора с контролем параметров, по достижении определенной величины которых заканчивают балансировку, сборку керамических полусфер с помещенным внутрь ротором на центрирующем кольце, вакуумирование и герметизацию чувствительного элемента, отличающийся тем, что пленочные металлические электроды подвеса после окончания процесса балансировки ротора обрабатывают до образования ограничивающей электроды подвеса сферической поверхности диаметром Dэ, определяемым из соотношения
Dэ= Dp+2Δ,
где Dр - фактический диаметр ротора после окончания балансировки;
Δ - требуемый радиальный зазор между ротором и электродами подвеса,
при этом относительно центра сферы диаметром Dэ на каждой из полусфер осуществляют формообразование плоскости разъема и посадочных направляющих элементов, фиксирующих полусферы в центрирующем кольце.
A method of manufacturing a sensitive element of an electrostatic gyroscope, comprising shaping ceramic hemispheres, a ceramic centering ring and a beryllium spherical rotor with an outer diameter smaller than the diameter of the inner spherical surface of the ceramic hemispheres, performing film suspension metal electrodes on the inner spherical surface, balancing the rotor with parameter control, according to reaching a certain value which complete balancing, assembly of kera of hemispheres with a rotor placed inside the centering ring, evacuating and sealing the sensing element, characterized in that the film metal suspension electrodes after the end of the balancing process of the rotor are processed to form a spherical surface bounding the suspension electrodes with a diameter D e determined from the relation
D e = D p + 2Δ,
where D p - the actual diameter of the rotor after balancing;
Δ is the required radial clearance between the rotor and the suspension electrodes,
while relative to the center of the sphere with a diameter of D e on each of the hemispheres, the plane of the connector and the landing guide elements fixing the hemispheres in the centering ring are shaped.
RU99109967/28A 1999-05-17 1999-05-17 Method for manufacture of sensitive element of electrostatic gyroscope RU2153649C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109967/28A RU2153649C1 (en) 1999-05-17 1999-05-17 Method for manufacture of sensitive element of electrostatic gyroscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109967/28A RU2153649C1 (en) 1999-05-17 1999-05-17 Method for manufacture of sensitive element of electrostatic gyroscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2153649C1 true RU2153649C1 (en) 2000-07-27

Family

ID=20219743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99109967/28A RU2153649C1 (en) 1999-05-17 1999-05-17 Method for manufacture of sensitive element of electrostatic gyroscope

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2153649C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460971C2 (en) * 2011-04-18 2012-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Method of making cryogenic gyro
RU2498224C1 (en) * 2012-06-05 2013-11-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Manufacturing method of rotor of electrostatic gyroscope
CN105466425A (en) * 2015-12-16 2016-04-06 北京航天控制仪器研究所 Spherical inertial stabilization platform
RU2579156C1 (en) * 2015-03-05 2016-04-10 Евгений Алексеевич Артюхов Electrostatic gyroscope
CN105508818A (en) * 2015-12-16 2016-04-20 北京航天控制仪器研究所 Spherical inertially-stabilized platform adopting triangular hollowed-out structures
RU2592748C1 (en) * 2015-05-18 2016-07-27 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method for making electrostatic gyroscope rotor
RU2648023C1 (en) * 2016-11-30 2018-03-21 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method of balancing of gyroscopic chamber of two-stage float-type gyroscope
RU2678707C1 (en) * 2017-11-23 2019-01-31 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method of manufacturing sensitive element of cryogenic gyroscope

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Щербак А.Г. и др. Технология прецизионной диффузионной сварки в точном приборостроении. Санкт-Петербург, ГНЦ РФ - ЦНИИ "Электроприбор", 1997, с.7 - 10. *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460971C2 (en) * 2011-04-18 2012-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Method of making cryogenic gyro
RU2498224C1 (en) * 2012-06-05 2013-11-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Manufacturing method of rotor of electrostatic gyroscope
RU2579156C1 (en) * 2015-03-05 2016-04-10 Евгений Алексеевич Артюхов Electrostatic gyroscope
RU2592748C1 (en) * 2015-05-18 2016-07-27 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method for making electrostatic gyroscope rotor
CN105466425A (en) * 2015-12-16 2016-04-06 北京航天控制仪器研究所 Spherical inertial stabilization platform
CN105508818A (en) * 2015-12-16 2016-04-20 北京航天控制仪器研究所 Spherical inertially-stabilized platform adopting triangular hollowed-out structures
CN105508818B (en) * 2015-12-16 2017-11-28 北京航天控制仪器研究所 A kind of spherical inertial stabilized platform with triangle engraved structure
CN105466425B (en) * 2015-12-16 2019-01-11 北京航天控制仪器研究所 A kind of spherical inertial stabilized platform
RU2648023C1 (en) * 2016-11-30 2018-03-21 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method of balancing of gyroscopic chamber of two-stage float-type gyroscope
RU2678707C1 (en) * 2017-11-23 2019-01-31 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method of manufacturing sensitive element of cryogenic gyroscope

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2153649C1 (en) Method for manufacture of sensitive element of electrostatic gyroscope
EP0583329B1 (en) Process for the manufacture of a multipolar elongate-electrode lens or mass filter
US3585866A (en) Gyroscope flexure hinge suspension
CN109396966B (en) Method for processing concave spherical crown or concave spherical ring surface by multi-magnet arrangement annular magneto-rheological polishing tool
CN112648989A (en) Device and method capable of being simultaneously used for harmonic oscillator annealing and vacuum butt joint
CN108508234A (en) Orthogonal Electrostatically suspended accelerometer sensitive structure
US20060013537A1 (en) Optical fiber connector-use ferrule an optical fiber connector structure, and ferrule connecting sleeve
US4158771A (en) Ion filter and method of making the same
CN112161617B (en) Axisymmetric resonator
RU2592748C1 (en) Method for making electrostatic gyroscope rotor
JP3732301B2 (en) Magnetic electric rotor with claws and method of manufacturing such a rotor
CN109058288A (en) Angular contact ball bearing
RU2193159C1 (en) Gyroscope box of electrostatic gyroscope
CN110130999A (en) Structure housing for axial-flow turbine engine
RU2286535C1 (en) Method for making a rotor of spherical gyroscope
CN209012255U (en) A kind of high-accuracy sized cross roller bearings of block insert type for being easy to remove stage makeup and costume
CN109807696B (en) Method for processing low-eccentricity meniscus lens
RU2678706C1 (en) Method of manufacturing sensitive element of cryogenic gyroscope
JPH11195378A (en) Manufacture of rotating positive electrode unit for x-ray tube
CN207788441U (en) Camshaft positions clamping end face gas check
RU2164665C1 (en) Process of manufacture of rotor of ball gyroscope
RU2743492C1 (en) Ball gyroscope rotor manufacturing method
RU2812538C1 (en) Method for manufacturing electrostatic gyroscope rotor
RU2289790C1 (en) Method of making rotor of ball gyroscope
RU2085348C1 (en) Method of diffusion welding of hemispheres of ball gyro rotor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050518