半球动压电机装配锁紧力矩量化控制技术

崔 砚，侯 建，王长峰，周 曦，焦春波，张福礼

(北京航天控制仪器研究所，北京 100039)

半球动压轴承电机在装配过程中，电机轴与两端螺母锁紧配合。锁紧力过小，陀螺电机在测试过程中，配合零件易发生松动，会引起轴向间隙变化，质心不稳定[1-2]；锁紧力过大，会造成电机轴承微变形，导致电机轴承间隙变化及性能参数变化，影响电机的精度稳定性和可靠性[3-4]。

本文对半球动压轴承电机两端螺母的锁紧力矩控制进行研究，通过电机装配预紧力仿真计算，结合电机装配验证试验，对螺母锁紧力矩进行量化控制，并对试验数据进行分析研究，解决了半球动压轴承电机装配过程中的瓶颈问题，使电机自身的可靠性和稳定性大幅提高。

1 动压电机螺母预紧力分析

半球动压电机(见图1)定子部分由轴系两端用锁紧螺母锁紧左右两端半球，保证电机轴系的质心稳定性，同时在气膜支承作用下，在一定程度上保证转子的质心稳定性。因此，螺母锁紧力矩的大小对电机质心的稳定性起着重要的作用[5-6]。目前，电机两端螺母的锁紧力矩是由装配人员根据经验及手劲的大小控制，拧紧力矩分散性较大。

图1 半球动压电机局部示意图

若螺母锁紧力矩过小：1)可能会导致电机在长期固定位置放置或通电后，存在精度稳定性问题[7]；2)在过载条件下，轴承负载增加，会增大半球与轴肩端面间沿负载方向的作用力，导致振动精度超差等问题[8]。

若螺母锁紧力矩过大：1)会导致电机轴、半球产生较大的内应力，会增加应力释放、平衡的时间，同样不利于电机的稳定性[9-10]；……