一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及航天地面模拟试验技术领域，更具体的说是一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置,包括气封装置、横向传动轴、连接装置、纵向两自由度运动气浮、底座气浮、高低温箱和纵向平面三角吊钩装置，通过外界供气设备提供干燥纯净的气体进入气封装置，在气封装置内形成气膜Ⅰ能够减少横向传动轴转动过程中的摩擦，有利于动力的传输，在横向三角平衡吊钩的作用下，平衡整个装置的重力，消除横向传动轴因为重力而对试验造成影响，同时纵向两自由度运动气浮与固定气浮之间的形成气膜Ⅱ，纵向三角平衡吊钩与纵向两自由度运动气浮之间的形成气膜Ⅲ，使气封装置能够稳定地悬浮在高低温箱侧方平面内。

A Gas Sealing Device with Three Degrees of Freedom and Low Speed Crossing Shaft for High and Low Temperature Box

【技术实现步骤摘要】
一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置
本专利技术涉及航天地面模拟试验
，更具体的说是一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置。
技术介绍
低速横置穿箱轴在航天地面模拟设备太空环境模拟箱中经常会被使用到。高低温箱中采用干燥无尘气体作为保护气体，在设备使用过程中会出现气体外露，高低温箱内的温度、湿度、洁净度受到外界条件影响，同时横置穿箱轴在运行的过程中，因为传动轴的重力未被平衡，不仅会严重地影响整个实验结果，而且还存在损坏高低温箱内贵重设备的隐患。而传统的密封装置在试验过程中存在污染大、密封装置会与传动轴发生摩擦等缺点。因此，提供一种低速横置穿箱轴密封装置重要之处便是其具有气密性好、能平衡气体密封装置与横置传动轴的重力、自由度多的特点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，可以减少横向传动轴转动过程中的摩擦，有利于动力的传输，达到气密性强、无污染的密封要求，在纵向三角平衡吊钩的作用下，平衡整个装置的重力，消除横向传动轴因为重力而对试验造成影响，在气体压力的作用下，使气封装置能够稳定地悬浮在高低温箱侧方平面内，并沿高低温箱侧方平面进行两自由度的平面移动，对高低温箱内的试验设备起到一定的保护作用并更好地适应在航天地面模拟试验过程中横向传动轴的难以预料的复杂的工作状况。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，包括气封装置、横向传动轴、连接装置、纵向两自由度运动气浮、底座气浮、高低温箱和纵向平面三角吊钩装置，所述气封装置包括壳体、轴套、气封凸台Ⅰ、气封凸台Ⅱ和调节环，壳体的上端固定连接有气封凸台Ⅱ，轴套的下端固定连接有气封凸台Ⅰ，壳体、轴套、气封凸台Ⅰ和气封凸台Ⅱ形成环状空间，环状空间内设置有调节环，调节环与壳体、轴套和气封凸台Ⅰ之间存在间隙Ⅰ，间隙Ⅰ在供气装置的供气下形成气膜Ⅰ，气膜Ⅰ内的气压高于高低温箱内的气压，横向传动轴过盈配合在轴套内，连接装置的内侧固定连接在气封装置上，连接装置的外侧固定连接在纵向两自由度运动气浮，底座气浮固定连接在高低温箱上，纵向两自由度运动气浮和底座气浮之间存在间隙Ⅱ，间隙Ⅱ在供气装置的供气下形成气膜Ⅱ，高低温箱上固定连接有纵向平面三角吊钩装置，纵向平面三角吊钩装置的内侧和纵向两自由度运动气浮之间形成间隙Ⅲ，间隙Ⅲ在供气装置的供气下形成气膜Ⅲ，气膜Ⅱ和气膜Ⅲ内的气压相互平衡推动纵向两自由度运动气浮浮在底座气浮侧端的竖直面上。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，所述气封装置还包括导气管、通孔、气塞、环形槽Ⅰ、蜂窝形密封圈Ⅰ、通气孔、蜂窝形密封圈Ⅱ、环形槽Ⅱ、蜂窝形密封圈Ⅲ、挡环、分隔环和压缩弹簧，壳体上设置有通孔，导气管穿过壳体和通孔连通，导气管上连接有供气装置，通孔内设置有气塞，调节环上设置有环形槽Ⅰ，环形槽Ⅰ和通孔连通，调节环的外侧设置有两个蜂窝形密封圈Ⅰ，两个蜂窝形密封圈Ⅰ分别位于环形槽Ⅰ的左右两侧，调节环的左侧设置有多个通气孔，多个通气孔的右端均和环形槽Ⅰ连通，多个通气孔的左端均和气封凸台Ⅰ和调节环之间的间隙Ⅰ连通，调节环左端的外侧设置有蜂窝形密封圈Ⅱ和环形槽Ⅱ，调节环右端的内侧设置有蜂窝形密封圈Ⅲ，蜂窝形密封圈Ⅲ上放置有挡环，挡环上连接有分隔环，分隔环和气封凸台Ⅱ之间设置有压缩弹簧。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，所述压缩弹簧处于压缩状态，导气管和多个通气孔的轴线均和壳体的轴线平行。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，所述壳体、轴套、气封凸台Ⅰ、气封凸台Ⅱ、调节环和分隔环之间相互对应部分的拐角均为圆角。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，所述连接装置包括垫圈Ⅰ、垫圈Ⅱ和圆环状橡胶，螺栓Ⅰ依次穿过气封凸台Ⅱ和圆环状橡胶固定连接在垫圈Ⅰ上。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，所述纵向两自由度运动气浮包括移动气浮盖、移动气浮、密封橡胶环Ⅰ、传输通道Ⅰ、输气管Ⅰ、输出孔Ⅰ、铜套喷嘴Ⅰ、限位挡环、吊钩悬浮凸台、大理石和磁铁Ⅰ，螺栓Ⅱ依次穿过移动气浮、移动气浮盖和圆环状橡胶固定连接在垫圈Ⅱ上，螺栓Ⅲ依次穿过移动气浮和移动气浮盖固定连接在移动气浮盖上，移动气浮盖和移动气浮之间设置有两个密封橡胶环Ⅰ，移动气浮的右侧设置有传输通道Ⅰ，两个密封橡胶环Ⅰ均和传输通道Ⅰ同轴设置，传输通道Ⅰ的内外直径均位于两个密封橡胶环Ⅰ之间，输出孔Ⅰ设置有多个，多个输出孔Ⅰ均沿传输通道Ⅰ周向均匀分布，多个输出孔Ⅰ均和传输通道Ⅰ连通，多个输出孔Ⅰ内均固定连接有铜套喷嘴Ⅰ，输气管Ⅰ穿过移动气浮盖和传输通道Ⅰ连通，输气管Ⅰ上连接有供气设备，移动气浮左端的内侧固定连接有限位挡环，移动气浮盖上固定连接有吊钩悬浮凸台，移动气浮盖上固定连接有大理石，吊钩悬浮凸台的内侧固定连接有磁铁Ⅰ。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，所述底座气浮包括底座、底座气浮、密封橡胶环Ⅱ、传输通道Ⅱ、输气管Ⅱ、输出孔Ⅱ和铜套喷嘴Ⅱ，螺钉依次穿过底座和底座气浮固定连接在高低温箱上，底座和底座气浮之间设置有两个密封橡胶环Ⅱ，底座上设置有传输通道Ⅱ，两个密封橡胶环Ⅱ均和传输通道Ⅱ同轴设置，传输通道Ⅱ的内外直径均位于两个密封橡胶环Ⅱ之间，输气管Ⅱ穿过底座和传输通道Ⅱ连通，输气管Ⅱ上连接有供气设备，输出孔Ⅱ设置有多个，多个输出孔Ⅱ均沿传输通道Ⅱ周向均匀分布，多个输出孔Ⅱ均和传输通道Ⅱ连通，多个输出孔Ⅱ内均固定连接有铜套喷嘴Ⅱ，底座和移动气浮之间形成间隙Ⅱ。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，所述多个输出孔Ⅱ的轴向均相对传输通道Ⅱ垂直设置，底座气浮的内直径和高低温箱的内直径相等，多个输出孔Ⅰ的轴向均相对传输通道Ⅰ垂直设置，相对传输通道Ⅰ的内直径大于传输通道Ⅱ的外直径，所述限位挡环左端的竖直位置位于底座气浮右端竖直位置的左侧。作为本技术方案的进一步优化，本专利技术一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，所述纵向平面三角吊钩装置包括伺服电机Ⅰ、丝杆Ⅰ、移动板、移动平台、同步带、吊钩、输气管Ⅲ、输气槽、输出孔Ⅲ、铜套喷嘴Ⅲ、伺服电机Ⅱ、丝杆Ⅱ、滑动平台、丝杆螺母座和磁铁Ⅱ，伺服电机Ⅰ设置有两个，两个电机Ⅰ均固定连接在高低温箱上，两个电机Ⅰ的输出轴上均固定连接有丝杆Ⅰ，两个丝杆Ⅰ上均通过螺纹连接有移动板，两个移动板分别固定连接在移动平台的两端，移动平台上固定连接有伺服电机Ⅲ，伺服电机Ⅲ的输出轴上传动连接有同步带，同步带上固定连接有吊钩，伺服电机Ⅱ设置有两个，两个伺服电机Ⅱ的输出轴上均固定连接有丝杆Ⅱ，两个丝杆Ⅱ上均通过螺纹连接有丝杆螺母座，滑动平台设置有两个，两个丝杆螺母座分别固定连接在两个滑动平台上，两个丝杆螺母座上均固定连接有吊钩，吊钩设置有三个，三个吊钩上均连接有输气管Ⅲ，三个输气管Ⅲ上均连接有连接有供气设备，三个吊钩上均连接有输气槽，三个输气管Ⅲ分别和三个输气槽连通，三个吊钩上均设置有多个输出孔Ⅲ，每个输出孔Ⅲ内均固定连接有铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，包括气封装置(1)、横向传动轴(2)、连接装置(3)、纵向两自由度运动气浮(4)、底座气浮(5)、高低温箱(6)和纵向平面三角吊钩装置(7)，其特征在于：所述气封装置(1)包括壳体(1‑1)、轴套(1‑2)、气封凸台Ⅰ(1‑3)、气封凸台Ⅱ(1‑4)和调节环(1‑8)，壳体(1‑1)的上端固定连接有气封凸台Ⅱ(1‑4)，轴套(1‑2)的下端固定连接有气封凸台Ⅰ(1‑3)，壳体(1‑1)、轴套(1‑2)、气封凸台Ⅰ(1‑3)和气封凸台Ⅱ(1‑4)形成环状空间，环状空间内设置有调节环(1‑8)，调节环(1‑8)与壳体(1‑1)、轴套(1‑2)和气封凸台Ⅰ(1‑3)之间存在间隙Ⅰ，间隙Ⅰ在供气装置的供气下形成气膜Ⅰ，气膜Ⅰ内的气压高于高低温箱(6)内的气压，横向传动轴(2)过盈配合在轴套(1‑2)内，连接装置(3)的内侧固定连接在气封装置(1)上，连接装置(3)的外侧固定连接在横向两自由度运动气浮(4)，底座气浮(5)固定连接在高低温箱(6)上，纵向两自由度运动气浮(4)和底座气浮(5)之间存在间隙Ⅱ，间隙Ⅱ在供气装置的供气下形成气膜Ⅱ，高低温箱(6)上固定连接有纵向平面三角吊钩装置(7)，纵向平面三角吊钩装置(7)的内侧和纵向两自由度运动气浮(4)之间形成间隙Ⅲ，间隙Ⅲ在供气装置的供气下形成气膜Ⅲ，气膜Ⅱ和气膜Ⅲ内的气压相互平衡推动纵向两自由度运动气浮(4)浮在底座气浮(5)侧端的竖直面上。...

【技术特征摘要】
1.一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，包括气封装置(1)、横向传动轴(2)、连接装置(3)、纵向两自由度运动气浮(4)、底座气浮(5)、高低温箱(6)和纵向平面三角吊钩装置(7)，其特征在于：所述气封装置(1)包括壳体(1-1)、轴套(1-2)、气封凸台Ⅰ(1-3)、气封凸台Ⅱ(1-4)和调节环(1-8)，壳体(1-1)的上端固定连接有气封凸台Ⅱ(1-4)，轴套(1-2)的下端固定连接有气封凸台Ⅰ(1-3)，壳体(1-1)、轴套(1-2)、气封凸台Ⅰ(1-3)和气封凸台Ⅱ(1-4)形成环状空间，环状空间内设置有调节环(1-8)，调节环(1-8)与壳体(1-1)、轴套(1-2)和气封凸台Ⅰ(1-3)之间存在间隙Ⅰ，间隙Ⅰ在供气装置的供气下形成气膜Ⅰ，气膜Ⅰ内的气压高于高低温箱(6)内的气压，横向传动轴(2)过盈配合在轴套(1-2)内，连接装置(3)的内侧固定连接在气封装置(1)上，连接装置(3)的外侧固定连接在横向两自由度运动气浮(4)，底座气浮(5)固定连接在高低温箱(6)上，纵向两自由度运动气浮(4)和底座气浮(5)之间存在间隙Ⅱ，间隙Ⅱ在供气装置的供气下形成气膜Ⅱ，高低温箱(6)上固定连接有纵向平面三角吊钩装置(7)，纵向平面三角吊钩装置(7)的内侧和纵向两自由度运动气浮(4)之间形成间隙Ⅲ，间隙Ⅲ在供气装置的供气下形成气膜Ⅲ，气膜Ⅱ和气膜Ⅲ内的气压相互平衡推动纵向两自由度运动气浮(4)浮在底座气浮(5)侧端的竖直面上。2.根据权利要求1所述的一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述气封装置(1)还包括导气管(1-5)、通孔(1-6)、气塞(1-7)、环形槽Ⅰ(1-9)、蜂窝形密封圈Ⅰ(1-10)、通气孔(1-11)、蜂窝形密封圈Ⅱ(1-12)、环形槽Ⅱ(1-13)、蜂窝形密封圈Ⅲ(1-14)、挡环(1-15)、分隔环(1-16)和压缩弹簧(1-17)，壳体(1-1)上设置有通孔(1-6)，导气管(1-5)穿过壳体(1-1)和通孔(1-6)连通，导气管(1-5)上连接有供气装置，通孔(1-6)内设置有气塞(1-7)，调节环(1-8)上设置有环形槽Ⅰ(1-9)，环形槽Ⅰ(1-9)和通孔(1-6)连通，调节环(1-8)的外侧设置有两个蜂窝形密封圈Ⅰ(1-10)，两个蜂窝形密封圈Ⅰ(1-10)分别位于环形槽Ⅰ(1-9)的左右两侧，调节环(1-8)的左侧设置有多个通气孔(1-11)，多个通气孔(1-11)的右端均和环形槽Ⅰ(1-9)连通，多个通气孔(1-11)的左端均和气封凸台Ⅰ(1-3)和调节环(1-8)之间的间隙Ⅰ连通，调节环(1-8)左端的外侧设置有蜂窝形密封圈Ⅱ(1-12)和环形槽Ⅱ(1-13)，调节环(1-8)右端的内侧设置有蜂窝形密封圈Ⅲ(1-14)，蜂窝形密封圈Ⅲ(1-14)上放置有挡环(1-15)，挡环(1-15)上连接有分隔环(1-16)，分隔环(1-16)和气封凸台Ⅱ(1-4)之间设置有压缩弹簧(1-17)。3.根据权利要求2所述的一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述压缩弹簧(1-17)处于压缩状态，导气管(1-5)和多个通气孔(1-11)的轴线均和壳体(1-1)的轴线平行。4.根据权利要求2所述的一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述壳体(1-1)、轴套(1-2)、气封凸台Ⅰ(1-3)、气封凸台Ⅱ(1-4)、调节环(1-8)和分隔环(1-16)之间相互对应部分的拐角均为圆角。5.根据权利要求4所述的一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述连接装置(3)包括垫圈Ⅰ(3-1)、垫圈Ⅱ(3-2)和圆环状橡胶(3-3)，螺栓Ⅰ依次穿过气封凸台Ⅱ(1-4)和圆环状橡胶(3-3)固定连接在垫圈Ⅰ(3-1)上。6.根据权利要求5所述的一种高低温箱横置三自由度低速穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述纵向两自由度运动气浮(4)包括移动气浮盖(4-1)、移动气浮(4-2)、密封橡胶环Ⅰ(4-3)、传输通道Ⅰ(4-4)、输气管Ⅰ(4-5)、输出孔Ⅰ(4-6)、铜套喷嘴Ⅰ(4-7)、限位挡环(4-8)、吊钩悬浮凸台(4-9)、大理石(4-10)和磁铁Ⅰ(4-11)，螺栓Ⅱ依次穿过移动气浮(4-2)、移动气浮盖(4-1)和圆环状橡胶(3-3)固定连接在垫圈Ⅱ(3-2)上，螺栓Ⅲ依次穿过移动气浮(4-2)和移动气浮盖(4-1)固定连接在移动气浮盖(4-1)上，移动气浮盖(4-1)和移动气浮(4-2)之间设置有两个密封橡胶环Ⅰ(4-3)，移动气浮(4-2)的右侧设置有传输通道Ⅰ(4-4)，两个密封橡胶环Ⅰ(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘青康，朱晓红，童弋，李隆球，张广玉，帅词俊，陈敏，
申请(专利权)人：江西理工大学南昌校区，
类型：发明
国别省市：江西,36