[實用新型]帶有轉(zhuǎn)矩測量的磁流體密封軸

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320581411.5
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN203560305U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫建輝;柴馮馮
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F16C35/08
• 分類號: F16C35/08;F16J15/54;F16J15/43
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種熱真空實驗下軸的角度測試裝置，尤其涉及帶有轉(zhuǎn)矩測量的磁流體密封軸。?

背景技術(shù)

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(jìn)行驅(qū)動或加載以模擬機(jī)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。?

在對被測件進(jìn)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(jìn)行。?

如罐外加載及測量裝置通過傳動軸與罐內(nèi)的待測電機(jī)輸出軸固定進(jìn)行測試，以分析熱真空環(huán)境下電機(jī)的各個特性，如果還需測量電機(jī)的空載特性，在測試過程中需要將電機(jī)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。?

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?200710068382.1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。?

實用新型內(nèi)容

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，本實用新型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)境下的帶磁流密封的高精密度無摩擦扭矩測量軸。?

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：帶有轉(zhuǎn)矩測量的磁流體密封軸，包括傳動軸、氣浮套、無磁性座、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、第二氣浮套從左至右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(shè)有兩個徑向進(jìn)氣孔，所述徑向進(jìn)氣孔分別與兩個氣浮套上的進(jìn)氣腔通，所述無磁性座?左端外接熱真空罐，無磁性座與熱真空罐固接，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；?

所述傳動軸上位于第一氣浮套和第二氣浮套的間隙部分裝有支撐座，所述支撐座上裝有應(yīng)變片和穩(wěn)壓電源；所述無磁性座上位于第一氣浮套和第二氣浮套之間的部分內(nèi)壁上裝有激磁電源；所述支撐座靠近第一氣浮套的側(cè)面上固接環(huán)形編碼盤；所述第一氣浮套和支撐座、第二氣浮套和支撐座之間有微小間隙；所述第一氣浮套和第二氣浮套靠近支撐座的兩個環(huán)形端面沿著軸向均勻分布排氣孔；所述第一氣浮套靠近支撐座的環(huán)形端面上設(shè)有一個盲孔，盲孔內(nèi)設(shè)有一個激光探頭，激光探頭正對環(huán)形編碼盤；?

所述磁芯組件包括兩個環(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。?

本實用新型的設(shè)計思路及優(yōu)點表現(xiàn)在:傳動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；傳動軸上套裝兩個氣浮套，通過無磁性座上的徑向進(jìn)氣孔供氣，可在傳動軸上形成穩(wěn)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(xiàn)彎曲，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(jìn)一步提高了測試精度。?