一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置，包括恒温箱、真空箱、带梯形槽的不锈钢底板、真空抽气系统、隔热的磁流体密封轴、驱动加载装置和被测工件，所述隔热的磁流体密封轴包括传动轴、非导磁套筒、隔热垫片、左轴承、右轴承、磁性组件和端盖，本实用新型专利技术将真空箱、驱动加载装置和被测工件设置在带梯形槽的不锈钢底板上，无需各个安装平台的姿态调整，简化了调节机构和调节过程，提高了系统刚度，从而提高了试验精度。

【技术实现步骤摘要】
一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置
本专利技术涉及航天器热真空试验领域，更具体的说，尤其涉及一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置。
技术介绍
在航天器的研制和服役过程中，必须进行各种类型的空间环境模拟试验，以充分暴露产品的潜在缺陷，检验航天器的设计和制造质量。航天器的热真空试验主要模拟热环境和真空环境。现有的热真空试验机械系统主要包括真空罐，热沉系统，真空抽气系统和加热装置。真空罐是用来提供密闭的试验空间，热沉系统是用来模拟空间冷黑环境的，真空抽气系统的作用是模拟空间真空环境，加热装置的作用是模拟空间热环境。针对航天器的热真空长寿命试验，需要给被测工件提供温度相对不高且温度稳定的真空环境，该温度下驱动加载装置能正常工作。现有的做法将真空罐、热沉系统、加热装置、被测工件平台、升降机构和隔热板做成一体。这种做法使真空罐结构变得复杂，维修也变得困难。由于驱动加载装置不能在真空环境下正常工作，所以试验时，驱动加载装置置于真空罐外部，被测工件置于真空罐内部，驱动加载装置和被测工件安装在不同的平台上，需要调节各个安装平台的姿态来满足试验同轴度的要求，每个安装平台需要设置6个自由度可调的调节机构。试验开始前，由于温度变化、地面沉降以及自身应力变化的影响，需要对3个安装平台进行调节，使之达到规定的同轴度要求；试验进行过程中，由于真空罐内温度的变化会引起被测工件所在平台发生变形，从而使平面度发生变化，降低加载驱动装置与被测工件之间的同轴度，从而需要经常调节各个安装平台的姿态，使得各个安装平台的调节机构和调节过程变得复杂，同时也会降低热真空试验装置的系统刚度。在试验过程中，驱动加载装置的高速转动会使各个安装平台易发生不同频率的振动，从而影响试验结果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种结构简单、系统刚度高的装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置，包括恒温箱、真空箱、带梯形槽的不锈钢底板、真空抽气系统、隔热的磁流体密封轴、驱动加载装置和被测工件，真空箱、带梯形槽的不锈钢底板、隔热的磁流体密封轴、驱动加载装置和被测工件均在恒温箱内，真空箱、驱动加载装置和被测工件设置在带梯形槽的不锈钢底板上，所述驱动加载装置设置在真空箱外部，所述被测工件设置在真空箱内部，隔热的磁流体密封轴设置在真空箱和驱动加载装置之间，用于连接真空箱内的被测工件和真空箱外的驱动加载装置，在传递运动的同时保证真空箱的密封性，安装真空箱的带梯形槽的不锈钢底板处有抽气孔，通过真空抽气系统将真空箱抽真空，模拟热真空试验的真空环境，真空箱箱壁上装有加热装置，加热温度较高，需要设置隔热的磁流体密封轴，保证隔热磁流体密封轴正常工作。进一步的，所述恒温箱箱体由保温材料制成，减少热量的散失，内部有温度控制系统，可以控制恒温箱内部的温度，恒温箱内部温度的变化会导致真空箱内被测工件温度的变化，恒温箱温度控制系统产生的热量可以通过热传导和热辐射的方式传递给被测工件，被测工件的温度变化有一定的滞后性，当恒温箱长时间工作时，可使被测工件均匀的达到目标温度，从而模拟热真空试验中的热环境。进一步的，所述真空箱箱壁上装有加热装置，当需要改变被测工件的温度时，真空箱箱壁上的加热装置与恒温箱同时工作，真空箱箱壁上的加热装置加热温度相对于恒温箱较高，并在被测工件加热到目标温度之前停止工作，恒温箱继续工作，从而使被测工件达到目标温度，真空箱箱壁上的加热装置能提高被测工件的温度变化速度，加快热真空试验的热环境的变化速度。进一步的，所述带梯形槽的不锈钢底板上的梯形槽不是连续的，所述真空箱、驱动加载装置和被测工件通过梯形槽安装在所述带梯形槽的不锈钢底板上，安装过程中无需调整各个安装平台的姿态，梯形槽的存在使得安装变得简单，更易满足同轴度的要求，同时能提高系统刚度，从而提高试验精度。进一步的，所述真空箱为长方体，由不锈钢钢板和密封材料通过螺栓连接制成，不需要焊接，减少了焊接过程中焊点的存在对真空箱真空度的影响，真空箱通过螺栓固定在带梯形槽的不锈钢底板上，真空箱与带梯形槽的不锈钢底板之间有密封材料，实现真空箱的密封，真空箱带有观察窗，与所述恒温箱上的观察窗正对，可以在试验过程中实时观察真空箱内被测工件的运动状态。进一步的，所述真空抽气系统在所述恒温箱外部，通过法兰盘与带梯形槽的不锈钢底板的抽气孔连接，负责将真空箱内的真空度抽到指定要求以下，模拟热真空试验的真空环境。进一步的，所述恒温箱安装在所述带梯形槽的不锈钢底板上，通过对带梯形槽的不锈钢底板的安装可完成热真空试验装置的安装，提高了带梯形槽的不锈钢底板的稳定性。进一步的，所述隔热的磁流体密封轴包括传动轴、非导磁套筒、隔热垫片、左轴承、右轴承、磁性组件和端盖，所述左轴承和磁性组件从左至右依次套装在传动轴上，所述右轴承套装在磁性组件的右侧，所述磁性组件和左轴承之间间隔一定的距离，所述非导磁套筒套装在左轴承、磁性组件和右轴承上，所述非导磁套筒左端外接热真空罐，非导磁套筒和热真空罐固定连接，所述非导磁套筒右端安装端盖，所述左轴承和右轴承的外表面与非导磁套筒的内壁过盈配合；所述非导磁套筒和端盖之间夹装有隔热垫片，非导磁套筒的左端和端盖上均开设有用于穿过传动轴的中心孔；所述传动轴为具有三段阶梯的阶梯轴，传动轴从左至右依次为第一阶梯轴、第二阶梯轴和第三阶梯轴，第一阶梯轴的轴径大于第二阶梯轴的轴径，第二阶梯轴的轴径大于第三阶梯轴的轴径，第一阶梯轴的第一阶梯轴第一阶梯轴第一阶梯轴左端穿过非导磁套筒左端的中心孔并伸出到热真空罐内，且第一阶梯轴第一阶梯轴伸入热真空罐一侧的端部设置有花键，所述第三阶梯轴的右端穿过端盖上的中心孔伸出到非导磁套筒外侧；所述非导磁套筒由套筒外层、隔热层和套筒内层三部分构成，隔热层套装在套筒外层内部，套筒内层套装在隔热层内部，左轴承、磁性组件和右轴承从左至右依次设置在套筒内层内部，左轴承套装在第一阶梯轴上，磁性组件和右轴承套装在第一阶梯轴上，左轴承与右轴承的外表面与套筒内层的内表面过盈配合，套筒内层内部靠近热真空罐的一侧设置有阶梯，左轴承的左侧与套筒内层的阶梯顶紧，所述左轴承的右侧和磁性组件的左侧通过第一轴套顶紧，所述磁性组件的右侧和右轴承的左侧通过第二轴套的顶紧，所述第二轴套的右侧通过端盖伸入非导磁套筒内侧的部分顶紧，所述第一轴套和第二轴套的外表面均与套筒内层的内表面过盈配合；所述磁性组件包括导磁材料轴套、自锁螺母、环形的永磁体、两个环形的极靴和磁流体，所述导磁材料轴套套装在第二阶梯轴上，导磁材料轴套的右端通过固定在第二阶梯轴上的自锁螺母固定，所述永磁体设置在两个极靴之间，两个极靴的内表面上设置有极齿凹槽，所述极齿凹槽与导磁材料轴套导磁材料轴套之间设置有微小间隙，该微小间隙之间充满了磁流体。进一步的，所述第一阶梯轴和导磁材料轴套上均设置有两个用于安装轴用弹性挡圈的圆环，第一阶梯轴上的轴用弹性挡圈用于卡紧左轴承的内圈，防止第一阶梯轴轴向窜动；导磁材料轴套上的轴用弹性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置，其特征在于：包括恒温箱（201）、真空箱（204）、带梯形槽的不锈钢底板（206）、真空抽气系统、隔热的磁流体密封轴（203）、驱动加载装置（202）和被测工件（205），真空箱（204）、带梯形槽的不锈钢底板（206）、隔热的磁流体密封轴（203）、驱动加载装置（202）和被测工件（205）均在恒温箱（201）内，真空箱（204）、驱动加载装置（202）和被测工件（205）设置在带梯形槽的不锈钢底板（206）上，所述驱动加载装置（202）设置在真空箱（204）外部，所述被测工件（205）设置在真空箱（204）内部，隔热的磁流体密封轴（203）设置在真空箱（204）和驱动加载装置（202）之间，用于连接真空箱（204）内的被测工件（205）和真空箱（204）外的驱动加载装置（202），在传递运动的同时保证真空箱（204）的密封性，安装真空箱（204）的带梯形槽的不锈钢底板（206）处有抽气孔，通过真空抽气系统将真空箱（204）抽真空，模拟热真空试验的真空环境，真空箱（204）箱壁上装有加热装置，加热温度较高，需要设置隔热的磁流体密封轴（203），保证隔热磁流体密封轴（203）正常工作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置，其特征在于：包括恒温箱（201）、真空箱（204）、带梯形槽的不锈钢底板（206）、真空抽气系统、隔热的磁流体密封轴（203）、驱动加载装置（202）和被测工件（205），真空箱（204）、带梯形槽的不锈钢底板（206）、隔热的磁流体密封轴（203）、驱动加载装置（202）和被测工件（205）均在恒温箱（201）内，真空箱（204）、驱动加载装置（202）和被测工件（205）设置在带梯形槽的不锈钢底板（206）上，所述驱动加载装置（202）设置在真空箱（204）外部，所述被测工件（205）设置在真空箱（204）内部，隔热的磁流体密封轴（203）设置在真空箱（204）和驱动加载装置（202）之间，用于连接真空箱（204）内的被测工件（205）和真空箱（204）外的驱动加载装置（202），在传递运动的同时保证真空箱（204）的密封性，安装真空箱（204）的带梯形槽的不锈钢底板（206）处有抽气孔，通过真空抽气系统将真空箱（204）抽真空，模拟热真空试验的真空环境，真空箱（204）箱壁上装有加热装置，加热温度较高，需要设置隔热的磁流体密封轴（203），保证隔热磁流体密封轴（203）正常工作。


2.根据权利要求1所述的一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置，其特征在于：所述恒温箱（201）箱体由保温材料制成。


3.根据权利要求1所述的一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置，其特征在于：所述真空箱（204）箱壁上装有加热装置，当需要改变被测工件（205）的温度时，真空箱（204）箱壁上的加热装置与恒温箱（201）同时工作，真空箱（204）箱壁上的加热装置加热温度相对于恒温箱（201）较高，并在被测工件（205）加热到目标温度之前停止工作，恒温箱（201）继续工作，从而使被测工件（205）达到目标温度，真空箱（204）箱壁上的加热装置能提高被测工件（205）的温度变化速度，加快热真空试验的热环境的变化速度。


4.根据权利要求1所述的一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置，其特征在于：所述带梯形槽的不锈钢底板（206）上的梯形槽不是连续的，所述真空箱（204）、驱动加载装置（202）和被测工件（205）通过梯形槽安装在所述带梯形槽的不锈钢底板（206）上。


5.根据权利要求1所述的一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置，其特征在于：述真空箱（204）为长方体，由不锈钢钢板和密封材料通过螺栓（207）连接制成。


6.根据权利要求1所述的一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置，其特征在于：所述隔热的磁流体密封轴（203）包括传动轴（310）、非导磁套筒、隔热垫片（318）、左轴承、右轴承（317）、磁性组件和端盖（309），所述左轴承和磁性组件从左至右依次套装在传动轴（310）上，所述右轴承（317）套装在磁性组件的右侧，所述磁性组件和左轴承之间间隔一定的距离，所述非导磁套筒套装在左轴承、磁性组件和右轴承（317）上，所述非导磁套筒左端外接热真空罐，非导磁套筒和热真空罐固定连接，所述非导磁套筒右端安装端盖（309），所述左轴承和右轴承（317）的外表面与非导磁套筒的内壁过盈配合；所述非导磁套筒和端盖（309）之间夹装有隔热垫片（318），非导磁套筒的左端和端盖（309）上均开设有用于穿过传动轴（310）的中心孔；
所述传动轴（310）为具有三段阶梯的阶梯轴，传动轴（310）从左至右依次为第一阶梯轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐安生，罗强，张堪，高晓明，齐哲，单晓杭，张利，叶必卿，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33