一種熱真空環(huán)境下的高精度角度和扭矩測試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱真空環(huán)境下的高精度角度和扭矩測試裝置，涉及熱真空實驗下的密封測試裝置領(lǐng)域；它包括傳動軸、測試軸、被測件輸出軸、氣浮套、無磁性座、磁芯組件、熱真空罐和被測件，傳動軸上套裝氣浮套，對傳動軸形成氣浮支撐，由于氣浮裝置無摩擦的優(yōu)點，避免了軸承的摩擦力對轉(zhuǎn)矩測量的影響，進一步提高了測試精度；傳動軸上套裝的第一磁芯組件、套裝在傳動軸和測試軸之間的第二磁芯組件、〇型密封圈將熱真空罐密封，熱真空罐的熱沉內(nèi)是熱真空環(huán)境，熱真空罐的熱沉外是真空環(huán)境，傳動軸內(nèi)第二磁芯組件外側(cè)是常溫環(huán)境，利用傳動軸上外加載的外加載設(shè)備加載扭矩，利用測量軸上外加載的角度測量裝置和扭矩測量裝置測量被測件的角度和扭矩。
【專利說明】一種熱真空環(huán)境下的高精度角度和扭矩測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱真空實驗下的密封測試裝置，尤其涉及一種熱真空環(huán)境下的高精度角度和扭矩測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]熱真空試驗是指在規(guī)定的真空和熱循環(huán)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(huán)境的真空模擬系統(tǒng)，而且需要有能對設(shè)備進行驅(qū)動或加載以模擬機構(gòu)所受驅(qū)動及負(fù)載裝置，同時還要具備實時高精度測量設(shè)備的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速等信息的能力。
[0003]在對被測件進行扭轉(zhuǎn)加載的熱真空試驗中，由于熱真空環(huán)境下，傳感器、動力設(shè)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(tǒng)即真空罐外測試。罐外測試是指通過密封裝置將轉(zhuǎn)矩傳遞到真空罐的外部，轉(zhuǎn)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(nèi)的待測電機輸出軸固定進行測試，以分析熱真空環(huán)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(huán)境下難度很大。若被測件為聯(lián)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(tǒng)常采用磁流體密封傳動裝置與真空罐內(nèi)被測件連接，旋轉(zhuǎn)磁流體密封軸一方面可以滿足保證熱真空環(huán)境密封要求，另一方面也可以實現(xiàn)真空罐外對罐內(nèi)的動力傳遞，如專利申請?zhí)枮?00710068382.1的“真空設(shè)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?zhí)枮?01010243123.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(tǒng)外，這就使得對熱真空模擬環(huán)境內(nèi)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(cè)需軸承支撐來保證不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如果使用軸承支撐，軸承的摩擦力會對轉(zhuǎn)矩測量產(chǎn)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(huán)境下會產(chǎn)生變形，而被測件固定在罐內(nèi)，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(fā)生改變，產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)等影響測試的結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對熱真空扭轉(zhuǎn)實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，本發(fā)明提供了一種消除摩擦力的、不受被測件變形影響的熱真空環(huán)境下的高精度角度和扭矩測試裝置。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種熱真空環(huán)境下的高精度角度和扭矩測試裝置，包括熱真空罐和被測件，所述熱真空罐內(nèi)設(shè)有熱沉，被測件連接被測件輸出軸；它還包括傳動軸、測試軸、被測件輸出軸、氣浮套、無磁性座、磁芯組件；所述傳動軸為空心軸，所述磁芯組件包括第一磁芯組件和第二磁芯組件；所述第一磁芯組件、氣浮套套裝在傳動軸上，所述氣浮套和第一磁芯組件之間間隔一定的距離，所述無磁性座套裝在第一磁芯組件、氣浮套上，所述傳動軸和氣浮套有微小間隙，所述無磁性座上設(shè)有徑向進氣孔，所述徑向進氣孔與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，所述無磁性座位于氣浮套與第一磁芯組件的間隙部分沿徑向均布泄氣孔，所述測試軸左端固接被測件輸出軸，所述傳動軸的左端與被測件輸入軸通過撥桿裝置連接，所述傳動軸套在測試軸上，傳動軸與測試軸通過第二磁芯組件連接，所述傳動軸穿過熱真空罐，所述傳動軸右端外接熱真空罐外加載設(shè)備；所述測試軸右端外接角度測量裝置和扭矩測量裝置；
[0008]所述撥桿裝置包括撥桿，彈簧，滑輪，方形凸臺，所述方形凸臺固定在被測件輸出軸的端面，所述方形凸臺包括上下對稱的兩個小凸臺，所述撥桿設(shè)有四根，撥桿的一端連接傳動軸，四根撥桿在傳動軸端面均勻?qū)ΨQ分布，四根撥桿的另一端均通過彈簧連接四個滑輪，四個滑輪分別靠在方形凸臺的兩個小凸臺兩側(cè)面；
[0009]所述第一磁芯組件和第二磁芯組件均包括兩塊環(huán)形磁極、永磁鐵，所述永磁鐵位于兩塊環(huán)形磁極之間，所述第一磁芯組件的環(huán)形磁極的內(nèi)表面上設(shè)有極齒凹槽，所述第二磁芯組件的環(huán)形磁極的內(nèi)表面和外表面上均設(shè)有極齒凹槽，所述極齒凹槽與傳動軸的微小間隙間設(shè)有密封用磁性流體；所述無磁性座上設(shè)有磁性流體灌裝孔；
[0010]所述無磁性座與熱真空罐間設(shè)有第一〇型密封圈，所述兩塊環(huán)形磁極與無磁性座之間安裝有設(shè)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。
[0011]本發(fā)明的設(shè)計思路及優(yōu)點表現(xiàn)在:傳動軸上套裝氣浮套，通過無磁性座上的徑向進氣孔供氣，可在傳動軸上形成穩(wěn)定的氣膜，對傳動軸形成氣浮支撐，由于氣浮裝置無摩擦的優(yōu)點，避免了普通軸承的摩擦力對轉(zhuǎn)矩測量的影響，進一步提高了測試精度。
[0012]傳動軸上套裝的第一磁芯組件、套裝在傳動軸和測試軸之間的第二磁芯組件、〇型密封圈將熱真空罐密封，熱真空罐的熱沉內(nèi)是熱真空環(huán)境，熱真空罐的熱沉外是真空環(huán)境，傳動軸內(nèi)第二磁芯組件外側(cè)是常溫環(huán)境，利用傳動軸上外加載的外加載設(shè)備加載扭矩，利用測量軸上外加載的角度測量裝置和扭矩測量裝置測量被測件的角度和扭矩。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是熱真空環(huán)境下的高精度角度和扭矩測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是A-A截面局部放大圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行進一步的說明。
[0016]參照圖1、圖2，一種熱真空環(huán)境下的高精度角度和扭矩測試裝置，包括熱真空罐1，熱真空罐I內(nèi)設(shè)有熱沉2，該裝置還包括傳動軸6、測試軸7、被測件輸出軸5、氣浮套11、無磁性座8、磁芯組件；傳動軸6為空心軸，磁芯組件包括第一磁芯組件9和第二磁芯組件10 ;第一磁芯組件9、氣浮套11套裝在傳動軸6上，氣浮套11和第一磁芯組件9之間間隔一定的距離，無磁性座8套裝在第一磁芯組件9、氣浮套11上，傳動軸6和氣浮套11有微小間隙，無磁性座8上設(shè)有徑向進氣孔13，徑向進氣孔13與氣浮套11上的進氣腔相通，無磁性座8左端與熱真空罐I固定，無磁性座8位于氣浮套11與第一磁芯組件9的間隙部分沿徑向均布泄氣孔12，測試軸7左端固接被測件輸出軸5，傳動軸6的左端與被測件輸入軸5通過撥桿裝置連接，傳動軸6套在測試軸7上，傳動軸6與測試軸7通過第二磁芯組件10連接，傳動軸6穿過熱真空罐1，傳動軸6右端外接熱真空罐外加載設(shè)備；測試軸7右端外接角度測量裝置和扭矩測量裝置；
[0017]撥桿裝置包括撥桿14，彈簧15，滑輪16，方形凸臺17，方形凸臺17固定在被測件輸出軸5的端面，方形凸臺包括上下對稱的兩個小凸臺，撥桿14設(shè)有四根，撥桿14的一端連接傳動軸6，四根撥桿14在傳動軸6端面均勻?qū)ΨQ分布，四根撥桿14的另一端均通過彈簧15連接四個滑輪16，四個滑輪16分別靠在方形凸臺17兩個小凸臺的兩側(cè)面；
[0018]第一磁芯組件9和第二磁芯組件10均包括兩塊環(huán)形磁極、永磁鐵，永磁鐵位于兩塊環(huán)形磁極之間，第一磁芯組件9的環(huán)形磁極的內(nèi)表面上設(shè)有極齒凹槽，第二磁芯組件10的環(huán)形磁極的內(nèi)表面和外表面上均設(shè)有極齒凹槽，極齒凹槽與傳動軸的微小間隙間設(shè)有密封用磁性流體；無磁性座上設(shè)有磁性流體灌裝孔；
[0019]無磁性座8與熱真空罐6間有第一〇型密封圈，兩塊環(huán)形磁極與無磁性座8之間安裝有第二〇型密封圈，氣浮套11外圈與無磁性座14之間安裝有第三〇型密封圈。
【權(quán)利要求】
1.一種熱真空環(huán)境下的高精度角度和扭矩測試裝置，包括熱真空罐和被測件，所述熱真空罐內(nèi)設(shè)有熱沉，被測件連接被測件輸出軸；其特征在于:它還包括傳動軸、測試軸、被測件輸出軸、氣浮套、無磁性座、磁芯組件；所述傳動軸為空心軸，所述磁芯組件包括第一磁芯組件和第二磁芯組件；所述第一磁芯組件、氣浮套套裝在傳動軸上，所述氣浮套和第一磁芯組件之間間隔一定的距離，所述無磁性座套裝在第一磁芯組件、氣浮套上，所述傳動軸和氣浮套有微小間隙，所述無磁性座上設(shè)有徑向進氣孔，所述徑向進氣孔與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，所述無磁性座位于氣浮套與第一磁芯組件的間隙部分沿徑向均布泄氣孔，所述測試軸左端固接被測件輸出軸，所述傳動軸的左端與被測件輸入軸通過撥桿裝置連接，所述傳動軸套在測試軸上，傳動軸與測試軸通過第二磁芯組件連接，所述傳動軸穿過熱真空罐，所述傳動軸右端外接熱真空罐外加載設(shè)備；所述測試軸右端外接角度測量裝置和扭矩測量裝置； 所述撥桿裝置包括撥桿，彈簧，滑輪，方形凸臺，所述方形凸臺固定在被測件輸出軸的端面，所述方形凸臺包括上下對稱的兩個小凸臺，所述撥桿設(shè)有四根，撥桿的一端連接傳動軸，四根撥桿在傳動軸端面均勻?qū)ΨQ分布，四根撥桿的另一端均通過彈簧連接四個滑輪，四個滑輪分別靠在方形凸臺的兩個小凸臺兩側(cè)面； 所述第一磁芯組件和第二磁芯組件均包括兩塊環(huán)形磁極、永磁鐵，所述永磁鐵位于兩塊環(huán)形磁極之間，所述第一磁芯組件的環(huán)形磁極的內(nèi)表面上設(shè)有極齒凹槽，所述第二磁芯組件的環(huán)形磁極的內(nèi)表面和外表面上均設(shè)有極齒凹槽，所述極齒凹槽與傳動軸的微小間隙間設(shè)有密封用磁性流體；所述無磁性座上設(shè)有磁性流體灌裝孔； 所述無磁性座與熱真空罐間設(shè)有第一〇型密封圈，所述兩塊環(huán)形磁極與無磁性座之間安裝有設(shè)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】G01B21/22GK103486999SQ201310430531
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】單曉杭, 周丹鋒 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)