一種熱真空環(huán)境下的高精度角度測(cè)試裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種熱真空環(huán)境下的高精度角度測(cè)試裝置，包括傳動(dòng)軸、氣浮套、無(wú)磁性座、磁芯組件、熱真空罐和被測(cè)件，傳動(dòng)軸上套裝磁芯組件起到密封作用；傳動(dòng)軸上套裝兩個(gè)氣浮套，對(duì)傳動(dòng)軸形成氣浮支撐，由于氣浮裝置無(wú)摩擦的優(yōu)點(diǎn)，避免了軸承的摩擦力對(duì)轉(zhuǎn)矩測(cè)量的影響，進(jìn)一步提高了測(cè)試精度；熱真空罐內(nèi)設(shè)有的熱沉將熱真空罐分為熱真空層和近常溫真空層，在高溫環(huán)境下工件受高溫容易產(chǎn)生變形，因此我們將角度測(cè)量裝置設(shè)在近常溫層；同時(shí)，通過(guò)撥桿連接被測(cè)件輸出軸和傳動(dòng)軸，消除工件在高溫下變形產(chǎn)生的軸心偏移對(duì)傳動(dòng)的影響，在傳動(dòng)軸上測(cè)量工件的扭矩，利用被測(cè)件輸出軸上安裝的法蘭盤(pán)測(cè)量角度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種熱真空環(huán)境下的高精度角度測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種熱真空實(shí)驗(yàn)下的密封測(cè)試裝置，尤其涉及一種熱真空環(huán)境下的高精度角度測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]熱真空試驗(yàn)是指在規(guī)定的真空和熱循環(huán)條件下檢驗(yàn)被測(cè)件的性能和功能的試驗(yàn)。熱真空試驗(yàn)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(duì)設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)或加載以模擬機(jī)構(gòu)所受驅(qū)動(dòng)及負(fù)載裝置，同時(shí)還要具備實(shí)時(shí)高精度測(cè)量設(shè)備的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速等信息的能力。
[0003]在對(duì)被測(cè)件進(jìn)行扭轉(zhuǎn)加載的熱真空試驗(yàn)中，由于熱真空環(huán)境下，傳感器、動(dòng)力設(shè)備的可靠性下降，使用壽命縮短，測(cè)試過(guò)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(cè)試。罐外測(cè)試是指通過(guò)密封裝置將轉(zhuǎn)矩傳遞到真空罐的外部，轉(zhuǎn)矩的測(cè)試在真空罐外進(jìn)行。
[0004]如罐外加載及測(cè)量裝置通過(guò)傳動(dòng)軸與罐內(nèi)的待測(cè)電機(jī)輸出軸固定進(jìn)行測(cè)試，以分析熱真空環(huán)境下電機(jī)的各個(gè)特性，如果還需測(cè)量電機(jī)的空載特性，在測(cè)試過(guò)程中需要將電機(jī)輸出軸與傳動(dòng)軸脫開(kāi)，這在熱真空環(huán)境下難度很大。若被測(cè)件為聯(lián)軸器等，需要雙向出軸與罐外加載及測(cè)量裝置連接。
[0005]熱真空試驗(yàn)系統(tǒng)常采用磁流體密封傳動(dòng)裝置與真空罐內(nèi)被測(cè)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(shí)現(xiàn)真空罐外對(duì)罐內(nèi)的動(dòng)力傳遞，如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00710068382.1的“真空設(shè)備傳動(dòng)軸用磁流體密封傳動(dòng)裝置”就公開(kāi)了一種采用檢測(cè)精度高、可靠性好的磁流體密封傳動(dòng)裝置。專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01010243123.X的“磁流體密封裝置”也公開(kāi)了一種磁性密封裝置；由于傳感器等測(cè)量裝置位于熱真空模擬系統(tǒng)外，這就使得對(duì)熱真空模擬環(huán)境內(nèi)被測(cè)件信息的測(cè)量成了間接測(cè)量，磁流體密封傳動(dòng)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(lái)保證不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如果使用軸承支撐，軸承的摩擦力會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)矩測(cè)量產(chǎn)生極大的影響；被測(cè)件通過(guò)磁流體密封傳動(dòng)裝置與罐外的加載及測(cè)量裝置固定相連，由于被測(cè)件在熱真空環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生變形，而被測(cè)件固定在罐內(nèi)，變形會(huì)影響被測(cè)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(cè)試的結(jié)果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]針對(duì)熱真空扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中被測(cè)件形變及磁流體密封傳動(dòng)裝置的摩擦影響等問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種消除摩擦力的、不受被測(cè)件變形影響的熱真空環(huán)境下的高精度角度測(cè)試裝置。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種熱真空環(huán)境下的高精度角度測(cè)試裝置，包括熱真空罐和被測(cè)件，所述熱真空罐內(nèi)設(shè)有熱沉，被測(cè)件連接被測(cè)件輸出軸；它還包括傳動(dòng)軸、氣浮套、無(wú)磁性座、磁芯組件；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(dòng)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(wú)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(dòng)軸與第一氣浮套、第二氣浮套之間有微小間隙，所述無(wú)磁性座上設(shè)有兩個(gè)徑向進(jìn)氣孔，所述徑向進(jìn)氣孔分別與兩個(gè)氣浮套上的進(jìn)氣腔相通，所述無(wú)磁性座左端與熱真空罐固定，所述無(wú)磁性座右端安裝端蓋，所述無(wú)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(dòng)軸穿過(guò)熱真空罐，所述傳動(dòng)軸的左端與被測(cè)件輸入軸通過(guò)撥桿裝置連接，被測(cè)件輸出軸穿過(guò)熱沉，所述傳動(dòng)軸右端外接熱真空罐外加載設(shè)備和扭矩傳感器；
[0008]所述被測(cè)件輸出軸的一端穿過(guò)熱沉連接被測(cè)件，被測(cè)件輸出軸位于熱沉右側(cè)的部分上設(shè)有法蘭盤(pán)，法輪盤(pán)的外側(cè)裝有環(huán)形編碼盤(pán)，熱真空罐上裝有激光探測(cè)頭，激光探測(cè)頭用于讀取環(huán)形編碼盤(pán)的角度；
[0009]所述撥桿裝置包括撥桿，彈簧，滑輪，方形凸臺(tái)，所述方形凸臺(tái)固定在被測(cè)件輸出軸的端面，所述撥桿設(shè)有四根，撥桿的一端連接轉(zhuǎn)動(dòng)軸，四根撥桿在轉(zhuǎn)動(dòng)軸端面均勻?qū)ΨQ(chēng)分布，四根撥桿的另一端均通過(guò)彈簧連接四個(gè)滑輪，四個(gè)滑輪靠在方形凸臺(tái)的兩側(cè)面；
[0010]所述磁芯組件包括兩個(gè)環(huán)形磁極、永磁鐵，所述永磁鐵位于兩塊環(huán)形磁極之間，所述環(huán)形磁極的內(nèi)表面上設(shè)有極齒凹槽，所述極齒凹槽與傳動(dòng)軸的微小間隙間設(shè)有密封用磁性流體；所述無(wú)磁性座上設(shè)有磁性流體灌裝孔；
[0011]所述無(wú)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(wú)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(wú)磁性座之間安裝有第三〇型密封圈。
[0012]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思路及優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:傳動(dòng)軸上套裝磁芯組件起到密封效果，但磁芯組件不起支撐作用；傳動(dòng)軸上套裝兩個(gè)氣浮套，通過(guò)無(wú)磁性座上的徑向進(jìn)氣孔供氣，可在傳動(dòng)軸上形成穩(wěn)定的氣膜，兩個(gè)氣浮套間隔一定的距離，對(duì)傳動(dòng)軸形成氣浮支撐，防止傳動(dòng)軸出現(xiàn)彎曲，由于氣浮裝 置無(wú)摩擦的優(yōu)點(diǎn)，避免了普通軸承的摩擦力對(duì)轉(zhuǎn)矩測(cè)量的影響，進(jìn)一步提聞了測(cè)試精度。
[0013]熱真空罐內(nèi)設(shè)有的熱沉將熱真空罐分為熱真空層和近常溫真空層，在高溫環(huán)境下工件受高溫容易產(chǎn)生變形，因此我們將角度測(cè)量裝置設(shè)在近常溫層；同時(shí)，通過(guò)撥桿連接被測(cè)件輸出軸和傳動(dòng)軸，消除工件在高溫下變形產(chǎn)生的軸心偏移對(duì)傳動(dòng)的影響，在傳動(dòng)軸上測(cè)量工件的扭矩，利用被測(cè)件輸出軸上安裝的法蘭盤(pán)測(cè)量角度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是熱真空環(huán)境下的高精度角度測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是撥桿裝置截面圖的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0017]結(jié)合附圖1，附圖2，一種熱真空環(huán)境下的高精度角度測(cè)試裝置，包括熱真空罐2和被測(cè)件6，熱真空罐2內(nèi)設(shè)有熱沉8，被測(cè)件6連接被測(cè)件輸出軸5，該裝置還包括傳動(dòng)軸1、氣浮套、無(wú)磁性座14、磁芯組件，氣浮套包括第一氣浮套3和第二氣浮套4，磁芯組件、第一氣浮套3、第二氣浮套4依次套裝在傳動(dòng)軸I上，磁芯組件和第一氣浮套3、第一氣浮套3和第二氣浮套4之間間隔一定的距離，無(wú)磁性座14套裝在第一氣浮套3、第二氣浮套4、磁芯組件上，傳動(dòng)軸I與第一氣浮套3、第二氣浮套4之間有微小間隙，無(wú)磁性座上設(shè)有兩個(gè)徑向進(jìn)氣孔13，徑向進(jìn)氣孔13分別與兩個(gè)氣浮套上的進(jìn)氣腔相通，無(wú)磁性座14左端與熱真空罐2固定，無(wú)磁性座14右端安裝端蓋17，無(wú)磁性座14位于磁芯組件與第一氣浮套3的間隙部分及第一氣浮套3和第二氣浮套4的間隙部分沿徑向均布泄氣孔12，傳動(dòng)軸I穿過(guò)熱真空罐2，傳動(dòng)軸I的左端與被測(cè)件輸入軸5通過(guò)撥桿裝置連接，被測(cè)件輸出軸5穿過(guò)熱沉8，傳動(dòng)軸I右端外接熱真空罐外加載設(shè)備和扭矩傳感器。
[0018]被測(cè)件6通過(guò)底座7與熱真空罐2固定。
[0019]被測(cè)件輸出軸5的一端穿過(guò)熱沉8連接被測(cè)件6，被測(cè)件輸出軸5位于熱沉8右側(cè)的部分上設(shè)有法蘭盤(pán)9，法輪盤(pán)9外側(cè)裝有環(huán)形編碼盤(pán)22，熱真空罐上裝有激光探測(cè)頭16，激光探測(cè)頭16用于讀取環(huán)形編碼盤(pán)22的角度。
[0020]撥桿裝置包括撥桿19，彈簧20，滑輪21，方形凸臺(tái)18，方形凸臺(tái)18固定在被測(cè)件輸出軸5的端面,撥桿19設(shè)有四根，撥桿19的一端連接傳動(dòng)軸I,四根撥桿19在傳動(dòng)軸I端面均勻?qū)ΨQ(chēng)分布，四根撥桿19的另一端均通過(guò)彈簧20連接四個(gè)滑輪21，四個(gè)滑輪21靠在方形凸臺(tái)18的兩側(cè)面。通過(guò)撥桿裝置連接被測(cè)件輸出軸5與傳動(dòng)軸1，消除工件變形是軸心偏移帶來(lái)對(duì)測(cè)量的影響。
[0021 ] 磁芯組件包括兩個(gè)環(huán)形磁極10、永磁鐵11，永磁鐵11位于兩塊環(huán)形磁極10之間，環(huán)形磁極10的內(nèi)表面上設(shè)有極齒凹槽15，極齒凹槽15與傳動(dòng)軸I的微小間隙間設(shè)有密封用磁性流體；無(wú)磁性座14上設(shè)有磁性流體灌裝孔。
[0022]無(wú)磁性座14與熱真空 罐2間有第一〇型密封圈，兩塊環(huán)形磁極10與無(wú)磁性座14之間安裝有第二〇型密封圈，兩個(gè)氣浮套外圈與無(wú)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)境下的高精度角度測(cè)試裝置，包括熱真空罐和被測(cè)件，所述熱真空罐內(nèi)設(shè)有熱沉，被測(cè)件連接被測(cè)件輸出軸；其特征在于:它還包括傳動(dòng)軸、氣浮套、無(wú)磁性座、磁芯組件；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(dòng)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(wú)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(dòng)軸與第一氣浮套、第二氣浮套之間有微小間隙，所述無(wú)磁性座上設(shè)有兩個(gè)徑向進(jìn)氣孔，所述徑向進(jìn)氣孔分別與兩個(gè)氣浮套上的進(jìn)氣腔相通，所述無(wú)磁性座左端與熱真空罐固定，所述無(wú)磁性座右端安裝端蓋，所述無(wú)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(dòng)軸穿過(guò)熱真空罐，所述傳動(dòng)軸的左端與被測(cè)件輸入軸通過(guò)撥桿裝置連接，被測(cè)件輸出軸穿過(guò)熱沉，所述傳動(dòng)軸右端外接熱真空罐外加載設(shè)備和扭矩傳感器； 所述被測(cè)件輸出軸的一端穿過(guò)熱沉連接被測(cè)件，被測(cè)件輸出軸位于熱沉右側(cè)的部分上設(shè)有法蘭盤(pán)，法輪盤(pán)的外側(cè)裝有環(huán)形編碼盤(pán)，熱真空罐上裝有激光探測(cè)頭，激光探測(cè)頭用于讀取環(huán)形編碼盤(pán)的角度； 所述撥桿裝置包括撥桿，彈簧，滑輪，方形凸臺(tái)，所述方形凸臺(tái)固定在被測(cè)件輸出軸的端面，所述撥桿設(shè)有四根，撥桿的一端連接轉(zhuǎn)動(dòng)軸，四根撥桿在轉(zhuǎn)動(dòng)軸端面均勻?qū)ΨQ(chēng)分布，四根撥桿的另一端均通過(guò)彈簧連接四個(gè)滑輪，四個(gè)滑輪靠在方形凸臺(tái)的兩側(cè)面； 所述磁芯組件包括兩個(gè)環(huán)形磁極、永磁鐵，所述永磁鐵位于兩塊環(huán)形磁極之間，所述環(huán)形磁極的內(nèi)表面上設(shè)有極齒凹槽，所述極齒凹槽與傳動(dòng)軸的微小間隙間設(shè)有密封用磁性流體；所述無(wú)磁性座上設(shè)有磁性流體灌裝孔； 所述無(wú)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(wú)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(wú)磁性座之間安裝有第三〇型密封圈。
【文檔編號(hào)】G01B11/26GK203561340SQ201320581291
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)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, 黃航航 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)