[實用新型]一種高隔熱性能軸套裝置

有效

• 申請號: 201520068879.3
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN204592025U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 高揚;遲蓬濤;季妮芝;楊浩;王振峰;于明星
• 申請（專利權）人: 北京臨近空間飛行器系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: F16C35/08
• 分類號: F16C35/08;F16L59/02
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬于控制舵軸套技術領域，具體涉及一種高隔熱性能軸套裝置。

背景技術

一種用于控制舵連接部位的傳統軸套設計方案，如圖1所示，軸套2外圈與軸承3內圈通過過盈配合卡死，軸承3內圈與舵軸1外圈接觸，通過銷釘4傳遞扭矩，從而實現舵軸1、軸套2整體相對軸承3外圈轉動。軸套在該設計中用于軸向定位，安裝軸承、搖臂等連接件和傳動件，同時起保護舵軸，輔助承擔彎曲、扭轉和接觸擠壓載荷的作用。

舵軸連接部位的設計在臨近空間高超聲速飛行器上遭遇了新的挑戰。臨近空間高超聲速飛行器控制舵面臨長時間、高熱流的氣動加熱狀態，為了適應機械強度要求和防熱要求，舵軸設計時通常采用C/C等耐高溫非金屬材料或耐高溫合金材料，導熱系數通常較大(10¹～10²kW/m²量級)，熱量迅速通過舵體－舵軸－軸套的傳熱路徑傳遞到軸承等內部不耐溫金屬結構，導致軸承機械強度下降，甚至受熱膨脹卡死，引起舵轉動卡滯，舵面控制失效。

本發明提出一種新型低接觸高隔熱性能軸套裝置，用于解決或緩解上述問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種通過減少與高溫舵軸接觸面積、阻隔傳熱路徑或延緩傳熱時間的方式，克服傳統設計中熱量通過舵軸到軸套，軸套再傳遞到軸承上的問題，滿足高超聲速飛行器在臨近空間的隔熱需求的高隔熱性能軸套裝置。

本發明所采用的技術方案是：

一種高隔熱性能軸套裝置，包括舵軸1、軸套2、軸承3、銷釘4、槽5?及隔熱環6，其中所述軸套2套于舵軸1外側，軸套2內表面開有槽5，槽5中設有隔熱環6，所述隔熱環6的外徑小于軸套2內徑，軸套2外側設有軸承3，軸承3下端設有貫穿舵軸1和軸套2的銷釘4。

所述隔熱環6沿環向分割成七塊，每塊分體安裝的隔熱環安裝塊長寬尺寸小于軸套2內徑，所述最后一個分體安裝的隔熱環安裝塊607內圈長度大于外圈長度。

本發明的有益效果是：

1.相比傳統軸套，本軸套減少了金屬材料與舵軸高溫部位的直接接觸面積，從而阻斷了熱量向軸承等有隔熱需求的部位的傳遞；

2.采用隔熱環嵌入軸套內面的開槽，避免形成空腔輻射，進一步減少了熱量的傳遞。通過三維溫度場計算，該新型軸套應用于典型臨近空間高超聲速飛行器舵軸部位，在加熱時間不超過1000秒的前提條件下，可降低軸承溫度超過50℃；

3.隔熱環采用一體成型、分體安裝的方式嵌入，加工簡單，安裝方便，質量輕巧，成本較低，易于實現。

附圖說明

圖1是一種用于控制舵連接部位的傳統軸套設計方案；

圖2為本實用新型所提供的一種低接觸高隔熱性能軸套裝置附近結構剖視圖；

圖3為本實用新型所提供的隔熱環一體成型后外觀示意圖；

圖4為本實用新型所提供的隔熱環分體示意圖；

圖5為本實用新型所提供的隔熱環逐塊安裝示意圖；

圖中：1、舵軸；2、軸套；3、軸承；4、銷釘；5、槽；6、隔熱環；601～607、分體安裝的隔熱環安裝塊。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明提供的一種進行介紹：

一種高隔熱性能軸套裝置，包括舵軸1、軸套2、軸承3、銷釘4、槽5及隔熱環6，其中所述軸套2套于舵軸1外側，軸套2內表面開有槽5，槽5中設有隔熱環6，所述隔熱環6的外徑小于軸套2內徑，軸套2外側設有軸承3，軸承3下端設有貫穿舵軸1和軸套2的銷釘4。

所述隔熱環6沿環向分割成七塊，每塊分體安裝的隔熱環安裝塊長寬尺寸小于軸套2內徑，所述最后一個分體安裝的隔熱環安裝塊607內圈長度大于外圈長度。

在傳統軸套內面開一圈槽，位置對應于軸承等不耐溫部件的安裝位置，高度應高于軸承內圈高度。在槽內嵌入安裝剛性隔熱環(導熱系數10^-2～10^-1kW/m²量級)。

所述的剛性隔熱環為一體成型環套，為了便于嵌入安裝，沿環向適當分割成若干安裝塊后逐塊進行裝配。

如圖2所示，高溫合金軸套2包裹住C/C材料舵軸1，通過銷釘4傳遞扭矩。軸套2內表面開槽5，位置對應于軸承3的安裝位置，槽5高度略大于軸承3內圈高度。槽5內嵌入式填充安裝剛性陶瓷隔熱環6。