高真空高速旋轉(zhuǎn)摩擦試驗(yàn)機(jī)磁性傳動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及機(jī)電傳動(dòng)裝置，即用于將機(jī)械能從一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸傳遞到另一個(gè)被驅(qū)動(dòng)軸的機(jī)電裝置，具體來說，是一種高真空高速旋轉(zhuǎn)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)磁性傳動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在模擬航空航天環(huán)境下的摩擦實(shí)驗(yàn)中，需要保證實(shí)驗(yàn)環(huán)境的高真空狀態(tài)，同時(shí)需要聯(lián)軸器進(jìn)行動(dòng)力傳輸，現(xiàn)有動(dòng)密封方式無法同時(shí)滿足高密封性和高轉(zhuǎn)速傳動(dòng)要求。
[0003]目前針對高真空條件下的傳動(dòng)主要有磁流體密封傳動(dòng)和磁性聯(lián)軸器傳動(dòng)。
[0004]申請?zhí)枮?01510388698.3，公布號(hào)為CN104948744A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種超高真空用磁流體密封傳動(dòng)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且不能滿足高真空環(huán)境下的高速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0005]申請?zhí)枮?01310230401.1，公布號(hào)為CN104242599A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種磁性聯(lián)軸器，針對密封要求高的無接觸傳動(dòng)，但由于內(nèi)外轉(zhuǎn)子間的隔離套是與真空室一體的金屬材質(zhì)，而永磁體在旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)渦流損失，轉(zhuǎn)速提高效率會(huì)急劇下降，同時(shí)渦流會(huì)使金屬隔離套溫度不斷升高，無法長時(shí)間工作。而且由于內(nèi)外轉(zhuǎn)子存在轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)不方便，轉(zhuǎn)速控制不準(zhǔn)確；申請?zhí)枮?01410736232.3，公布號(hào)為CN104482212A的中國專利文獻(xiàn)公開的一種高真空磁耦合動(dòng)密封傳動(dòng)裝置及應(yīng)用方法也存在相同問題。
[0006]申請?zhí)枮?01520574824.X，授權(quán)公告號(hào)為CN204794644U的中國專利文獻(xiàn)公開了一種凸極式高速永磁聯(lián)軸器，該發(fā)明雖然實(shí)現(xiàn)磁性聯(lián)軸器高速傳動(dòng)，但不能用于真空環(huán)境下的傳動(dòng)。
[0007]由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中的高真空狀態(tài)下的采用磁性聯(lián)軸器的磁性傳動(dòng)裝置，難以同時(shí)滿足高密封性和高速傳動(dòng)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有的高真空狀態(tài)下的采用磁性聯(lián)軸器的磁性傳動(dòng)裝置，難以同時(shí)滿足高密封性和高速傳動(dòng)的要求；同時(shí)，由于內(nèi)外轉(zhuǎn)子存在轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)不方便，轉(zhuǎn)速控制不準(zhǔn)確。
[0009]本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0010]一種高真空高速旋轉(zhuǎn)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)磁性傳動(dòng)裝置，包括外主動(dòng)軸1、內(nèi)從動(dòng)軸
13、內(nèi)永磁體15、內(nèi)永磁體固定座14、外永磁體3、外永磁體固定座2、轉(zhuǎn)盤10、軸承支架8，石英隔離部件4，加載桿12;所述內(nèi)永磁體固定座14固定在內(nèi)從動(dòng)軸13下部，內(nèi)永磁體15固定在內(nèi)永磁體固定座14的下部;外永磁體3與所述內(nèi)永磁體15相對，并固定在所述外永磁體固定座2上部，外永磁體固定座2與外主動(dòng)軸I固定連接，內(nèi)、外永磁體15、3之間采用仿形的石英隔離部件4隔開;所述石英隔離部件4與軸承支架8相配合，將內(nèi)從動(dòng)軸13、內(nèi)永磁體固定座14、內(nèi)永磁體15封閉在一個(gè)密閉的真空空間內(nèi)；所述外主動(dòng)軸I與內(nèi)從動(dòng)軸13同軸設(shè)置；所述轉(zhuǎn)盤10與內(nèi)從動(dòng)軸13上部密封固定連接;所述加載桿12設(shè)于轉(zhuǎn)盤10上方，其上的摩擦式樣11與轉(zhuǎn)盤1接觸。[0011 ]進(jìn)一步的，所述內(nèi)永磁體15下凸、所述外永磁體3對應(yīng)地上凹，所述石英隔離部件4仿形下凸。
[0012]進(jìn)一步的，所述石英隔離部件4上部采用密封墊圈6與真空腔底座7固定連接，下部也采用密封墊圈6與端蓋5連接;所述真空腔底座7與軸承支架8的下部密封固定，端蓋5與真空腔底座7密封固定;端蓋5與真空腔底座7實(shí)現(xiàn)對石英隔離部件4的側(cè)向密封封閉。
[0013]進(jìn)一步的，所述軸承支架8內(nèi)設(shè)有滾動(dòng)軸承9，所述滾動(dòng)軸承9對內(nèi)從動(dòng)軸13軸向定位。
[0014]進(jìn)一步的，所述內(nèi)永磁體15為偶數(shù)個(gè)永磁體組合而成的球冠狀永凸形磁體。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]I)保證高了真空密封要求。
[0017]2)內(nèi)外永磁體之間采用石英隔離部件進(jìn)行隔離，極大的降低永磁體在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的渦流損失，即使在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，外主動(dòng)軸與內(nèi)從動(dòng)軸之間無轉(zhuǎn)速差，可實(shí)現(xiàn)高速傳動(dòng)。
[0018]3)內(nèi)外永磁體之間采用石英隔離部件進(jìn)行隔離，避免由于渦流而帶來的金屬隔離套升溫的現(xiàn)象，可長時(shí)間工作。
[0019]4)凸形石英隔離部件提高其強(qiáng)度，同時(shí)以更低的厚度滿足高真空壓力強(qiáng)度要求，減小內(nèi)外永磁體距離提高傳動(dòng)力矩。
[0020]5)凸形內(nèi)永磁體為偶數(shù)個(gè)永磁體組合而成的球冠狀永凸形磁體，增大內(nèi)外永磁體感應(yīng)面積，提高傳動(dòng)力矩，降低內(nèi)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高內(nèi)從動(dòng)軸回轉(zhuǎn)精度。
[0021]6)結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)、成本低廉。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明高真空高速旋轉(zhuǎn)摩擦試驗(yàn)機(jī)磁性傳動(dòng)裝置的剖視圖。
[0023]圖中，1.外主動(dòng)軸，2.外永磁體固定座，3.外永磁體，4.石英隔離部件，5.端蓋，6.墊圈，7.真空腔底座，8.軸承支架，9.滾動(dòng)軸承，10.轉(zhuǎn)盤，11.摩擦試樣，12.加載桿，13.內(nèi)從動(dòng)軸，14.內(nèi)永磁體固定座，15.內(nèi)永磁體。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種高真空高速旋轉(zhuǎn)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的磁性傳動(dòng)裝置，包括外主動(dòng)軸1、內(nèi)從動(dòng)軸13和石英隔離部件4，還包括外永磁體固定座2、外永磁體3、端蓋5、墊圈6、真空腔底座7、軸承支架8、滾動(dòng)軸承9、轉(zhuǎn)盤10、摩擦試樣11、加載桿12、內(nèi)永磁體固定座14和內(nèi)永磁體15，所述凹形外永磁體3固定在外永磁體固定座2上，外永磁體固定座2固定在外主動(dòng)軸I上，外主動(dòng)軸I連接動(dòng)力電機(jī)軸，凸形內(nèi)永磁體15固定在內(nèi)永磁體固定座14上，內(nèi)永磁體固定座14固定在內(nèi)從動(dòng)軸13下端，轉(zhuǎn)盤10固定在內(nèi)從動(dòng)軸13上端，內(nèi)從動(dòng)軸13由一組滾動(dòng)軸承9定位，滾動(dòng)軸承9固定在軸承支架8上，軸承支架8固接于真空腔底座7，石英隔離部件4固定于凸形內(nèi)永磁體15和凹形外永磁體3之間，端蓋5固定于真空腔底座7外偵U，石英隔離部件4、真空腔底座7和端蓋5間布置有環(huán)形墊圈6。所述石英隔離部件4為與凸形內(nèi)永磁體15和凹形外永磁體3間隙。所述內(nèi)永磁體固定座14直接固定于內(nèi)從動(dòng)軸13下端，轉(zhuǎn)盤10直接固定于內(nèi)從動(dòng)軸13上端。所述凸形內(nèi)永磁體15為偶數(shù)個(gè)永磁體組合而成的球冠狀永凸形磁體，增大內(nèi)外永磁體感應(yīng)面積，提高傳動(dòng)力矩，降低內(nèi)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高內(nèi)從動(dòng)軸回轉(zhuǎn)精度。石英隔離部件4為與凸形內(nèi)永磁體15和凹形外永磁體3間隙配合的球冠狀，該設(shè)計(jì)提高石英隔離部件強(qiáng)度，減小內(nèi)外永磁體間距離，提高傳動(dòng)扭矩，是高真空高速非接觸旋轉(zhuǎn)觸動(dòng)的關(guān)鍵部件。
[0026]將摩擦試樣安裝于加載桿上，完成加載后對真空腔內(nèi)進(jìn)行抽真空。啟動(dòng)連接外主動(dòng)軸的電機(jī)，逐漸將轉(zhuǎn)速增加至3000轉(zhuǎn)/分鐘，從動(dòng)軸在主動(dòng)軸的磁力扭矩帶動(dòng)下同步旋轉(zhuǎn)。摩擦實(shí)驗(yàn)完成后，逐漸降低電機(jī)轉(zhuǎn)速直至停止，恢復(fù)真空腔內(nèi)壓力并取出試樣，進(jìn)行表面分析。
[0027]以上對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述。本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高真空高速旋轉(zhuǎn)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)磁性傳動(dòng)裝置，其特征在于: 包括外主動(dòng)軸(I)、內(nèi)從動(dòng)軸(13)、內(nèi)永磁體(15)、內(nèi)永磁體固定座(14)、外永磁體(3)、外永磁體固定座(2)、轉(zhuǎn)盤(10)、軸承支架(8)，石英隔離部件(4)，加載桿(12); 所述內(nèi)永磁體固定座(14)固定在內(nèi)從動(dòng)軸(13)下部，內(nèi)永磁體(15)固定在內(nèi)永磁體固定座(14)的下部；外永磁體(3)與所述內(nèi)永磁體(15)相對，并固定在所述外永磁體固定座(2)上部，外永磁體固定座(2)與外主動(dòng)軸(I)固定連接，內(nèi)、外永磁體(15、3)之間采用仿形的石英隔咼部件(4)隔開； 所述石英隔離部件(4)與軸承支架(8)相配合，將內(nèi)從動(dòng)軸(13)、內(nèi)永磁體固定座(14)、內(nèi)永磁體(15)封閉在一個(gè)密閉的真空空間內(nèi)； 所述外主動(dòng)軸(I)與內(nèi)從動(dòng)軸(13)同軸設(shè)置； 所述轉(zhuǎn)盤(1)與內(nèi)從動(dòng)軸(13)上部密封固定連接； 所述加載桿(12)設(shè)于轉(zhuǎn)盤(10)上方，其上的摩擦式樣(11)與轉(zhuǎn)盤(10)接觸。2.如權(quán)利要求1所述的高真空高速旋轉(zhuǎn)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)磁性傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述內(nèi)永磁體(15)下凸、所述外永磁體(3)對應(yīng)地上凹，所述石英隔離部件(4)仿形下凸。3.如權(quán)利要求1所述的高真空高速旋轉(zhuǎn)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)磁性傳動(dòng)裝置，其特征在于: 所述石英隔離部件(4)上部采用密封墊圈(6)與真空腔底座(7)固定連接，下部也采用密封墊圈(6)與端蓋(5)連接； 所述真空腔底座(7)與軸承支架(8)的下部密封固定，端蓋(5)與真空腔底座(7)密封固定； 端蓋(5)與真空腔底座(7)實(shí)現(xiàn)對石英隔離部件(4)的側(cè)向密封封閉。4.如權(quán)利要求1所述的高真空高速旋轉(zhuǎn)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)磁性傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述軸承支架(8)內(nèi)設(shè)有滾動(dòng)軸承(9)，所述滾動(dòng)軸承(9)對內(nèi)從動(dòng)軸(13)軸向定位。5.如權(quán)利要求1所述的高真空高速旋轉(zhuǎn)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)磁性傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述內(nèi)永磁體(15)為偶數(shù)個(gè)永磁體組合而成的球冠狀永凸形磁體。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高真空高速旋轉(zhuǎn)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)磁性傳動(dòng)裝置，其包括外主動(dòng)軸、內(nèi)從動(dòng)軸、內(nèi)永磁體、內(nèi)永磁體固定座、外永磁體、外永磁體固定座、轉(zhuǎn)盤、軸承支架，石英隔離部件，加載桿；所述內(nèi)永磁體固定座固定在內(nèi)從動(dòng)軸下部，內(nèi)永磁體固定在內(nèi)永磁體固定座的下部；外永磁體與所述內(nèi)永磁體相對，并固定在所述外永磁體固定座上部，外永磁體固定座與外主動(dòng)軸固定連接，內(nèi)、外永磁體之間采用仿形的石英隔離部件隔開；所述石英隔離部件與軸承支架相配合，將內(nèi)從動(dòng)軸、內(nèi)永磁體固定座、內(nèi)永磁體封閉在一個(gè)密閉的真空空間內(nèi)；所述外主動(dòng)軸與內(nèi)從動(dòng)軸同軸設(shè)置；所述轉(zhuǎn)盤與內(nèi)從動(dòng)軸上部密封固定連接；所述加載桿設(shè)于轉(zhuǎn)盤上方，其上的摩擦式樣與轉(zhuǎn)盤接觸。
【IPC分類】G01N19/00, G01N3/56
【公開號(hào)】CN105628602
【申請?zhí)枴緾N201510993242
【發(fā)明人】張執(zhí)南, 李幫俊, 馬志宏, 劉成良
【申請人】上海交通大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月25日