[實(shí)用新型]一種熱真空環(huán)境帶轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角測(cè)量的傳動(dòng)軸

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320582831.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203560307U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單曉杭;柴容旺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F16C35/08
• 分類號(hào): F16C35/08;F16J15/54;F16J15/43;G01M99/00
• 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(shí)用新型涉及一種熱真空實(shí)驗(yàn)下軸的角度測(cè)試裝置，尤其涉及一種熱真空環(huán)境帶轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角測(cè)量的傳動(dòng)軸。

背景技術(shù)

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。

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。

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。

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

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)境下的帶磁流密封的高精密度無(wú)摩擦角度和扭矩測(cè)量軸。

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)境帶轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角測(cè)量的傳動(dòng)軸，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、第二氣浮套從右至左依次套裝在傳動(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)氣腔通，所述無(wú)磁性座右端外接熱真空罐，無(wú)磁性座與熱真空罐固接，所述無(wú)磁性座左端安裝端蓋，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)軸上位于第一氣浮套和第二氣浮套的間隙部分裝有電刷座，所述電刷座上裝有電刷；所述無(wú)磁性座上位于第一氣浮套和第二氣浮套之間的部分內(nèi)壁上裝有線圈；所述電刷座靠近第一氣浮套的側(cè)面上固接環(huán)形編碼盤；所述第一氣浮套和電刷座、第二氣浮套和電刷座之間有微小間隙；所述第一氣浮套和第二氣浮套靠近電刷座的兩個(gè)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電刷座的環(huán)形端面上設(shè)有一個(gè)盲孔，盲孔內(nèi)設(shè)有一個(gè)激光探頭，激光探頭正對(duì)環(huán)形編碼盤；

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。

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作用，傳動(dòng)軸上套裝兩個(gè)空氣軸承的氣浮套，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，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)一步提高了測(cè)試精度。