熱真空環境下的高精度傳動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種熱真空環境下的高精度傳動裝置，涉及熱真空實驗裝置領域。利用傳動軸上套裝的磁芯組件起到密封作用；傳動軸上套裝兩個氣浮套，通過無磁性座上的徑向進氣孔供氣，可在傳動軸上形成穩定的氣膜，兩個氣浮套間隔一定的距離，對傳動軸形成氣浮支撐，防止傳動軸出現彎曲，由于氣浮裝置無摩擦的優點，避免了普通軸承的摩擦力對轉矩測量的影響，進一步提高了測試精度。被測件過質心懸掛，被測件輸出軸通過聯軸器與傳動軸固定連接，熱真空下被測件會產生變形，采用懸掛使得其處于自由狀態，避免了變形時因剛性連接而引起的連接軸心偏移的問題，當熱真空環境穩定后，通過鎖緊裝置將被測件與下安裝橫梁固定，再進行轉矩的加載。
【專利說明】熱真空環境下的高精度傳動裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及熱真空環境下的高精度傳動裝置。
【背景技術】
[0002]熱真空試驗是指在規定的真空和熱循環條件下檢驗被測件的性能和功能的試驗。熱真空試驗不僅需要有能模擬外太空真空環境的真空模擬系統，而且需要有能對設備進行驅動或加載以模擬機構所受驅動及負載裝置，同時還要具備實時高精度測量設備的轉矩、轉角及轉速等信息的能力。
[0003]在對被測件進行扭轉加載的熱真空試驗中，由于熱真空環境下，傳感器、動力設備的可靠性下降，使用壽命縮短，測試過程中難以控制，因此常采用熱真空外模擬系統即真空罐外測試。罐外測試是指通過密封裝置將轉矩傳遞到真空罐的外部，轉矩的測試在真空罐外進行。
[0004]如罐外加載及測量裝置通過傳動軸與罐內的待測電機輸出軸固定進行測試，以分析熱真空環境下電機的各個特性，如果還需測量電機的空載特性，在測試過程中需要將電機輸出軸與傳動軸脫開，這在熱真空環境下難度很大。若被測件為聯軸器等，需要雙向出軸與罐外加載及測量裝置連接。
[0005]熱真空試驗系統常采用磁流體密封傳動裝置與真空罐內被測件連接，旋轉磁流體密封軸一方面可以滿足保證熱真空環境密封要求，另一方面也可以實現真空罐外對罐內的動力傳遞，如專利申請號為200710068382.1的“真空設備傳動軸用磁流體密封傳動裝置”就公開了一種采用檢測精度高、可靠性好的磁流體密封傳動裝置。專利申請號為201010243123.X的“磁流體密封裝置”也公開了一種磁性密封裝置；由于傳感器等測量裝置位于熱真空模擬系統外，這就使得對熱真空模擬環境內被測件信息的測量成了間接測量，磁流體密封傳動裝置自身摩擦功耗小，但是磁流體密封軸兩側需軸承支撐來保證不發生偏轉，如果使用軸承支撐，軸承的摩擦力會對轉矩測量產生極大的影響；被測件通過磁流體密封傳動裝置與罐外的加載及測量裝置固定相連，由于被測件在熱真空環境下會產生變形，而被測件固定在罐內，變形會影響被測件與磁流體密封軸的連接，使其連接軸心發生改變，產生偏轉等影響測試的結果。
實用新型內容
[0006]針對熱真空扭轉試驗中被測件形變及磁流體密封傳動裝置的摩擦影響等問題，本實用新型提供一種消除摩擦力的、不受被測件變形影響的熱真空環境下高精度傳動裝置。
[0007]本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是:一種熱真空環境下的高精度傳動裝置，它包括傳動軸、氣浮套、無磁性座、鎖緊裝置、磁芯組件，傳動軸穿過熱真空罐通過被測件輸出軸連接被測件；所述氣浮套包括第一氣浮套和第二氣浮套；所述磁芯組件、第一氣浮套、第二氣浮套依次套裝在傳動軸上，所述磁芯組件和第一氣浮套、第一氣浮套和第二氣浮套之間間隔一定的距離；所述無磁性座套裝在第一氣浮套、第二氣浮套、磁芯組件上，所述傳動軸與第一氣浮套、第二氣浮套之間有微小間隙，所述無磁性座上設有兩個徑向進氣孔，所述徑向進氣孔分別與兩個氣浮套上的進氣腔相通，所述無磁性座左端與熱真空罐固定，所述無磁性座右端安裝端蓋，所述無磁性座位于磁芯組件與第一氣浮套的間隙部分及第一氣浮套和第二氣浮套的間隙部分沿徑向均布泄氣孔；所述傳動軸穿過熱真空罐壁，所述傳動軸的左端與被測件輸入軸通過聯軸器連接，所述傳動軸右端外接熱真空罐外加載設備和扭矩測量裝置；
[0008]所述熱真空罐內裝有上安裝橫梁和下安裝橫梁；
[0009]所述上安裝橫梁上裝有兩個定滑輪，所述兩個定滑輪上繞有拉繩，所述拉繩的兩端分別連接被測件和減重塊，所述拉繩的作用點過被測件質心；
[0010]所述鎖緊裝置安裝在熱真空罐內的下安裝橫梁上；
[0011]所述鎖緊裝置包括球形支撐桿、凸輪、定滑塊、動滑塊、導軌座、固定座和彈簧，所述導軌座固定在下安裝橫梁上，所述定滑塊固定套裝在導軌座上，所述動滑塊可滑動的套裝在導軌座上，所述定滑塊和動滑塊之間安裝有彈簧，所述球形支撐桿固定在被測件的底部，所述球形支撐桿的球形下端位于動滑塊和定滑塊之間，所述凸輪的凸輪端與動滑塊接觸，所述凸輪的另一端固定在旋桿上，所述旋桿左端通過下安裝橫梁上的固定座支撐，右端穿過熱真空罐引出到罐外；
[0012]所述磁芯組件包括環形磁極、永磁鐵，所述永磁鐵位于兩塊環形磁極之間，所述環形磁極的內表面上設有極齒凹槽，所述極齒凹槽與傳動軸的微小間隙間設有密封用磁性流體；所述無磁性座上設有磁性流體灌裝孔；
[0013]所述無磁性座與熱真空罐間設有第一〇型密封圈，所述兩塊環形磁極與無磁性座之間安裝有設第二〇型密封圈，所述第一、第二氣浮套外圈與無磁性座之間安裝有第三〇型密封圈。
[0014]熱真空下進行扭剛度實驗，升降溫過程中，旋轉所述旋桿帶動凸輪旋轉作用在定滑塊上松開球形支撐桿，此時被測件可自由變形；待溫度穩定后進行測量時，旋轉所述旋桿帶動凸輪旋轉作用在定滑塊上夾緊球形支撐桿，從而固定被測件。
[0015]本實用新型的設計思路及優點表現在:傳動軸上套裝的磁芯組件起到密封作用；傳動軸上套裝兩個氣浮套，通過無磁性座上的徑向進氣孔供氣，可在傳動軸上形成穩定的氣膜，兩個氣浮套間隔一定的距離，對傳動軸形成氣浮支撐，防止傳動軸出現彎曲，由于氣浮裝置無摩擦的優點，避免了普通軸承的摩擦力對轉矩測量的影響，進一步提高了測試精度。
[0016]被測件過質心懸掛，被測件輸出軸通過聯軸器與傳動軸固定連接，熱真空下被測件會產生變形，采用懸掛使得其處于自由狀態，避免了變形時因剛性連接而引起的連接軸心偏移的問題，當熱真空環境穩定后，通過鎖緊裝置將被測件與下安裝橫梁固定，再進行轉矩的加載。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是熱真空環境下的高精度傳動裝置示意圖。
[0018]圖2是圖1是左視圖。【具體實施方式】
[0019]下面將結合附圖，對本實用新型進行進一步的解釋說明。
[0020]結合附圖1和2，一種熱真空環境下的高精度傳動裝置，包括傳動軸21、氣浮套、無磁性座19、鎖緊裝置、磁芯組件、熱真空罐27和被測件6，傳動軸21通過兩個氣浮套與無磁性座19連接，氣浮套包括第一氣浮套201和第二氣浮套202，磁芯組件、第一氣浮套201、第二氣浮套202依次套裝在傳動軸上，磁芯組件和第一氣浮套201、第一氣浮套201和第二氣浮套202、之間分別間隔一定的距離，傳動軸21與第一氣浮套201、第二氣浮套202之間有微小間隙，無磁性座19套裝在第一氣浮套201、第二氣浮套202、磁芯組件上，無磁性座19上有兩個徑向進氣孔18，徑向進氣孔18分別與第一氣浮套201和第二氣浮套202上的進氣腔相通，無磁性座19左端與熱真空罐27通過螺栓固定,無磁性座19右端安裝端蓋22,無磁性座19位于兩個氣浮套間隙部分及第一氣浮套201與磁芯組件間隙部分沿徑向均布泄氣孔17，熱真空灌的壁上設有圓孔，傳動軸21穿過熱真空罐上的圓孔其左端與被測件輸入軸7通過聯軸器8連接，傳動軸21右端與熱真空罐27外加載設備、扭矩測量裝置連接。
[0021]熱真空罐內的裝有上安裝橫梁11和下安裝橫梁I ;兩根橫梁平行設置。
[0022]上安裝橫梁上11裝有兩個定滑輪9，兩個定滑輪9上繞有拉繩10，拉繩10的兩端分別連接被測件6和減重塊12，拉繩10的作用點過被測件質心；
[0023]鎖緊裝置安裝在熱真空罐內的下安裝橫梁I上。鎖緊裝置包括球形支撐桿5、凸輪23、定滑塊25、動滑塊4、導軌座24、彈簧26，導軌座24固定在下安裝橫梁I上，定滑塊25固定套裝在導軌座24上，動滑塊4可滑動的套裝在導軌座24上，定滑塊25和動滑塊4之間安裝有彈簧26，球形 支撐桿5固定在被測件6的底部，球形支撐桿5的球形下端位于動滑塊4和定滑塊25之間，凸輪23固定在旋桿3上且與動滑塊4接觸，旋桿3左端通過下安裝橫梁I上的固定座2支撐，右端穿過熱真空罐27引出到罐外。熱真空下進行扭剛度實驗，升降溫過程中，旋轉所述旋桿3帶動凸輪旋轉作用在定滑塊25上松開球形支撐桿5，此時被測件6可自由變形；待溫度穩定后進行測量時，旋轉所述旋桿3帶動凸輪旋轉作用在定滑塊25上夾緊球形支撐桿5，從而固定被測件6。
[0024]磁芯組件包括環形磁極、永磁鐵15，永磁鐵15位于兩塊環形磁極之間，環形磁極的內表面上設有極齒凹槽14，極齒凹槽14與傳動軸21的微小間隙間設有密封用磁性流體；無磁性座19上設有磁性流體灌裝孔。
[0025]無磁性座與熱真空罐間有第一〇型密封圈13，兩塊環形磁極與無磁性座之間安裝有第二〇型密封圈16，兩個氣浮套外圈與無磁性座之間安裝有第三〇型密封圈27。
【權利要求】
1.一種熱真空環境下的高精度傳動裝置，包括傳動軸、氣浮套、無磁性座、鎖緊裝置、磁芯組件，傳動軸穿過熱真空罐通過被測件輸出軸連接被測件；其特征在于:所述氣浮套包括第一氣浮套和第二氣浮套；所述磁芯組件、第一氣浮套、第二氣浮套依次套裝在傳動軸上，所述磁芯組件和第一氣浮套、第一氣浮套和第二氣浮套之間間隔一定的距離；所述無磁性座套裝在第一氣浮套、第二氣浮套、磁芯組件上，所述傳動軸與第一氣浮套、第二氣浮套之間有微小間隙，所述無磁性座上設有兩個徑向進氣孔，所述徑向進氣孔分別與兩個氣浮套上的進氣腔相通，所述無磁性座左端與熱真空罐固定，所述無磁性座右端安裝端蓋，所述無磁性座位于磁芯組件與第一氣浮套的間隙部分及第一氣浮套和第二氣浮套的間隙部分沿徑向均布泄氣孔；所述傳動軸穿過熱真空罐壁，所述傳動軸的左端與被測件輸入軸通過聯軸器連接，所述傳動軸右端外接熱真空罐外加載設備和扭矩測量裝置； 所述熱真空罐內裝有上安裝橫梁和下安裝橫梁； 所述上安裝橫梁上裝有兩個定滑輪，所述兩個定滑輪上繞有拉繩，所述拉繩的兩端分別連接被測件和減重塊，所述拉繩的作用點過被測件質心； 所述鎖緊裝置安裝在熱真空罐內的下安裝橫梁上； 所述鎖緊裝置包括球形支撐桿、凸輪、定滑塊、動滑塊、導軌座、固定座和彈簧，所述導軌座固定在下安裝橫梁上，所述定滑塊固定套裝在導軌座上，所述動滑塊可滑動的套裝在導軌座上，所述定滑塊和動滑塊之間安裝有彈簧，所述球形支撐桿固定在被測件的底部，所述球形支撐桿的球形下端位于動滑塊和定滑塊之間，所述凸輪的凸輪端與動滑塊接觸，所述凸輪的另一端固定在旋桿上，所述旋桿左端通過下安裝橫梁上的固定座支撐，右端穿過熱真空罐引出到罐外； 所述磁芯組件包括環形磁極、永磁鐵，所述永磁鐵位于兩塊環形磁極之間，所述環形磁極的內表面上設有極齒凹槽，所述極齒凹槽與傳動軸的微小間隙間設有密封用磁性流體；所述無磁性座上設有磁性流體灌裝孔； 所述無磁性座與熱真空罐·間設有第一〇型密封圈，所述兩塊環形磁極與無磁性座之間安裝有設第二〇型密封圈，所述第一、第二氣浮套外圈與無磁性座之間安裝有第三〇型密封圈。
【文檔編號】F16C35/08GK203560304SQ201320581086
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】孫建輝, 張瑞 申請人:浙江工業大學