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一種熱真空環(huán)境下的轉(zhuǎn)矩測試裝置制造方法
【專利摘要】一種熱真空環(huán)境下的轉(zhuǎn)矩測試裝置，包括調(diào)節(jié)機(jī)座、觀測組、撥桿裝置、連接花鍵、熱真空箱，調(diào)節(jié)機(jī)座及撥桿裝置安裝在熱真空箱內(nèi)，調(diào)節(jié)機(jī)座上安裝待測件，待測件輸出軸通過連接花鍵連接磁流體密封傳動軸引出到熱真空箱外，連接花鍵連接撥桿裝置，熱真空箱的箱壁設(shè)有觀測組。本實用新型采用觀測鏡頭觀測并記錄待測件輸出軸的位置，采用撥桿裝置控制待測件輸出軸與磁流體密封傳動軸之間的脫合，通過調(diào)節(jié)機(jī)座調(diào)整待測件在熱真空罐內(nèi)的空間位置，有效的避免了熱真空試驗中待測件變形對測試產(chǎn)生的影響，適用于熱真空環(huán)境下高精度轉(zhuǎn)矩測試等，操作簡單、精度高。
【專利說明】一種熱真空環(huán)境下的轉(zhuǎn)矩測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及熱真空試驗下的轉(zhuǎn)矩測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]航天用器材因其應(yīng)用于外太空環(huán)境的特殊性，所以有極高的性能要求。為滿足設(shè)計需要，需在地面模擬外太空的熱真空環(huán)境，在真空和熱循環(huán)條件下檢驗待測件的性能和功能。如在對被測件進(jìn)行驅(qū)動或加載以模擬被測機(jī)構(gòu)所受驅(qū)動及負(fù)載的熱真空試驗中，不僅需要合理的傳動裝置，而且還要具實時高精度測量設(shè)備轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速等信息的能力。
[0003]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，因此將待測件放置在模擬熱真空環(huán)境的真空箱內(nèi)，通過密封裝置將轉(zhuǎn)矩傳遞到真空罐的外部，驅(qū)動加載和信息測量在熱真空罐外進(jìn)行。熱真空試驗中常采用磁流體密封傳動裝置作為密封，將待測件輸出軸與磁流體密封傳動軸連接引出到外界常溫環(huán)境。
[0004]待測件需要在不同溫度下進(jìn)行熱真空試驗，即在某一恒定溫度下測試完成后，再進(jìn)行升溫或降溫，待其平穩(wěn)后進(jìn)行下一次測試。測試過程中熱真空箱始終處于密封狀態(tài)，因此對箱內(nèi)待測件的調(diào)節(jié)難度很大。待測件及底座均屬非對稱件，因此在熱真空環(huán)境下，待測件會產(chǎn)生不規(guī)則變形，使得其輸出軸的軸心位置發(fā)生偏移，從而影響其與磁流體密封傳動軸的連接。再者，在測量待測件空載特性時候，需要對待測件進(jìn)行轉(zhuǎn)矩加載，再將待測件輸出軸與罐外的加載裝置脫開使其自由釋放，若在罐外脫開磁流體密封傳動軸與加載裝置的連接，可方便操作，但是會引入磁流體密封裝置轉(zhuǎn)動摩擦力的影響，若在罐內(nèi)直接脫開待測件輸出軸與磁流體密封傳動軸的連接，測試結(jié)果精確但是受熱真空罐的影響不易操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決熱真空試驗中待測件變形對測試產(chǎn)生影響、熱真空環(huán)境下待測件空載特性測試難以操作等問題，本實用新型提供一種不受待測件變形影響的、可方便操作的熱真空環(huán)境下高精度密封測試裝置。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種熱真空環(huán)境下的轉(zhuǎn)矩測試裝置，包括調(diào)節(jié)機(jī)座、觀測組、撥桿裝置、連接花鍵、熱真空箱。所述調(diào)節(jié)機(jī)座安裝在熱真空箱內(nèi)，所述調(diào)節(jié)機(jī)座上安裝待測件，所述待測件連接待測件輸出軸，所述待測件輸出軸通過連接花鍵連接磁流體密封傳動軸，所述磁流體密封傳動軸穿過熱真空箱引出到箱外；所述連接花鍵連接撥桿裝置，所述撥桿裝置安裝在熱真空箱內(nèi)；所述熱真空箱的箱壁設(shè)有觀測組。
[0008]所述調(diào)節(jié)機(jī)座包括重型調(diào)整平臺、支撐平臺、升降調(diào)節(jié)螺桿、水平調(diào)節(jié)螺桿。所述重型調(diào)整平臺放置在支撐平臺上，所述支撐平臺下端面通過三根升降調(diào)節(jié)螺桿作為支撐。所述升降調(diào)節(jié)螺桿上端通過調(diào)心軸承與支撐平臺下端面的軸承座固定，所述升降調(diào)節(jié)螺桿的下端穿過熱真空箱上的螺紋孔引出到箱外。
[0009]所述重型調(diào)整平臺側(cè)面安裝兩根水平調(diào)節(jié)螺桿，所述水平調(diào)節(jié)螺桿與待測件輸出軸在空間上相垂直，所述水平調(diào)節(jié)螺桿一端穿過真空箱上的螺紋孔引出到箱外，另一端通過兩個串聯(lián)的關(guān)節(jié)軸承與重型調(diào)整平臺連接，所述關(guān)節(jié)軸承套裝在重型調(diào)整平臺側(cè)面的導(dǎo)向軸座上，所述兩個關(guān)節(jié)軸承通過連接套軸心垂直連接。
[0010]所述撥桿裝置包括撥片、兩端帶滑動軸的齒條、齒輪、轉(zhuǎn)軸。所述兩端帶滑動軸的齒條通過滑動軸安裝座固定在撥桿安裝板上，所述齒輪中心與轉(zhuǎn)軸固定且與齒條嚙合，所述轉(zhuǎn)軸通密封套引出到熱真空箱外，所述撥片有兩個且垂直固定在齒條上，所述撥片分別穿過待測件輸出軸和磁流體密封傳動軸套裝在花鍵套的兩端，所述撥片隨齒條移動可推動花鍵套而不影響花鍵軸，所述安裝板一端固定在熱真空箱上，另一端通過加強板支撐。
[0011]所述觀測組安裝在熱真空箱頂端和側(cè)面且與待測件輸出軸側(cè)面位置相對；所述觀測組包括觀測鏡頭和觀察窗；所述觀測鏡頭安裝在觀察窗上，所述觀測鏡頭包括目鏡、分劃板、物鏡，所述分劃板安裝在目鏡與物鏡之間，所述分劃板上有兩條平行的刻度線。
[0012]所述熱真空箱還包含箱蓋和箱體，所述箱體通過箱蓋密封，所述磁流體密封傳動軸穿過箱蓋。
[0013]本實用新型的測試方法是:
[0014]1、在常溫非真空環(huán)境下，將待測件裝夾在調(diào)節(jié)機(jī)座的重型調(diào)整平臺上，將待測件輸出軸與磁流體密封傳動軸通過花鍵連接。
[0015]2、調(diào)整熱真空箱頂部和側(cè)面的觀測鏡頭，使得能夠清晰的觀測到待測件的輸出軸，再分別調(diào)節(jié)觀測鏡頭，使分劃板內(nèi)的兩條平行的刻度線恰好與輸出軸邊線重合，作為后續(xù)調(diào)節(jié)的基準(zhǔn)。
[0016]3、轉(zhuǎn)動撥桿裝置的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上的齒輪帶動齒條移動，通過齒條上的撥片將花鍵套撥向傳動軸一側(cè)，脫開待測件輸出軸與傳動軸之間的連接使其處于自由狀態(tài)。
[0017]4、密封熱真空箱，當(dāng)其達(dá)到測試所需溫度及真空環(huán)境時再進(jìn)行測試。
[0018]5、待溫度平穩(wěn)后，通過觀測鏡頭觀測待測件輸出軸的變形偏移量。
[0019]6、在熱真空罐外旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)螺桿或水平調(diào)節(jié)螺桿，控制重型調(diào)整平臺的移動和旋轉(zhuǎn)，以調(diào)整待測件的空間位置。
[0020]7、保持分劃板內(nèi)刻度線的位置不變，配合調(diào)節(jié)機(jī)座移動或旋轉(zhuǎn)待測件，直到兩條刻度線到輸出軸兩條邊線之間的距離相等，此時可認(rèn)為待測件輸出軸與磁流體密封傳動軸的軸線重合
[0021]8、轉(zhuǎn)動撥桿裝置的轉(zhuǎn)軸，將花鍵套撥向待測件輸出軸一側(cè)，重新連接待測件輸出軸和磁流體密封軸，進(jìn)行后繼測試。
[0022]9、重復(fù)操作步驟2至8，可進(jìn)行不同溫度下的待測件性能測試。
[0023]本實用新型的設(shè)計思路及優(yōu)點表現(xiàn)在:
[0024]受熱真空環(huán)境的影響，待測件會產(chǎn)生不規(guī)則變形，從而影響到待測件輸出軸與罐外測試裝置的連接。
[0025]本實用新型采用觀測鏡頭觀測并記錄待測件輸出軸的位置，采用撥桿裝置控制待測件輸出軸與磁流體密封傳動軸之間的脫合，通過調(diào)節(jié)機(jī)座調(diào)整待測件在熱真空罐內(nèi)的空間位置。因此，在常溫環(huán)境下觀測鏡頭記錄待測件輸出軸的初始位置，然后通過撥桿裝置脫開其與磁流體密封傳動軸的連接，讓待測件在熱真空環(huán)境下自由變形，待溫度平穩(wěn)后，通過觀測鏡頭配合調(diào)整機(jī)座，使得待測件輸出軸與磁流體密封傳動軸的軸線重新重合，再通過撥桿裝置連接待測件輸出軸與磁流體密封傳動軸，進(jìn)行后續(xù)測試。對待測件加載完成后也可以通過撥桿裝置脫開待測件輸出軸與磁流體密封傳動軸的連接，方便進(jìn)行空載特性的測試。
[0026]撥桿裝置采用了齒輪齒條的設(shè)計原理，旋轉(zhuǎn)引出到熱真空罐外的轉(zhuǎn)軸可通過轉(zhuǎn)軸上的齒輪帶動齒條移動，撥片垂直安裝在齒條上，因此，熱真空罐外轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)可控制熱真空罐內(nèi)撥片的移動。待測件輸出軸及磁流體密封傳動軸上分別套裝花鍵軸，花鍵套套裝在花鍵軸上，撥片位于花鍵套的兩側(cè)，撥片移動帶動花鍵套往磁流體密封傳動軸一側(cè)移動，可脫開花鍵套與待測件輸出軸上花鍵軸之間的連接，從而將待測件輸出軸自由釋放；同理，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸帶動撥片移動帶動花鍵套往待測件輸出軸一側(cè)移動，可將花鍵套與待測件輸出軸上的花鍵軸重新嚙合。撥桿裝置可實現(xiàn)待測件輸出軸與磁流體密封傳動軸之間脫開與連接。
[0027]調(diào)節(jié)機(jī)座可實現(xiàn)五自由度。待測件是固定在重型調(diào)整平臺上的，設(shè)定待測件輸出軸向方向為X軸，垂直重型調(diào)整平臺的方向即豎直方向為y軸。在熱真空箱外旋轉(zhuǎn)升降調(diào)節(jié)螺桿可控制升降調(diào)節(jié)螺桿的升降，三根升降調(diào)節(jié)螺桿相互配合可實現(xiàn)支撐平臺沿y軸的移動、繞X軸和z軸的旋轉(zhuǎn)；
[0028]重型調(diào)整平臺通過重力作用壓在支撐平臺上，通過支撐平臺即可實現(xiàn)對重型調(diào)整平臺的調(diào)節(jié)。重型調(diào)整平臺側(cè)面沿z軸方向安裝有兩根水平調(diào)節(jié)螺桿，旋轉(zhuǎn)水平調(diào)節(jié)螺桿可控制水平調(diào)節(jié)螺桿的伸縮，兩根水平調(diào)節(jié)螺桿相互配合可實現(xiàn)重型調(diào)整平臺沿z軸的移動、繞y軸的旋轉(zhuǎn)。
[0029]待測件的沿X軸變形及繞X的旋轉(zhuǎn)不影響花鍵軸與花鍵套的連接，因此可以不考慮此方向的變形回歸。
[0030]升降調(diào)節(jié)螺桿與支撐平臺之間通過調(diào)心軸承連接，因此旋轉(zhuǎn)單個升降調(diào)節(jié)螺桿不會受另外兩根升降調(diào)節(jié)螺桿的影響，通過三點就可以調(diào)整一個平面。水平調(diào)節(jié)螺桿通過兩個軸心垂直安裝的關(guān)節(jié)軸承與重型調(diào)整平臺連接，且關(guān)節(jié)軸承套裝在導(dǎo)向軸上，因此有更多的調(diào)節(jié)余度。
[0031]熱真空箱內(nèi)的輸出軸無法進(jìn)行中心線的標(biāo)定，因此必須采用輔助工具。通過熱真空箱頂端和側(cè)面的觀測鏡頭可以清楚的觀測到待測件輸出軸的位置，常溫環(huán)境下使得分劃板內(nèi)兩條平行的刻度線恰好與輸出軸邊線重合，即可記錄待測件輸出軸的中心位置，待測件輸出軸一般為規(guī)則變形，因此，待待測件變形完成后，通過調(diào)節(jié)機(jī)座控制待測件運動，直到觀測鏡頭內(nèi)兩條平行的刻度線到輸出軸的邊線之間的距離相等，使得輸出軸熱真空環(huán)境下與常溫初始狀態(tài)下的中心軸線位置保持不變。兩個觀測鏡頭的相互配合，可觀測待測件輸出軸四個自由度方向的變化，滿足調(diào)節(jié)要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是一種熱真空環(huán)境下的轉(zhuǎn)矩測試裝置示意圖
[0033]圖2是圖1是左視圖
[0034]圖3是圖1的俯視圖
【具體實施方式】
[0035]結(jié)合圖1至圖3，一種熱真空環(huán)境下的轉(zhuǎn)矩測試裝置，所述裝置包括調(diào)節(jié)機(jī)座、觀測組、撥桿裝置、連接花鍵、磁流體密封裝置、熱真空箱。所述熱真空箱還包含箱蓋3和箱體2，所述箱體2通過箱蓋3密封，所述磁流體密封傳動軸21穿過箱蓋3。所述調(diào)節(jié)機(jī)座安裝在熱真空箱內(nèi)，所述連接花鍵連接待測件輸出軸7與磁流體密封傳動軸21，所述撥桿裝置固定在熱真空箱內(nèi)且撥片9作用在連接花鍵上，所述熱真空箱的箱壁設(shè)有觀測組。
[0036]所述調(diào)節(jié)機(jī)座包括重型調(diào)整平臺20、支撐平臺10、升降調(diào)節(jié)螺桿5、水平調(diào)節(jié)螺桿15等。所述重型調(diào)整平臺20放置在支撐平臺10上，所述支撐平臺10下端面通過三根升降調(diào)節(jié)螺桿5作為支撐。所述升降調(diào)節(jié)螺桿5上端通過調(diào)心軸承19與支撐平臺10下端面的軸承座I8固定，所述升降調(diào)節(jié)螺桿5的下端穿過熱真空箱2上的螺紋孔引出到箱外。所述重型調(diào)整平臺20側(cè)面安裝兩根水平調(diào)節(jié)螺桿15，所述水平調(diào)節(jié)螺桿15與待測件輸出軸7在空間上相垂直，所述水平調(diào)節(jié)螺桿15 —端穿過真空箱上的螺紋孔引出到箱外，另一端通過兩個串聯(lián)的關(guān)節(jié)軸承17與重型調(diào)整平臺20連接，所述關(guān)節(jié)軸承17套裝在重型調(diào)整平臺20側(cè)面的導(dǎo)向軸座上，所述兩個關(guān)節(jié)軸承17通過連接套16軸心垂直連接。
[0037]所述待測件輸出軸7末端和磁流體密封傳動軸21頂端分別套裝花鍵軸，所述花鍵套8套裝在花鍵軸上。
[0038]所述撥桿裝置包括撥片9、兩端帶滑動軸的齒條23、齒輪11、轉(zhuǎn)軸22。所述兩端帶滑動軸的齒條23通過滑動軸安裝座13固定在撥桿安裝板12上，所述齒輪11中心與轉(zhuǎn)軸22固定且與齒條23嚙合，所述轉(zhuǎn)軸22通密封套引出到熱真空箱外，所述撥片9有兩個且垂直固定在齒條23上，所述撥片9分別穿過待測件輸出軸7和磁流體密封傳動軸21套裝在花鍵套8的兩端，所述撥片9隨齒23條移動可推動花鍵套而不影響花鍵軸，所述安裝板12一端固定在熱真空箱2上，另一端通過加強板14支撐。
[0039]所述觀測組安裝在熱真空箱箱體2的頂端和側(cè)面且與待測件輸出軸7側(cè)面位置相對；所述觀測組包括觀測鏡頭26和觀察窗I ;所述觀測鏡頭26安裝在觀察窗I上，所述觀測鏡頭26包括目鏡27、分劃板28、物鏡29，所述分劃板28安裝在目鏡27與物鏡29之間，所述分劃板上有兩條平行的刻度線。
【權(quán)利要求】
1.一種熱真空環(huán)境下的轉(zhuǎn)矩測試裝置，其特征在于:包括調(diào)節(jié)機(jī)座、觀測組、撥桿裝置、連接花鍵、熱真空箱；所述調(diào)節(jié)機(jī)座安裝在熱真空箱內(nèi)，所述調(diào)節(jié)機(jī)座上安裝待測件，所述待測件連接待測件輸出軸，所述待測件輸出軸通過連接花鍵連接磁流體密封傳動軸，所述磁流體密封傳動軸穿過熱真空箱引出到箱外；所述連接花鍵連接撥桿裝置，所述撥桿裝置安裝在熱真空箱內(nèi)；所述熱真空箱的箱壁設(shè)有觀測組； 所述調(diào)節(jié)機(jī)座包括重型調(diào)整平臺、支撐平臺、升降調(diào)節(jié)螺桿、水平調(diào)節(jié)螺桿；所述重型調(diào)整平臺放置在支撐平臺上，所述支撐平臺下端面通過三根升降調(diào)節(jié)螺桿作為支撐；所述升降調(diào)節(jié)螺桿上端通過調(diào)心軸承與支撐平臺下端面的軸承座固定，所述升降調(diào)節(jié)螺桿的下端穿過熱真空箱上的螺紋孔引出到箱外； 所述重型調(diào)整平臺側(cè)面安裝兩根水平調(diào)節(jié)螺桿，所述水平調(diào)節(jié)螺桿與待測件輸出軸在空間上相垂直，所述水平調(diào)節(jié)螺桿一端穿過真空箱上的螺紋孔引出到箱外，另一端通過兩個串聯(lián)的關(guān)節(jié)軸承與重型調(diào)整平臺連接，所述關(guān)節(jié)軸承套裝在重型調(diào)整平臺側(cè)面的導(dǎo)向軸座上，所述兩個關(guān)節(jié)軸承通過連接套軸心垂直連接； 所述撥桿裝置包括撥片、兩端帶滑動軸的齒條、齒輪、轉(zhuǎn)軸；所述兩端帶滑動軸的齒條通過滑動軸安裝座固定在撥桿安裝板上，所述齒輪中心與轉(zhuǎn)軸固定且與齒條嚙合，所述轉(zhuǎn)軸通密封套引出到熱真空箱外，所述撥片有兩個且垂直固定在齒條上，所述撥片分別穿過待測件輸出軸和磁流體密封傳動軸套裝在花鍵套的兩端，所述撥片隨齒條移動可推動花鍵套而不影響花鍵軸，所述安裝板一端固定在熱真空箱上，另一端通過加強板支撐； 所述觀測組安裝在熱真空箱頂端和側(cè)面且與待測件輸出軸側(cè)面位置相對；所述觀測組包括觀測鏡頭和觀察窗；所述觀測鏡頭安裝在觀察窗上，所述觀測鏡頭包括目鏡、分劃板、物鏡，所述分劃板安裝在目鏡與物鏡之間，所述分劃板上有兩條平行的刻度線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種熱真空環(huán)境下的轉(zhuǎn)矩測試裝置，其特征在于:所述熱真空箱還包含箱蓋和箱體，所述箱體通過箱蓋密封，所述磁流體密封傳動軸穿過箱蓋。
【文檔編號】G01M13/00GK203561541SQ201320584188
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】單曉杭, 勵紅峰 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)