本发明专利技术涉及一种真空环境下电磁加载轴系测试装置；解决现有技术中存在的采用直接在轴系上端面安装相应重量的负载进行测试的方式，测试成本较高的问题；包括电磁加载机构、轴系驱动机构、真空罐、安装架、数据采集模块以及工控机，安装架设置在真空罐内，电磁加载机构安装在安装架上，用于对被测轴系进行加压，轴系驱动机构安装在真空罐内，且位于电磁加载机构下方，用于安装被测轴系以及驱动被测轴系旋转，数据采集模块用于采集被测轴系在测试时的温度和振动量，工控机设置在真空罐外部，并与电磁加载机构、轴系驱动机构以及数据采集模块电连接。电连接。电连接。
【技术实现步骤摘要】
一种真空环境下电磁加载轴系测试装置
[0001]本专利技术涉及轴系性能测试装置，具体涉及一种真空环境下电磁加载轴系测试装置。
技术介绍
[0002]对于人造卫星、空间站等具有回转机构的航天器来说其性能受所使用轴系的性能影响很大。
[0003]为了保证航天器在轨运行满足使用性能要求，需要提前在地面对其所用轴系进行大量测试试验。在进行测试试验时，为了模拟太空的真空环境需要把整个轴系放在真空罐中进行测试，现有的测试方式为直接在轴系上端面安装相应重量的负载进行测试，在对不同负载的轴系进行测试时，就要选用相适配尺寸与体积的真空罐，并且在还需要根据轴系的负载不同，准备相应的负载，导致测试成本较高。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是解决现有真空环境下轴系测试时在真空罐中采用直接在轴系上端面安装相应重量的负载进行测试的方式，存在测试成本较高的技术问题，而提供一种真空环境下电磁加载轴系测试装置。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种真空环境下电磁加载轴系测试装置，其特殊之处在于：
[0007]包括电磁加载机构、轴系驱动机构、真空罐、安装架、数据采集模块以及工控机；
[0008]所述安装架设置在所述真空罐内，安装架的设置一是为电磁加载机构提供支承，二是防止电磁加载机构加载力对真空管造成损坏，如变形等，使得对处于运行状态的轴系进行测试时，所得的性能结果更为准确，保证了轴系在使用时的稳定性与安全性；
[0009]所述电磁加载机构安装在所述安装架上，用于对被测轴系进行加压；
[0010]所述轴系驱动机构安装在所述真空罐内，且位于电磁加载机构下方，用于安装被测轴系以及驱动被测轴系旋转；
[0011]所述数据采集模块用于采集被测轴系在测试时的温度和振动量，数据采集模块用于对被测轴系的关键指标数据进行采集并反馈到工控机上进行显示；
[0012]所述工控机设置在所述真空罐外部，并与电磁加载机构、轴系驱动机构以及数据采集模块电连接，用于控制电磁加载机构、轴系驱动机构、数据采集模块运行以及对数据采集模块采集到的数据进行显示；
[0013]电磁加载机构的工作原理为，通过工控机控制输出电流的大小，来控制电磁加载机构的磁力大小，从而实现控制轴向载荷力的大小，并且电磁加载机构通电有磁，断电失磁，响应速度快。
[0014]进一步地，所述电磁加载机构包括拉压传感器、电磁铁、永磁体和屏蔽罩；
[0015]所述拉压传感器上端安装在所述安装架上，下端与电磁铁连接；
[0016]所述永磁体设置在所述电磁铁下方，永磁体上端面用于与电磁铁配合，实现轴向载荷的加载，下端面与屏蔽罩连接,屏蔽罩用于连接被测轴系的轴上端；
[0017]所述拉压传感器与工控机电连接，所述工控机用于采集与现实拉压传感器测得的压力；
[0018]所述屏蔽罩用于传递轴向载荷以及屏蔽电磁铁与永磁体产生的磁场，防止被测轴系被磁化，同时降低磁场对被测轴系测量结果的影响；
[0019]拉压传感器的设置是为了采集施加给轴系的载荷力；
[0020]受力部件是永磁体，可以通过改变电磁铁电流方向来可改变载荷的方向，便于控制，并且可以实现复杂载荷谱的施加；
[0021]影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈匝数、电流大小等，本方案是通过改变电流大小，来改变电磁铁的磁性，进而与永磁体配合，改变轴向载荷的大小；
[0022]选用永磁体具有一经磁化即能保持稳定磁性、保证最大磁能及稳定磁性的优点；
[0023]较使用气缸或者液压缸而言，采用电磁铁、永磁体施加载荷的方式，更能保证真空罐的真空性，控制方便，对于微小载荷力的加载，采用电磁铁与永磁体更容易实现。
[0024]进一步地，所述轴系驱动机构包括基座、驱动件以及驱动转接法兰；
[0025]所述基座安装在所述真空罐内；
[0026]所述驱动件设置在所述基座内，其动力输出端用于与驱动转接法兰的下端连接，驱动转接法兰的上端用于与被测轴系的轴连接；
[0027]所述基座上端面用于固定被测轴系的轴承座；
[0028]所述驱动件与工控机电连接；
[0029]基座的设置一是为驱动件提供支承，二是固定被测轴系。
[0030]进一步地，所述驱动件包括第二电机、主动齿轮与从动齿轮；
[0031]所述第二电机安装在所述基座内，第二电机的驱动轴的轴线竖直设置；
[0032]所述主动齿轮与所述驱动轴同轴连接；
[0033]所述从动齿轮用于与主动齿轮啮合且与基座同轴设置，实现动力的传递；
[0034]所述驱动转接法兰与所述从动齿轮同轴连接；
[0035]所述第二电机与工控机电连接；
[0036]采用间接齿轮传动，较驱动直连的方式，其优点在于，不会对轴系产生额外的轴向力，保证轴系测量结果的准确性。
[0037]进一步地，所述电磁加载机构还包括用于驱动电磁铁沿水平方向移动的驱动组件，驱动组件的设置一是可以配合电磁铁的使用，实现轴系上载荷位置的变化，增加装置的通用性，尤其适用于负载的中心与轴系不同轴的情况，二是较原先的测试方式，通过驱动组件可以实现复杂载荷谱的施加，从而使得整个装置的适用范围更为广泛；
[0038]所述驱动组件安装在所述安装架上，其动力输出端与所述拉压传感器上端面连接；
[0039]所述工控机与所述驱动组件电连接，用于控制驱动组件运行。
[0040]进一步地，所述驱动组件包括第一电机、丝杠、横向导轨以及横向滑台；
[0041]所述横向导轨与第一电机均与所述安装架连接；
[0042]所述第一电机的驱动端通过联轴器与所述丝杠连接；
[0043]所述丝杠、横向导轨水平设置且相互平行；
[0044]所述横向滑台上端套设连接在所述丝杠上，下端套设连接在所述横向导轨上；
[0045]所述拉压传感器上端面与横向滑台的下端面连接；
[0046]所述第一电机与工控机电连接；
[0047]丝杠优选为滚珠丝杠，其具有传动效率高、传动精度高、运动平稳、摩擦力小、使用寿命长等优点。
[0048]进一步地，所述数据采集模块包括用于采集被测轴系温度的温度传感器、用于采集被测轴系振动量的加速度传感器；
[0049]所述温度传感器、加速度传感器均设置在被测轴系上，并与工控机电连接；
[0050]所述工控机用于采集并显示温度传感器、拉压传感器以及加速度传感器所测得的数据。
[0051]进一步地，所述安装架安装在所述轴系驱动机构上。
[0052]进一步地，所述安装架包括轴向承载板以及两个分别安装在轴向承载板两端的支撑立柱；
[0053]所述第一电机与所述横向导轨均与所述轴向承载板连接；
[0054]所述支撑立柱安装在所述轴系驱动机构上，通过将支撑立柱安装在轴系驱动机构的基座上，可以防止电磁加载机构加载力对真空管造成损坏。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种真空环境下电磁加载轴系测试装置，其特征在于：包括电磁加载机构(1)、轴系驱动机构(2)、真空罐(4)、安装架、数据采集模块以及工控机(5)；所述安装架设置在所述真空罐(4)内；所述电磁加载机构(1)安装在所述安装架上，用于对被测轴系(3)进行加压；所述轴系驱动机构(2)安装在所述真空罐(4)内，且位于电磁加载机构(1)下方，用于安装被测轴系(3)以及驱动被测轴系(3)旋转；所述数据采集模块用于采集被测轴系(3)在测试时的温度和振动量；所述工控机(5)设置在所述真空罐(4)外部，并与电磁加载机构(1)、轴系驱动机构(2)以及数据采集模块电连接，用于控制电磁加载机构(1)、轴系驱动机构(2)、数据采集模块运行以及对数据采集模块采集到的数据进行显示。2.根据权利要求1所述的一种真空环境下电磁加载轴系测试装置，其特征在于：所述电磁加载机构(1)包括拉压传感器(17)、电磁铁(18)、永磁体(19)和屏蔽罩(110)；所述拉压传感器(17)上端安装在所述安装架上，下端与电磁铁(18)连接；所述永磁体(19)设置在所述电磁铁(18)下方，永磁体(19)上端面用于与电磁铁(18)配合，实现轴向载荷的加载，永磁体(19)下端面与屏蔽罩(110)连接，屏蔽罩(110)用于连接被测轴系(3)的轴(33)上端；所述拉压传感器(17)与工控机(5)电连接。3.根据权利要求2所述的一种真空环境下电磁加载轴系测试装置，其特征在于：所述轴系驱动机构(2)包括基座(21)、驱动件以及驱动转接法兰(25)；所述基座(21)安装在所述真空罐(4)内；所述驱动件设置在所述基座(21)内，其动力输出端用于与驱动转接法兰(25)的下端连接，驱动转接法兰(25)的上端用于与被测轴系(3)的轴(33)连接；所述基座(21)上端面用于固定被测轴系(3)的轴承座(31)；所述驱动件与工控机(5)电连接。4.根据权利要求3所述的一种真空环境下电磁加载轴系测试装置，其特征在于：所述驱动件包括第二电机(22)、主动齿轮(23)与从动齿轮(24)；所述第二电机(22)安装在所述基座(21)内，第二电机(22)的驱动轴的轴线竖直设置；所述主动齿轮(23)与所述驱动轴同轴连接；所述从动齿轮(24)用于与主动齿轮(23)啮合...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振宇，张亚涛，崔凯，李治国，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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