[發(fā)明專利]一種反作用飛輪密封結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN106884932A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王勇;陶侃凱;孫丹;王森;甄毅剛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類號: F16F15/30
• 分類號: F16F15/30;F16J15/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 陳鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種飛輪密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

反作用飛輪是衛(wèi)星姿態(tài)控制的重要執(zhí)行機構(gòu)，通過慣量轉(zhuǎn)動體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生反作用力矩，慣量轉(zhuǎn)動體處于反作用飛輪腔體內(nèi)，其高速旋轉(zhuǎn)時會受到反作用飛輪腔體內(nèi)的真空度影響，因此對反作用飛輪內(nèi)腔真空度提出要求，在地面試驗階段，要求飛輪內(nèi)腔真空度要小于大氣壓，保證飛輪的摩擦力矩較小，功耗能夠滿足要求；而在軌運行時，外界是高真空，飛輪是外漏，如果漏率過大，則外泄較快，飛輪內(nèi)腔將很快變成高真空，過度的真空度，將導致散熱性差、軸承潤滑油易揮發(fā)，所以飛輪內(nèi)腔必須保證有合理的真空度，才能滿足地面和星上兩種狀態(tài)。

傳統(tǒng)反作用飛輪密封采用的是橡膠圈，密封效果較差。在地面進行電性能測試時，由于反作用飛輪漏率較大且內(nèi)部各零件材料存在放氣現(xiàn)象，因此反作用飛輪經(jīng)使用或存放一段時間后，其電流會增大，從而影響反作用飛輪的功耗，因此需要頻繁對其內(nèi)腔抽真空，操作較繁瑣。

傳統(tǒng)反作用飛輪的抽氣結(jié)構(gòu)為抽氣嘴，其安裝在反作用飛輪底座上，抽氣嘴密封結(jié)構(gòu)特性為在完成飛輪抽真空操作后，需要把抽氣嘴進行夾斷焊封，因此，抽氣嘴為一次性部件，如需再次進行抽氣，則需要重新更換抽氣嘴并且進行夾斷焊封，該操作需要一天時間。并且由于抽氣嘴高度限制，使得反作用飛輪底座不能實現(xiàn)無支架安裝結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種反作用飛輪密封結(jié)構(gòu)，能夠有效的保證反作用飛輪腔體內(nèi)部的真空度，滿足地面測試和在軌工作正常，體積減小，高度降低，保證反作用飛輪的無支架底座的結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)品重量。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種反作用飛輪密封結(jié)構(gòu)，包括底座、過渡鋁環(huán)、外殼、軸系、密封接插件、抽氣裝置；軸系兩端分別安裝在底座中部、外殼中部；底座、外殼對接形成空腔，過渡鋁環(huán)安裝在底座、外殼的接口處；密封接插件、抽氣裝置分別安裝在底座底面。

所述抽氣裝置為三層圓柱臺階結(jié)構(gòu)，第三層臺階結(jié)構(gòu)外壁有旋緊螺紋，通過旋緊螺紋安裝在底座底面安裝孔內(nèi)，抽氣孔關(guān)于抽氣裝置底面圓心對稱分布。

所述過渡鋁環(huán)通過外壁上的凸起結(jié)構(gòu)置于底座上端口，與底座上端口處的密封環(huán)卡槽相配合，過渡鋁環(huán)位于底座、外殼的接口處內(nèi)側(cè)；外殼、底座通過焊接與過渡鋁環(huán)外壁上的凸起結(jié)構(gòu)之間實現(xiàn)密封。

還包括第一密封圈、第二密封圈；第一密封圈、第二密封圈分別安裝在抽氣裝置的臺階結(jié)構(gòu)處，實現(xiàn)抽氣裝置與底座之間的密封。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：

(1)本發(fā)明能夠有效的保證反作用飛輪腔體內(nèi)部的真空度，滿足地面測試和在軌工作正常。外殼和底座之間通過過渡鋁環(huán)銜接，并且最后進行焊接密封，最大限度保證飛輪的密封性。底座上設(shè)置了抽氣裝置，不同于以往傳統(tǒng)的抽氣嘴，抽氣裝置采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，并且有多道密封結(jié)構(gòu)，可以保證飛輪產(chǎn)品在地面測試期間進行多次的飛輪內(nèi)部抽氣操作。相較于傳統(tǒng)的抽氣嘴結(jié)構(gòu)，密封結(jié)構(gòu)體積減小，高度降低，保證反作用飛輪的無支架底座的結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)品重量。

(2)本發(fā)明通過密封焊接加上多級密封結(jié)構(gòu)，使得密封效果有顯著提高，漏率達到了2.6×10^-7Pa·L/s，反作用飛輪腔體內(nèi)部的密封保壓時間由原來的1個月提升至3個月。

(3)本發(fā)明便于反作用飛輪在測試過程中進行反復快速抽氣操作，無需每次都更換新抽氣嘴，節(jié)省了研制成本。并且抽氣密封時間也從1天降低至1小時。

附圖說明

圖1是本發(fā)明反作用飛輪密封結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明抽氣裝置示意圖。

圖3是本發(fā)明密封環(huán)安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種反作用飛輪密封結(jié)構(gòu)，包括底座1、過渡鋁環(huán)2、外殼3、軸系4、密封接插件6、抽氣裝置5；底座1為圓柱形殼體，底座1通過6個M4的螺釘連接到軸系4上，密封接插件6通過4個M3的螺釘固定在底座1上。過渡鋁環(huán)2置于底座1上端的如圖3所示的密封環(huán)卡槽11處，過程中對齊過渡鋁環(huán)2與外殼3連接處的接口保持過渡鋁環(huán)2與底座1的平行，便于后期進行密封焊接。外殼3通過螺紋與軸系4連接，并且旋緊。

軸系4兩端分別安裝在底座1中部、外殼3中部；底座1、外殼3對接形成空腔，過渡鋁環(huán)2安裝在底座1、外殼3的接口處；密封接插件6、抽氣裝置5分別安裝在底座1底面。

抽氣裝置5為三層圓柱臺階結(jié)構(gòu)，第三層臺階結(jié)構(gòu)外壁有旋緊螺紋10，通過旋緊螺紋10安裝在底座1底面安裝孔內(nèi)，抽氣孔9關(guān)于抽氣裝置5底面圓心對稱分布。