一种用于温控转台俯仰轴系的高精度组合隔热轴制造技术

一种用于温控转台俯仰轴系的高精度组合隔热轴，包括花岗岩轴，所述花岗岩轴上设有4个纵向的开孔，开孔内设有螺纹钢套，螺纹钢套上套设有过渡套，所述花岗岩轴的一端设有第一轴套，花岗岩轴的另一端设有第二轴套，所述第一轴套、第二轴套均经横向设置的不锈钢螺钉与花岗岩轴、过渡套、螺纹钢套固定连接为一个整体。本实用新型专利技术具有加工精度高、工作稳定可靠、结构简单、经济可行的特点。

High precision combined heat insulation shaft for temperature control turntable pitch axis system

A high precision combined heat insulation shaft for a temperature control turntable pitching shaft is provided with 4 longitudinal openings on the granite shaft, a threaded steel sleeve in the opening hole, a transition sleeve with a threaded steel sleeve with a transition sleeve, a first axle set at one end of the granite shaft, and a second axle sleeve at the other end of the granite shaft. The first shaft sleeve and the second axle sleeve are all fixedly connected with the granite shaft, the transitional sleeve and the threaded steel sleeve through a transverse set of stainless steel screws. The utility model has the characteristics of high processing accuracy, stable and reliable work, simple structure, and economic feasibility.

【技术实现步骤摘要】
一种用于温控转台俯仰轴系的高精度组合隔热轴
本技术涉及一种用于温控转台俯仰轴系的高精度组合隔热轴。
技术介绍
轴系组件是转台最重要的零部件，要求达到较高的倾角回转精度。传统的温控转台俯仰轴系直接与温控箱连接，存在温箱振动影响试验数据、温箱整体翻转不安全等问题。随着产品技术升级，用户要求温控箱不随被测负载一起翻转，将部分轴系零件置于温控箱内，但是由于热胀冷缩原因，造成在高低温工作环境下俯仰轴系回转精度降低。内置结构形式的温控转台俯仰轴系主要包括左、右主轴、不锈钢延伸轴等零件。左、右主轴上装配轴承、电机，两件不锈钢延伸轴的一端分别与左、右主轴连接，另一端伸入温控箱内连接用户负载安装组件。不锈钢延伸轴与温箱之间使用密封润滑材料填充，虽然能起到一定的密封隔热作用，但因其是热的良导体，受热后必然传递到左、右主轴的轴承位置和力矩电机位置，造成热变形和轴向窜动，影响轴系回转精度，因此，轴系组件中必须增加隔热零件。公知的单轴温控转台不锈钢延伸轴连接大理石隔热轴结构，由于石材工艺性差，加工精度不易保证，轴系回转精度主要依靠装调实现，且存在高低温工作环境下轴向长度较大的伸缩变化，不适用于俯仰轴系。采用组合隔热轴是解决问题的有效途径，但是现有的组合方案实际使用效果并不理想，例如：陶瓷轴与不锈钢轴套胶粘制作的组合隔热轴，经实践证明虽然隔热效果良好、轴系回转精度较高，但是存在长期使用后连接处脱胶、甚至陶瓷断裂等严重问题，而且制造维修成本极高。因此，必须选择合适的零件结构及材料，采用合理的联接与紧固方式，设计加工出稳定耐用的高精度组合隔热轴，才能保证温控转台俯仰轴系在高低温工作环境下较高的倾角回转精度指标要求。
技术实现思路
本技术其目的就在于提供一种用于温控转台俯仰轴系的高精度组合隔热轴，解决了单轴卧式、双轴温控转台俯仰轴系在高低温工作环境下无法实现稳定的高回转精度问题。为实现上述目的而采取的技术方案是，一种用于温控转台俯仰轴系的高精度组合隔热轴，包括花岗岩轴，所述花岗岩轴上设有4个纵向的开孔，开孔内设有螺纹钢套，螺纹钢套上套设有过渡套，所述花岗岩轴的一端设有第一轴套，花岗岩轴的另一端设有第二轴套，所述第一轴套、第二轴套均经横向设置的不锈钢螺钉与花岗岩轴、过渡套、螺纹钢套固定连接为一个整体。有益效果与现有技术相比本技术具有以下优点。1、加工精度高：运用组合加工法精密装配、精密加工，保证了尺寸精度及内外圆同轴度、端面与轴线垂直度等位置精度；2、轴系工作稳定可靠：采用多重防胀裂结构，既避免了热能传导至轴承位、电机位等要求稳定工作温度的部位，又有效防止了因热胀冷缩原因造成的组合隔热轴连接处开裂；3、结构简单、经济可行：组合隔热轴各组成零件的结构均为机械加工中常见，材料成本不高，加工、装配工艺成熟。附图说明下面结合附图对本技术做进一步说明。图1为本技术的高精度组合隔热轴结构示意图；图2为本技术用于温控转台俯仰轴系示意图；图中所示：1第一轴套、2过渡套、3螺纹钢套、4花岗岩轴、5不锈钢螺钉、6第二轴套、7温度伸缩缝、8俯仰左轴、9组合隔热轴、10温控箱、11用户负载安装组件、12俯仰右轴、13开孔。具体实施方式本装置包括花岗岩轴4，如图1所示，所述花岗岩轴4上设有4个纵向的开孔13，开孔13内设有螺纹钢套3，螺纹钢套3上套设有过渡套2，所述花岗岩轴4的一端设有第一轴套1，花岗岩轴4的另一端设有第二轴套6，所述第一轴套1、第二轴套6均经横向设置的不锈钢螺钉5与花岗岩轴4、过渡套2、螺纹钢套3固定连接为一个整体。所述螺纹钢套3为铟钢材料制成，过渡套2为聚四氟乙烯材料制成。所述花岗岩轴4与第一轴套1、第二轴套6之间均有配合间隙，形成多重防胀裂结构，保证其在高低温工作环境下的稳定性。实施例1、本技术所述的组合隔热轴在用于温控转台俯仰轴系的装配关系：如图2所示，组合隔热轴9中的第一轴套1处于温控箱10外，其左端（或右端）孔及端面与俯仰左轴8（或俯仰右轴12）连接，因组装后的组合隔热轴9需要进行高低温循环试验，第一轴套1同样考虑了防胀裂设计，花岗岩轴4处于温控箱两侧开孔位置，第二轴套6处于温控箱内，其右端（或左端）凸台圆及台阶面与用户负载安装组件11左右两端连接，由俯仰左轴8、俯仰右轴12及两件高精度组合隔热轴9构成俯仰轴系。2、不锈钢轴套、花岗岩轴升温试验：由于线膨胀系数在不同温度区间内不是常量，且存在具体材质差异，需要进行从常温到高温的升温试验实测，并与理论值比较验证。具体试验步骤如下：①使用两件轴套同一根料下料制作试件，为减小试验误差，按金属的各向同性，试验中采用不锈钢试件的轴向伸长量代替径向膨胀量测定，试件总长约为轴套长度10倍；②将不锈钢试件与花岗岩轴4一起放入高低温试验箱进行升温试验，考虑到测量过程中试件冷却因素，升温试验最高温度按用户环境实验要求的最高温度增加约20℃，应采用多次试验多次测量求平均值、选用精密的测量工具等方法减小试验误差，测量计算并记录升温前后不锈钢试件伸长量及花岗岩轴孔径膨胀量；③根据不锈钢试件伸长量及花岗岩轴孔径膨胀量实测平均值，按线膨胀系数计算公式：α＝△L/(L×△T)分别计算出本实施例中的不锈钢、大理石实际线膨胀系数，式中：α为线膨胀系数、△L为伸长量（膨胀量）、L为常温初始尺寸、△T为温差；④根据温度变化近似范围，查阅《机械设计手册》及相关资料得到不锈钢及大理石线膨胀系数理论值。本实施例中的不锈钢、大理石实际线膨胀系数计算结果接近查到的理论值。3、确定合理的配合间隙：在试验和理论计算的基础上，按不锈钢、大理石实际线膨胀系数及零件基本尺寸计算轴套定位止口直径及花岗岩轴对应孔径最大膨胀量，即：△L＝L×△T×α，两者的差值即为升温后轴套定位止口与花岗岩轴对应孔间隙的最大减小量，将此差值作为最小配车间隙，并考虑试验测量、加工及装配过程中的累积误差，再留余量约0.10～0.15mm确定两件轴套定位止口与花岗岩轴对应孔的配车间隙参考值。4、组装前零件加工：精车第一轴套1右端定位止口、第二轴套6左端定位止口分别与花岗岩轴4两端对应孔配间隙，并在一次装夹中光出轴套外圆，线切割轴套定位止口8处宽2mm温度伸缩缝。第一轴套1的左端孔及端面、第二轴套6的右端孔及端面、右端凸台圆及台阶面均应相应留余量，待组装后再精加工。其他各零件均按图尺寸及技术要求加工到位。5、组装：如图1所示，将过渡套2、螺纹钢套3装入花岗岩轴4两端圆周上的安装孔内，再将两件经过半精加工的轴套装在花岗岩轴4两端，用不锈钢螺钉5带紧，使用千分表测量并调整，校正第一轴套1与第二轴套6外圆同轴度不大于φ0.03mm，再拧紧螺钉。6、高低温循环试验：按用户环境实验要求的高低温范围、升降温速率及保温时间等条件进行组合隔热轴9高低温循环试验，试验后的检测应特别注意花岗岩轴4两端圆周上的安装孔周边是否有裂纹。7、组合加工工艺：如图1所示，校组合隔热轴9同一处外圆及端面跳动小于0.02，使用内圆磨床精磨两端轴套孔及孔外端面-配磨堵头，要求两端均过盈0.002-0.005，装堵头-研两端堵头中心孔达圆磨要求-顶磨第二轴套6右端凸台圆并靠磨右端台阶面，尺寸公差等级为IT6，左端孔与右端凸台圆同轴度、端面与轴线垂直度均不大于0.005mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于温控转台俯仰轴系的高精度组合隔热轴，包括花岗岩轴(4)，其特征在于，所述花岗岩轴(4)上设有4个纵向的开孔(13)，开孔(13)内设有螺纹钢套(3)，螺纹钢套(3)上套设有过渡套(2)，所述花岗岩轴(4)的一端设有第一轴套(1)，花岗岩轴(4)的另一端设有第二轴套(6)，所述第一轴套(1)、第二轴套(6)均经横向设置的不锈钢螺钉(5)与花岗岩轴(4)、过渡套(2)和螺纹钢套(3)固定连接为一个整体。

【技术特征摘要】
1.一种用于温控转台俯仰轴系的高精度组合隔热轴，包括花岗岩轴(4)，其特征在于，所述花岗岩轴(4)上设有4个纵向的开孔(13)，开孔(13)内设有螺纹钢套(3)，螺纹钢套(3)上套设有过渡套(2)，所述花岗岩轴(4)的一端设有第一轴套(1)，花岗岩轴(4)的另一端设有第二轴套(6)，所述第一轴套(1)、第二轴套(6)均经横向设置的不锈钢螺钉(5)与花岗岩轴(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华，江训协，张光辉，周和沛，
申请(专利权)人：九江精密测试技术研究所，
类型：新型
国别省市：江西,36