【技术实现步骤摘要】
一种用于材料制备与性能测试的离心超重力实验装置
本技术涉及了离心超重力材料制备与性能测试领域的一种实验装置，尤其涉及一种用于材料制备与性能测试的离心超重力实验装置。
技术介绍
材料是实现科学技术和理念的重要载体，是社会发展和人类进步的物质基础。在高性能材料领域，经过多年发展，我国虽然取得了一些令人瞩目的成绩，但与发达国家相比，整体水平仍然比较落后，差距明显。传统的新材料研发过程周期长，投入大，且由于材料成分-结构-性能之间非线性关系，很难实现面向实际性能需求的材料设计。为解决我国新材料研发周期长，研发成本高的不足，2016年国家启动了材料基因组计划，旨在实现高性能结构材料研发由“经验指导试验”向“理论预测、试验验证”的模式转变，其中“材料基因组工程”的核心内容是高通量材料制备技术以及材料性能的高通量测试技术。已报道的高通量材料制备技术，组合薄膜制备技术最为成熟，但只能制备二维材料，无法实现块体材料的高通量制备。对比文件1(201910538197.7，超重力环境下使用的固定式实验舱)、对比文件2(2019105381...
【技术保护点】
1.一种用于材料制备与性能测试的离心超重力实验装置，其特征在于：/n包括离心主机（1）、转子系统（2）、实验腔（3）、升降系统（4）和下驱式主轴复合体（5）；转子系统（2）和下驱式主轴复合体（5）安装在实验腔（3）内，实验腔（3）底部通过缓冲结构安装在装置底座上，离心主机（1）安装在实验腔（3）侧方的装置底座上并与下驱式主轴复合体（5）下端连接，下驱式主轴复合体（5）上端和转子系统（2）连接，升降系统（4）安装在装置底座上且位于实验腔（3）上方，升降系统（4）和实验腔（3）的腔盖连接；/n所述的实验腔（3）包括立式肘夹（3-1）、直线导轨（3-2）、实验腔盖（3-3）、实验...
【技术特征摘要】
1.一种用于材料制备与性能测试的离心超重力实验装置，其特征在于：
包括离心主机（1）、转子系统（2）、实验腔（3）、升降系统（4）和下驱式主轴复合体（5）；转子系统（2）和下驱式主轴复合体（5）安装在实验腔（3）内，实验腔（3）底部通过缓冲结构安装在装置底座上，离心主机（1）安装在实验腔（3）侧方的装置底座上并与下驱式主轴复合体（5）下端连接，下驱式主轴复合体（5）上端和转子系统（2）连接，升降系统（4）安装在装置底座上且位于实验腔（3）上方，升降系统（4）和实验腔（3）的腔盖连接；
所述的实验腔（3）包括立式肘夹（3-1）、直线导轨（3-2）、实验腔盖（3-3）、实验腔体（3-4）、防护壳（3-5）、阻尼器（3-6）和真空接口（3-7）；实验腔体（3-4）底部的实验腔底板（3-8）通过阻尼器（3-6）固定安装在离心超重力实验室的地面上，实验腔体（3-4）顶部设有实验腔盖（3-3），实验腔盖（3-3）两侧外边缘设有凸板，凸板上开设通孔，实验腔体（3-4）顶面边缘固定有竖直的直线导轨（3-2），凸板的通孔套装于直线导轨（3-2）中，通过直线导轨（3-2）和凸板通孔的配合安装使得实验腔盖（3-3）与实验腔体（3-4）的精确定位安装配合；实验腔盖（3-3）周围的实验腔体（3-4）顶面沿圆周均布固定安装有三个立式肘夹（3-1），实验腔盖（3-3）通过立式肘夹（3-1）与实验腔体（3-4）固定；实验腔盖（3-3）和实验腔体（3-4）接触面之间用O型橡胶圈密封，实验腔体（3-4）侧壁开设有真空接口（3-7），真空接口（3-7）与外部的地面真空系统或充气系统相连；实验腔体（3-4）内周围设有三层防护壳（3-5）；
所述的升降系统（4）包括驱动电机（4-1）、升降机（4-2）、丝杠（4-3）和升降支架（4-4）；升降支架（4-4）横跨安装在实验腔（3）上方，驱动电机（4-1）固定在升降支架（4-4）上，驱动电机（4-1）输出轴经升降机（4-2）和丝杠（4-3）传动连接驱动丝杠（4-3）上下升降，丝杠（4-3）竖直布置，丝杠（4-3）下端和实验腔盖（3-3）的中心固定连接；
所述的离心主机（1）包括电机（1-1）、大带轮（1-2）、减震座（1-3）、平带（1-4）和转速传感器（1-5）；电机（1-1）通过减震座（1-3）安装在实验腔（3）的侧方，电机（1-1）的输出轴和大带轮（1-2）同轴连接，大带轮（1-2）经平带（1-4）和下驱式主轴复合体（5）的小带轮（517）带传动连接；小带轮（517）侧方安装有转速传感器（1-5）；
所述的下驱式主轴复合体（5）包括主轴（53）、扭矩输入机构、传动结构和扭矩输出机构，传动结构包括机械传动机构和密封润滑机构，主轴（53）上端和扭矩输入机构连接，主轴（53）中部安装有机械传动机构和密封润滑机构，主轴（53）下端安装有扭矩输出机构；扭矩输出机构和外部旋转驱动力连接，带动主轴（53）旋转，主轴（53）经机械传动机构和密封润滑机构套装在离心超重力装置的实验腔底板中心孔中，主轴（53）上端将旋转动力传递到扭矩输入机构，经扭矩输入机构带动离心超重力装置的实验腔内的离心主机作离心超重力运动；
所述的转子系统（2）包括挂臂（2-1）、挂杯（2-3）、高速滑环（2-4）、限位轴承（2-5）和底座法兰（2-6）；挂臂（2-1）中心开设通孔，挂臂（2-1）中心通孔的底部孔端面固定连接底座法兰（2-6）的上端，底座法兰（2-6）下端和下驱式主轴复合体（5）的连接法兰（52）通过螺栓固接，挂臂（2-1）的两端对称铰接安装有挂杯（2-3），挂杯（2-3）均通过挂销（2-2）铰接安装于挂臂（2-1）的末端；主轴（53）上端穿出连接法兰（52）后再穿过挂臂（2-1）中心的通孔后和紧固套装有高速滑环（2-4），且上端部经限位轴承（2-5）套装于实验腔盖（3-3）内顶面中心的沉孔中；高速滑环（2-4）的内圈转子直接紧固在主轴（53）上，高速滑环（2-4）的外圈定子固定在实验腔盖（3-3）内顶面，高速滑环（2-4）的内圈转子与离心主轴（1-8）一起旋转；
所述的实验腔盖（3-3）上开有视窗，视窗用于观察实验腔（3）内的状况。
2.根据权利要求1所述的一种用于材料制备与性能测试的离心超重力实验装置，其特征在于：所述的下驱式主轴复合体（5）中，扭矩输入机构包括上胀紧套（51）和连接法兰（52），机械传动机构包括上轴承盖（55）、角接触球轴承（59）、上轴用弹性挡圈（510）、轴承座（511）、圆柱滚子轴承（513）、下轴用弹性挡圈（515）、轴栓（516）、下轴承盖（519）和下密封轴承圈（521），密封润滑机构包括上油封（56）、上孔用弹性挡圈（57）、上O型圈（58）、扩口式直通管接口（512）、下O型圈（514）、下油封（520）、下孔用弹性挡圈（522）、注油口（551）和油通道（550），扭矩输出机构包括主轴（53）、小带轮（517）和下胀紧套（518）；连接法兰（52）设有外凸缘，外凸缘开设有安装螺孔（52-1），螺钉穿过安装螺孔（52-1）将连接法兰（52）固定连接离心超重力腔室内的转子系统；连接法兰（52）的中心开设通孔作为安装孔（52-2），主轴（53）上端通过上胀紧套（51）套装于连接法兰（52）的安装孔（52-2）中，主轴（53）和连接法兰（52）同轴固接旋转，上胀紧套（51）、连接法兰（52）和主轴（53）同轴固接，连接法兰（52）上端和转子系统（2）的底座法兰（2-6）通过螺栓同轴固接；
主轴（53）中部外套装有轴承座（511），轴承座（511）和主轴（53）中部之间具有径向间隙形成游动腔，轴承座（511）密封固定套装在实验腔底板（3-8）的中心通孔中；游动腔上部内的主轴（53）外周面设有外凸缘，外凸缘下侧的主轴（53）外套装角接触球轴承（59），角接触球轴承（59）径向支撑于轴承座（511）上部和主轴（53）上的凸肩（53-4）之间，角接触球轴承（59）下侧设有上轴用弹性挡圈（510），上轴用弹性挡圈（510）嵌装在主轴（53）外周面所开设的环形上凹槽（53-5）中；游动腔上端口设有上轴承盖（55），上轴承盖（55）活动套装在主轴（53）外，上轴承盖（55）下端面和轴承座（511）上端面通过螺杆固定连接；上轴承盖（55）在底部内圈周面开设有环形缺口槽（55-2），环形缺口槽（55-2）中安装有上油封（56），上油封（56）下侧设有上孔用弹性挡圈（57），上孔用弹性挡圈（57）嵌装在上轴承盖（55）环形缺口槽内周面所开设的环形挡圈槽（55-6）中；上轴承盖（55）上方的主轴（53）外套装有上密封轴承圈（54），上轴承盖（55）上端面设有两道环形槽（55-1），上密封轴承圈（54）下端设有两圈圈环形凸台（54-2），两圈环形凸台分别嵌装在两道环形槽（55-1）中，上密封轴承圈（54）处的主轴（53）开设有径向经过轴心线的上径向通孔（53-1），轴栓（516）从上密封轴承圈（54）上部一侧通孔（54-1）穿入，经上径向通孔（53-1）穿过后从上密封轴承圈（54）上部另一侧通孔穿出，再...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦华，张泽，陈云敏，林伟岸，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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