一種垂直吊掛的熱真空環(huán)境下的高精度扭矩測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種垂直吊掛的熱真空環(huán)境下的高精度扭矩測(cè)試裝置，包括熱傳動(dòng)軸、氣浮套、無磁性座、磁芯組件、真空罐、被測(cè)件和被測(cè)件輸出軸，被測(cè)件連接被測(cè)件輸出軸，被測(cè)件和被測(cè)件輸出軸均位于熱真空罐內(nèi)；磁芯組件、兩個(gè)氣浮套依次套裝在傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸上裝有法蘭盤，法蘭盤外盤上套裝環(huán)形編碼盤。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于傳動(dòng)軸上套裝兩個(gè)氣浮套，對(duì)傳動(dòng)軸上進(jìn)行支撐，由于氣浮裝置無摩擦的優(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。兩個(gè)氣浮套靠近法蘭盤的端面沿著軸向均勻分布排氣孔，在兩個(gè)氣浮套和法蘭盤之間形成氣膜，防止法蘭盤和氣浮套直接接觸，消除了旋轉(zhuǎn)時(shí)兩者相對(duì)摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
【專利說明】一種垂直吊掛的熱真空環(huán)境下的高精度扭矩測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種熱真空實(shí)驗(yàn)下的密封測(cè)試裝置，尤其涉及一種垂直吊掛的熱真空環(huán)境下的高精度扭矩測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]如罐外加載及測(cè)量裝置通過傳動(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)試過程中需要將電機(jī)輸出軸與傳動(dòng)軸脫開，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。
[0005]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
[0006]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)件變形影響的垂直吊掛的熱真空環(huán)境下的高精度扭矩測(cè)試裝置。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種垂直吊掛的熱真空環(huán)境下的高精度扭矩測(cè)試裝置，包括熱真空罐、被測(cè)件和被測(cè)件輸出軸，所述被測(cè)件連接被測(cè)件輸出軸，被測(cè)件和被測(cè)件輸出軸均位于熱真空罐內(nèi)；它還包括熱傳動(dòng)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，所述無磁性座下端與熱真空罐固定，所述無磁性座上端安裝端蓋，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；所述第一氣浮套和第二氣浮套的間隙部分沿徑向均布的泄氣孔中設(shè)有一個(gè)激光探頭；所述傳動(dòng)軸位于第一氣浮套和第二氣浮套的間隙部分裝有法蘭盤；所述法蘭盤與傳動(dòng)軸固接；所述第一氣浮套和法蘭盤、第二氣浮套和法蘭盤之間有微小間隙；所述法蘭盤外盤上套裝環(huán)形編碼盤；所述第一氣浮套和第二氣浮套靠近法蘭盤的兩個(gè)端面沿著軸向均勻分布排氣孔；
[0008]所述熱真空罐的頂部設(shè)有通孔；所述傳動(dòng)軸穿過熱真空罐頂部的通孔，所述傳動(dòng)軸的下端與被測(cè)件輸入軸通過聯(lián)軸器連接；
[0009]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；所述無磁性座上設(shè)有磁性流體灌裝孔；
[0010]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。
[0011]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)軸上套裝兩個(gè)氣浮套，通過無磁性座上的徑向進(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。
[0012]第一氣浮套和第二氣浮套靠近法蘭盤的兩個(gè)端面沿著軸向均勻分布排氣孔，在兩個(gè)氣浮套和法蘭盤之間形成氣膜，防止法蘭盤和氣浮套直接接觸，消除了旋轉(zhuǎn)時(shí)兩者相對(duì)摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。法蘭盤的作用在于防止傳動(dòng)軸的上下竄動(dòng)和支撐被測(cè)件2的重量。
[0013]在熱真空層下工件受高溫容易產(chǎn)生變形，因此我們將測(cè)量工具裝在熱真空罐外，防止高溫對(duì)測(cè)量裝置的影響，利用磁流體密封裝置和密封圈將整個(gè)熱真空罐密封，通過與被測(cè)件輸出軸通過聯(lián)軸器連接的傳動(dòng)軸測(cè)量出被測(cè)件的扭矩，垂直測(cè)量的時(shí)候我們可以消除變形對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是垂直吊掛的熱真空環(huán)境下的高精度扭矩測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0016]結(jié)合附圖1，附圖2，一種垂直吊掛的熱真空環(huán)境下的高精度扭矩測(cè)試裝置，包括熱真空罐1、被測(cè)件2和被測(cè)件輸出軸3，被測(cè)件2固接被測(cè)件輸出軸3，被測(cè)件2和被測(cè)件輸出軸3均處于熱真空罐內(nèi)，該裝置還包括傳動(dòng)軸5、氣浮套、無磁性座8、磁芯組件，氣浮套包括第一氣浮套6和第二氣浮套7，磁芯組件、第一氣浮套6、第二氣浮套7依次套裝在傳動(dòng)軸5上，磁芯組件和第一氣浮套6、第一氣浮套6和第二氣浮套7之間間隔一定的距離，無磁性座套8裝在第一氣浮套6、第二氣浮套7、磁芯組件上，傳動(dòng)軸5與第一氣浮套6、第二氣浮套7之間有微小間隙，無磁性座8上設(shè)有兩個(gè)徑向進(jìn)氣孔9，徑向進(jìn)氣孔9分別與兩個(gè)氣浮套上的進(jìn)氣腔通，無磁性座8下端與熱真空罐1固定，無磁性座8上端安裝端蓋11，無磁性座8位于磁芯組件與第一氣浮套6的間隙部分及第一氣浮套6和第二氣浮套7的間隙部分沿徑向均布泄氣孔10 ;第一氣浮套6和第二氣浮套7間隙部分上的沿徑向均布的泄氣孔中設(shè)有一個(gè)激光探頭16 ;傳動(dòng)軸5位于第一氣浮套6和第二氣浮套7的間隙部分裝有法蘭盤15 ;法蘭盤15固定在傳動(dòng)軸5上；第一氣浮套6和法蘭盤15、第二氣浮套7和法蘭盤15之間有微小間隙；法蘭盤15外盤上套裝環(huán)形編碼盤；第一氣浮套6和第二氣浮套7靠近法蘭盤的兩個(gè)端面沿著軸向均勻分布排氣孔，激光探頭16用于讀取環(huán)形編碼盤的刻度。
[0017]熱真空罐1的頂部設(shè)有通孔；傳動(dòng)軸5穿過熱真空罐1頂部的通孔,傳動(dòng)軸5的下端與被測(cè)件輸入軸4通過聯(lián)軸器17連接。傳動(dòng)軸5安裝時(shí)與被測(cè)件2需要保證懸掛過質(zhì)心。
[0018]磁芯組件包括兩個(gè)環(huán)形磁極12、永磁鐵14，永磁鐵位于兩塊環(huán)形磁極12之間，環(huán)形磁極12的內(nèi)表面上設(shè)有極齒凹槽13，極齒凹槽13與傳動(dòng)軸5的微小間隙間設(shè)有密封用磁性流體；無磁性座8上設(shè)有磁性流體灌裝孔。
[0019]無磁性座8與熱真空罐1間有第一〇型密封圈，兩塊環(huán)形磁極12與無磁性座8之間安裝有第二〇型密封圈， 兩個(gè)氣浮套外圈與無磁性座8之間安裝有第三〇型密封圈。
【權(quán)利要求】
1.一種垂直吊掛的熱真空環(huán)境下的高精度扭矩測(cè)試裝置，包括被測(cè)件和被測(cè)件輸出軸，所述被測(cè)件連接被測(cè)件輸出軸，被測(cè)件和被測(cè)件輸出軸均位于熱真空罐內(nèi)；其特征在于:它還包括熱傳動(dòng)軸、氣浮套、無磁性座、磁芯組件、真空罐；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，所述無磁性座下端與熱真空罐固定，所述無磁性座上端安裝端蓋，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；所述第一氣浮套和第二氣浮套的間隙部分沿徑向均布的泄氣孔中設(shè)有一個(gè)激光探頭；所述傳動(dòng)軸位于第一氣浮套和第二氣浮套的間隙部分裝有法蘭盤；所述法蘭盤與傳動(dòng)軸固接；所述第一氣浮套和法蘭盤、第二氣浮套和法蘭盤之間有微小間隙；所述法蘭盤外盤上套裝環(huán)形編碼盤；所述第一氣浮套和第二氣浮套靠近法蘭盤的兩個(gè)端面沿著軸向均勻分布排氣孔；所述熱真空罐的頂部設(shè)有通孔；所述傳動(dòng)軸穿過熱真空罐頂部的通孔，所述傳動(dòng)軸的下端與被測(cè)件輸入軸通過聯(lián)軸器連接；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。
【文檔編號(hào)】G01L3/00GK203465046SQ201320581647
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】謝毅 申請(qǐng)人:浙江工商大學(xué)