波导开关结构与工艺分析

O八一科技波导开关结构与工艺分析?45?

波导开关结构与工艺分析

宾海霞童庆

(零八一电子集团有限公司,华昌电子有限公司广元628017) 摘要:波导开关是用于微波馈线中相邻通道之间进行相互转换的微波元 件.转子在两极限位置时.其上的波导口与外壳上的波导口应精确对准,才能保 证波导开关的电讯性能要求.文中分析了影响波导口对准的各种因素.结合现有 加工工艺.对零件的加工进行了合理分配.满足了波导口的精度要求,减少了装 配时的调整工作量,同时也降低了生产成本.

关键词:转子波导开关波导口精确对准工艺误差误差传动链

1引言

波导开关是用于微波馈线中相邻通道之间进行相互转换的微波元件.目前主要有四通

波导开关(见图1)和三通波导开关(见图2)两种,其结构主要由外壳,转子和传动链 组成.

图2

?

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波导开关在工作时,电机带动转子正,反转到9O度两极限位置时,必须保证转子上

否则就会对电讯参数造成影响,产生不合的波导口与外壳上的波导121精确对准,

格品.所

以保证波导开关在工作时转子上的波导口与外壳上的波导口精确对准.是保证波导开关质

量的关键,是进行波导开关设计和加工制造时所考虑的重要因素. 2影响波导口精确对准的因素

波导开关的传动链主要由电机,止挡块,转臂,转子,外壳组成.波导开关在工作

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时,波导口是否能精确对准取决于组成波导开关传动链中各零件的误差,这些误差会导致

转子正,反转到9O度两极限位置时,转子上的波导IZl相对外壳上的波导口存在转角误差.

2.1设计误差:对组成波导开关传动链的主要零件和相互关系进行分析.确定合理的

设计要求

2.1.1止挡块的影响

假设传动机构如图3所示.止挡块位于电机转臂的左右侧,限定电机转角为90~.保 证转臂停止在0=?45o位置.其影响因素有挡块的直径误差,转臂的直径误差,两挡块中

心距离误差及对连线O0的对称度误差.它们使转臂在0=?45o位置处产生转角误差?O.

图3

从本传动机构o0n--II~lN/tl:tgq,=(1.1) =,/R得t=—『_一所以=arcth—逊一

一,/2一cos0x/2一cos0

展开为泰勒级数:=dO ……

却:dO一——一d20 ..…

3—2x/2cos021(3—2%/2cos0)

将0:45.代入得:却:一 ……

用A0代替dO,AO代替,则:

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?=一I_? ……

当=0时,则(1.1)式为:=tgO,A0会直接影响转臂位置精确度.根据其对 转臂位置精度的影响程度和现有工艺条件.将上述几项公差定为n.u.n是合适的.在本传动

机构中.取a=0,此时电机旋转中心和转子中心重合,这种结构紧凑,占用空间小. 2.1.2偏心的影响

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由于转子与外壳相对运动.存在的配合间隙,同轴度,轴承的径向游隙等,会使转 子,外壳四波导121分布中心与回转中心不重合,即存在偏心,即使转子位置精确,也会存

在波导口对不准的问题.

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一

图4

如图4所示.设波导121分布的几何中心为O,转子半径为r.外壳上波导口A不动, 转动中心0,波导口几何中心O与回转中心0的距离为e.设转子绕0.转过角时,波 导1:3相对于几何中心转过的角度是.其差Ot一即为偏心所引起的误差A01,为: A=一gesin0[

r

它为按正弦规律变化的角度a的周期函数.

我们考察的是转子在两极限位置的情况,即转子转过90~后的A.将a=90o代入上 式便得:

Aa=(1.2)

r

计算时.分别将外壳内孔与安装轴承的孔的同轴度要求e,转子外径与轴颈的同轴度

要求e2,轴承径向游隙的一半e3代替上式(1.2)中的o,便得它们各自的误差所引起的

转角误差,分别设为:?e,?e2,?e3.

2.1.3外壳和转子上波导口的分布误差的影响

外壳和转子上波导口在圆周上相对回转中心的均匀分布.每个相隔90~,该误差直接

影响到波导121的对准.设计时应对90~角度误差提出要求.

2.2工艺误差

主要包括定位误差,外壳和转子波导口的误差分布,测量误差,累积误差,装配误差 ?

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等.这些都会影响波导开关精度.

3保证波导口精确对准的措施?

根据现有工厂工艺水平,从设计上采取措施对零件的加工误差进行了合理分配.并合

理安排加工工序,既满足波导开关精确要求,又具有经济性.

3.1采用组合式转子

常见的波导开关转子,多采用焊接方式组合而成,可能会产生焊接缺陷影响波导开关

精度,而采用组合式转子则可消除焊接缺陷,如图5所示.

图5

组合式转子

图6

组合式转子采用精密数控铣加工转子主体上分布的腔体.能很好的保证转子上波导口

在园周上相对回转中心的分布误差最小.在腔体加工好后,端面加盖板并用螺钉压紧.转

子就组合而成.

3.2将止挡块与外壳设计为一体.可最大限度止挡块定位加工误差.如图6所示. 3.3采用数控铣或线切割加工波导开关外壳上的波导口,控制其加工误差. 通过以上措施,该波导开关已进行了多个批次生产,合格率在98.5%以上,质量稳 定.

4结束语

本文分析了影响波导开关波导口对不准的因素,以及各因素的影响程度,从而进行了

优化设计,合理分配误差,采取了一系列工艺措施,确保产品各项指标合格,达到使用要

求.

【参考文献J

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1.闺润卿微波技术基础北京理工大学出版社2004 2.胨晓华机械精度设计与测量技术中国计量出版社2008 3.费业泰误差理论与数据处理机械工业出版社2005 4.范索洛机械加工工艺学华东理工大学出版社2007 【作者简介】

宾海霞工程师零八一电子集团科技公司结构室 童庆工程师零八一电子集团华昌电子有限公司微波分厂

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