能夠持續(xù)輸出高電壓的機(jī)輪速度傳感器及其設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】一種能夠持續(xù)輸出高電壓的機(jī)輪速度傳感器及其設(shè)計(jì)方法。所述能夠持續(xù)輸出高電壓的機(jī)輪速度傳感器中，與軸承內(nèi)徑配合的轉(zhuǎn)子軸的直徑在公差為范圍內(nèi)與軸承內(nèi)徑選配，并且軸承與轉(zhuǎn)子軸的過盈量范圍為0.001～0.003mm；軸承內(nèi)徑分別為轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的間隙δ為0.1～0.25mm；軸承間距為10mm；轉(zhuǎn)子的齒寬為7.2～7.3mm。本發(fā)明通過合理控制轉(zhuǎn)子與齒環(huán)之間的間隙和軸承間距，并合理控制配合公差，提高了機(jī)輪速度傳感器的使用壽命及使用可靠性。
【專利說明】能夠持續(xù)輸出高電壓的機(jī)輪速度傳感器及其設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及飛機(jī)剎車系統(tǒng)附件領(lǐng)域，具體是一種機(jī)輪速度傳感器在高轉(zhuǎn)速條件下 輸出商電壓的設(shè)計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)輪速度傳感器用于飛機(jī)電防滑剎車系統(tǒng)中，國(guó)外早在1970年就已將電磁感應(yīng) 式機(jī)輪速度傳感器用于飛機(jī)剎車系統(tǒng)，將機(jī)輪速度變化信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。
[0003] 現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外機(jī)輪速度傳感器的轉(zhuǎn)速范圍為：2000r/min?3000r/min，輸出電壓要 求范圍為0. 3V?0. 6V，且采用機(jī)輪速度傳感器的軸和機(jī)輪同軸的安裝方式。美國(guó)的波音飛 機(jī)等均采用這種機(jī)輪速度傳感器。但是，在使用中會(huì)遇到機(jī)輪速度傳感器與機(jī)輪不是同軸 安裝的情況，在這種情況下機(jī)輪速度傳感器的轉(zhuǎn)速達(dá)到18000r/min，且要求輸出電壓大于 IV0
[0004] 在這種使用條件下，提出了在高轉(zhuǎn)速條件下輸出電壓大于IV的設(shè)計(jì)方法。
[0005] 機(jī)輪速度傳感器安裝于飛機(jī)剎車機(jī)輪上，用于檢測(cè)機(jī)輪在著陸剎車過程中的轉(zhuǎn)速 變化電壓信號(hào)。飛機(jī)在著陸防滑剎車過程中，機(jī)輪速度傳感器將機(jī)輪的轉(zhuǎn)速變化轉(zhuǎn)化為電 壓信號(hào)傳給控制盒，控制盒將此電壓信號(hào)和基準(zhǔn)電壓比較后，給伺服閥輸出防滑剎車控制 電流，伺服閥接收控制盒的電壓信號(hào)，輸出受控的剎車壓力。
[0006] 機(jī)輪速度傳感器是按照電磁感應(yīng)原理工作的，在給產(chǎn)品輸入勵(lì)磁電流后，通電的 工作線圈便產(chǎn)生了一個(gè)恒定磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)通過轉(zhuǎn)子、齒環(huán)形成一個(gè)閉合磁路。
[0007] 機(jī)輪速度傳感器的工作原理是：飛機(jī)著陸剎車時(shí)，轉(zhuǎn)子軸由機(jī)輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，齒環(huán)安 裝在機(jī)輪速度傳感器的殼體上不動(dòng)，形成轉(zhuǎn)子與齒環(huán)之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中， 轉(zhuǎn)子上的齒與齒環(huán)上的齒相對(duì)位置變化，當(dāng)轉(zhuǎn)子齒頂與齒環(huán)齒頂相對(duì)時(shí)，氣隙磁阻最小，通 過的磁通量最大；當(dāng)轉(zhuǎn)子齒低與齒環(huán)的齒底相對(duì)時(shí)，氣隙磁阻最大，通過的磁通量最小。氣 隙磁阻變化導(dǎo)致磁路中磁通量變化，變化時(shí)磁通量使工作線圈產(chǎn)生了一個(gè)交變感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)。當(dāng)機(jī)輪速度傳感器的輸出電壓為正弦波時(shí)，便于剎車系統(tǒng)中的控制盒采集電壓信號(hào)，因 此，要求機(jī)輪速度傳感器的電壓輸出波形為正弦波。輸出電壓信號(hào)的頻率變化代表飛機(jī)機(jī) 輪轉(zhuǎn)速的變化。
[0008] 機(jī)輪速度傳感器輸出電壓信號(hào)的大小取決于控制盒采集打滑電壓信號(hào)大小的需 求。
[0009] 當(dāng)機(jī)輪速度傳感器工作中出現(xiàn)轉(zhuǎn)子與齒環(huán)之間的卡滯時(shí)，就會(huì)引起無(wú)電壓信號(hào)輸 出的故障。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)輪速度傳感器內(nèi)部轉(zhuǎn)子軸與軸承配合采用間隙配合。當(dāng)轉(zhuǎn)子

【權(quán)利要求】
1. 一種能夠持續(xù)輸出高電壓的機(jī)輪速度傳感器，包括軸承、轉(zhuǎn)子和軸；所述能夠持 續(xù)輸出高電壓的機(jī)輪速度傳感器結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同；其特征在于，與軸承內(nèi)徑配合 的轉(zhuǎn)子軸的直徑在公差為?07mm范圍內(nèi)與軸承內(nèi)徑選配，并且軸承與轉(zhuǎn) 子軸的過盈量范圍為〇? OOl?〇? 003mm ;軸承內(nèi)徑分別為參7%艦、07：；:、07:；；:、 和腿;轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的間隙5為〇? 1?〇? 25謹(jǐn)； 軸承間距為IOmm ;轉(zhuǎn)子的齒寬為7. 2?7. 3mm。
2. -種設(shè)計(jì)權(quán)利要求1所述能夠持續(xù)輸出高電壓的機(jī)輪速度傳感器的設(shè)計(jì)方法，其特 征在于，具體過程是： 步驟1，確定影響機(jī)輪速度傳感器輸出電壓幅值的因素： 影響機(jī)輪速度傳感器感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的因素有轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的 間隙S、通磁面積S和安匝數(shù)F ; 步驟2,確定影響轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的間隙S :具體過程是： I確定影響轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的間隙S的因素，有轉(zhuǎn)子軸與軸 承內(nèi)環(huán)的配合、軸承孔的間距兩項(xiàng)； II確定轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間間隙S的尺寸，S =0.1?0.25mm; III測(cè)量軸承孔內(nèi)徑公差并對(duì)該公差分組，通過分組的方法提高軸承與軸承孔的配合精 度； IV將轉(zhuǎn)子軸試驗(yàn)樣件按直徑公差大小分組制造，根據(jù)軸承內(nèi)孔精度，從間隙配合到過 盈配合制造轉(zhuǎn)子軸，取得從間隙配合--過渡配合--過盈配合的完整數(shù)據(jù)，并從中獲取 適用于能夠持續(xù)輸出高電壓的機(jī)輪速度傳感器的非標(biāo)準(zhǔn)配合； V測(cè)試確定滿足壽命要求的轉(zhuǎn)子軸與軸承內(nèi)孔的配合，依次取不同尺寸公差的軸承， 與不同軸徑尺寸公差的轉(zhuǎn)子軸組合進(jìn)行壽命測(cè)試，在測(cè)試過程中未出現(xiàn)故障的組合為合格 的組合； VI確定機(jī)輪速度傳感器內(nèi)兩個(gè)軸承相鄰定位表面之間的間距，以減小轉(zhuǎn)子軸在旋轉(zhuǎn)過 程中的擺動(dòng)量，使外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的間隙S在18000r/min的旋轉(zhuǎn)條件下 保持不變，達(dá)到輸出電壓大于IV的設(shè)計(jì)要求； W用具有不同相鄰定位表面之間的間距的軸承分別與確定的不同轉(zhuǎn)子軸/軸承內(nèi) 環(huán)配合并進(jìn)行測(cè)試，確定滿足輸出電壓要求的相鄰定位表面之間的間距，且兩軸承同軸安 裝； 步驟3,確定不同轉(zhuǎn)子的垂直磁場(chǎng)方向的面積S 轉(zhuǎn)子的齒寬與轉(zhuǎn)子的垂直磁場(chǎng)方向的面積S成正比例，通過減小轉(zhuǎn)子的齒寬實(shí)現(xiàn)減小 轉(zhuǎn)子的垂直磁場(chǎng)方向的面積S ; 所述確定不同轉(zhuǎn)子的垂直磁場(chǎng)方向的面積S是采用步進(jìn)法減小轉(zhuǎn)子的齒寬； 確定不同轉(zhuǎn)子的垂直磁場(chǎng)方向的面積S時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)子不同的齒寬^分組，其中i的范圍 為1?10,齒寬的減小步長(zhǎng)與測(cè)試精度成正比；當(dāng)轉(zhuǎn)子的外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間 間隙S的范圍確定后，依次取不同齒寬的轉(zhuǎn)子，并將各不同齒寬的轉(zhuǎn)子依次與所述轉(zhuǎn)子的 外齒齒頂與齒環(huán)的內(nèi)齒齒頂之間的不同的間隙S進(jìn)行組合測(cè)試，確定輸出電壓大于1.2V 的齒寬； 將分組后的轉(zhuǎn)子分別裝入傳感器并采用常規(guī)方法測(cè)試各傳感器的輸出電壓，若分組中 不同齒寬轉(zhuǎn)子的測(cè)試數(shù)據(jù)滿足將輸出電壓提高到的1.2V要求，該組測(cè)試結(jié)束；測(cè)試數(shù)據(jù)作 為制造轉(zhuǎn)子的數(shù)據(jù)； 若分組中不同齒寬轉(zhuǎn)子的測(cè)試數(shù)據(jù)不滿足將輸出電壓提高到的I. 2V要求，該組測(cè)試 結(jié)束，并繼續(xù)按分組進(jìn)行測(cè)試，直至滿足輸出電壓大于I. 2V的要求。
【文檔編號(hào)】B64F5/00GK104354876SQ201410620567
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】劉忠平, 喬建軍, 牛祖軍, 韓亞國(guó), 劉輝 申請(qǐng)人:西安航空制動(dòng)科技有限公司