CN110044648A - 装有移动式真空抽气系统的真空试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置，包括真空箱、带T型槽的不锈钢底板、真空抽气系统、磁流体密封轴、驱动、加载装置和被测工件，真空箱、驱动、加载装置和被测工件设置在带T型槽的不锈钢底板上，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，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。本发明将真空箱、驱动、加载装置和被测工件设置在带T型槽的不锈钢底板上，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。
Description
技术领域
本发明涉及航天器真空试验领域，更具体的说，尤其涉及一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置。
背景技术
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。
针对航天器在真空环境下的长寿命驱动、加载试验，需要给被测工件提供满足真空度要求的真空环境。现有的做法将真空罐、被测工件平台和升降机构做成一体并为每一个真空罐提供一整套真空抽气系统。这种做法使真空罐结构变得复杂，维修也变得困难，同时需要配有大量的真空抽气系统，造成了资源的浪费。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个安装平台以及安装平台上的驱动、加载装置和被测工件进行调节，使之达到规定的同轴度要求，这使得各个安装平台的调节机构和同轴度调节过程变得复杂，同时也会降低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。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种真空抽气系统可移动、同轴度调整简单、系统刚度高的装有移动式真空抽气系统的真空试验装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置，包括真空箱、带T型槽的不锈钢底板、真空抽气系统、磁流体密封轴、驱动装置、加载装置和被测工件，真空箱、驱动装置、加载装置和被测工件设置在带T型槽的不锈钢底板上，所述驱动装置、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，磁流体密封轴设置在真空箱和驱动装置、加载装置之间，真空箱内的被测工件的一端通过磁流体密封轴连接真空箱外的驱动装置，真空箱内的被测工件的另一端通过磁流体密封轴连接真空箱外的加载装置，在传递运动的同时保证真空箱的密封性，磁流体密封轴与真空箱之间通过法兰盘连接，真空箱上有抽气孔，通过真空抽气系统将真空箱抽真空，模拟真空试验的真空环境；
所述真空箱表面上设置有LF160连接法兰，所述真空抽气系统为移动式机架小车真空机组，移动式机架小车真空机组通过LF160连接法兰与真空箱相连接并为真空箱抽真空，移动式机架小车真空机组内部设置有预抽泵、住抽泵和复合真空计，利用预抽泵和住抽泵将真空箱内的真空度抽到指定要求以下，模拟真空试验的真空环境，复合真空计对真空箱进行真空测量。
进一步的，所述真空箱采用电阻规作为低真空测量规，电离规作为高真空测量规，电阻规和电离规的规管安装在真空想顶部的相应法兰上，并配有真空压力表作为低真空测量的辅助测量系统。
进一步的，所述预抽泵和住抽泵的进出管道均采用不锈钢金属管道。
进一步的，所述带T型槽的不锈钢底板上的T型槽不是连续的，T型槽均平行设置，所述真空箱、驱动装置、加载装置和被测工件通过螺栓和T型槽的配合安装在所述带T型槽的不锈钢底板上，安装过程中无需调整各个安装平台的姿态，T型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，所述加载装置包括加载电机和第一电机支撑座，第一电机支撑座通过螺栓和T型槽的配合固定在带T型槽的不锈钢底板上，加载电机安装在第一电机支撑座上；所述驱动装置包括驱动电机和第二电机支撑座，第二电机支撑座通过螺栓和T型槽的配合固定在带T型槽的不锈钢底板上，驱动电机安装在第二电机支撑座上。
进一步的，同轴度的调整是通过驱动电机、加载电机和磁流体密封轴共同保证的，所述磁流体密封轴和驱动电机、加载电机上均带有止口，在所述真空箱上加工与磁流体密封止口相连的安装接口，装配时，先将两个磁流体密封轴与真空箱安装接口相连，然后调整驱动电机、加载电机与真空箱之间的距离，使用芯轴和刚性联轴器调整驱动电机、加载电机和电机支撑座的安装位置，以磁流体密封轴转轴为基准，检测电机输出轴是否满足安装要求，如果不满足安装要求，则对电机或电机支架进行微调，直至满足安装要求，从而保证驱动电机、加载电机和磁流体密封轴的同轴度，确定安装位置后取下刚性芯轴和刚性联轴器，并在驱动电机和磁流体密封轴之间安装绕性联轴器，在加载电机和磁流体密封轴之间安装扭矩传感器和减速器，在真空箱内部安装绕性联轴器、加长轴、被侧工件和被测工件支撑座。
进一步的，所述真空箱为长方体，真空箱4个侧面由4块不锈钢钢钢板通过焊接制成，顶面通过螺栓连接固定在侧面上且连接面处有密封材料，真空箱通过螺栓固定在带T型槽的不锈钢底板上且连接面处有密封材料，实现真空箱的密封，真空箱顶面带有观察窗，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。
本发明的有益效果在于：本发明将真空箱、驱动装置、加载装置和被测工件设置在带T型槽的不锈钢底板上，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；提出了新了同轴度调整方法，简化同轴度调整步骤，减少了同轴度调整的误差；真空箱由不锈钢钢板和密封材料通过焊接和螺栓连接制成，简化了原有真空罐的结构，降低了成本；真空箱做成长方体可以提高真空箱的空间利用率、抽真空速度和加热速度，节约了能源；抽空抽气系统可移动，一套真空系统可在不同时间为不同规格的真空罐抽真空，提高了真空真空系统的使用率，减少了资源了浪费。
附图说明
图1是本发明一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置的主视图。
图2是本发明一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置的俯视图。
图3是本发明移动式机架小车真空机组的结构示意图。
图4是本发明真空箱外部结构示意图。
图中，101-第一电机支撑座、102-驱动电机、103-绕性联轴器、104-磁流体密封轴、107-减速器支撑座、108-带T型槽的不锈钢底板、109-扭矩传感器支撑座、110-真空箱、112-扭矩传感器、113-减速器、114-加载电机、302-LF160连接法兰、303-电插件接口、304-法兰盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1～4所示，一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置，包括真空箱110、带T型槽的不锈钢底板108、真空抽气系统、磁流体密封轴104、驱动装置、加载装置和被测工件，真空箱110、驱动装置、加载装置和被测工件设置在带T型槽的不锈钢底板108上，所述驱动装置、加载装置设置在真空箱110外部，所述被测工件设置在真空箱110内部，磁流体密封轴104设置在真空箱110和驱动装置、加载装置之间，真空箱110内的被测工件的一端通过磁流体密封轴104连接真空箱110外的驱动装置，真空箱110内的被测工件的另一端通过磁流体密封轴104连接真空箱110外的加载装置，在传递运动的同时保证真空箱110的密封性，磁流体密封轴104与真空箱110之间通过法兰盘304连接，真空箱110上有抽气孔，通过真空抽气系统将真空箱110抽真空，模拟真空试验的真空环境。
驱动装置和磁流体密封轴104之间的带T型槽的不锈钢底板108上设置有扭矩传感器支撑座109，加载装置和磁流体密封轴104之间的带T型槽的不锈钢底板108上设置有减速器支撑座107和扭矩传感器支撑座109，用于安装减速器113和扭矩传感器112。
所述真空箱110表面上设置有LF160连接法兰115，所述真空抽气系统为移动式机架小车真空机组，移动式机架小车真空机组通过LF160连接法兰115与真空箱110相连接并为真空箱110抽真空，移动式机架小车真空机组内部设置有预抽泵、住抽泵和复合真空计，利用预抽泵和住抽泵将真空箱110内的真空度抽到指定要求以下，模拟真空试验的真空环境，复合真空计对真空箱110进行真空测量。
所述真空箱110采用电阻规作为低真空测量规，电离规作为高真空测量规，电阻规和电离规的规管安装在真空想顶部的相应法兰上，并配有真空压力表作为低真空测量的辅助测量系统。
所述预抽泵和住抽泵的进出管道均采用不锈钢金属管道。
所述带T型槽的不锈钢底板108上的T型槽不是连续的，T型槽均平行设置，所述真空箱110、驱动装置、加载装置和被测工件通过螺栓和T型槽的配合安装在所述带T型槽的不锈钢底板108上。
所述加载装置包括加载电机114和第一电机支撑座101，第一电机支撑座101通过螺栓和T型槽的配合固定在带T型槽的不锈钢底板108上，加载电机114安装在第一电机支撑座101上；所述驱动装置包括驱动电机102和第二电机支撑座，第二电机支撑座通过螺栓和T型槽的配合固定在带T型槽的不锈钢底板108上，驱动电机102安装在第二电机支撑座上。
同轴度的调整是通过驱动电机102、加载电机114和磁流体密封轴104共同保证的，所述磁流体密封轴104和驱动电机102、加载电机114上均带有止口，在所述真空箱110上加工与磁流体密封止口相连的安装接口，装配时，先将两个磁流体密封轴104与真空箱110安装接口相连，然后调整驱动电机102、加载电机114与真空箱110之间的距离，使用芯轴和刚性联轴器调整驱动电机102、加载电机114和电机支撑座的安装位置，以磁流体密封轴104转轴为基准，检测电机输出轴是否满足安装要求，如果不满足安装要求，则对电机或电机支架进行微调，直至满足安装要求，从而保证驱动电机102、加载电机114和磁流体密封轴104的同轴度，确定安装位置后取下刚性芯轴和刚性联轴器，并在驱动电机102和磁流体密封轴104之间安装绕性联轴器103，在加载电机114和磁流体密封轴104之间安装扭矩传感器112和减速器113，在真空箱110内部安装绕性联轴器103、加长轴、被侧工件和被测工件支撑座。
所述真空箱110为长方体，真空箱1104个侧面由4块不锈钢钢钢板通过焊接制成，顶面通过螺栓连接固定在侧面上且连接面处有密封材料，真空箱110通过螺栓固定在带T型槽的不锈钢底板108上且连接面处有密封材料，实现真空箱110的密封，真空箱110顶面带有观察窗，可以在试验过程中实时观察真空箱110内被测工件的运动状态。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
Claims (7)
1.一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置，其特征在于：包括真空箱(110)、带T型槽的不锈钢底板(108)、真空抽气系统、磁流体密封轴(104)、驱动装置、加载装置和被测工件，真空箱(110)、驱动装置、加载装置和被测工件设置在带T型槽的不锈钢底板(108)上，所述驱动装置、加载装置设置在真空箱(110)外部，所述被测工件设置在真空箱(110)内部，磁流体密封轴(104)设置在真空箱(110)和驱动装置、加载装置之间，真空箱(110)内的被测工件的一端通过磁流体密封轴(104)连接真空箱(110)外的驱动装置，真空箱(110)内的被测工件的另一端通过磁流体密封轴(104)连接真空箱(110)外的加载装置，在传递运动的同时保证真空箱(110)的密封性，磁流体密封轴(104)与真空箱(110)之间通过法兰盘(304)连接，真空箱(110)上有抽气孔，通过真空抽气系统将真空箱(110)抽真空，模拟真空试验的真空环境；
所述真空箱(110)表面上设置有LF160连接法兰(115)，所述真空抽气系统为移动式机架小车真空机组，移动式机架小车真空机组通过LF160连接法兰(115)与真空箱(110)相连接并为真空箱(110)抽真空，移动式机架小车真空机组内部设置有预抽泵、住抽泵和复合真空计，利用预抽泵和住抽泵将真空箱(110)内的真空度抽到指定要求以下，模拟真空试验的真空环境，复合真空计对真空箱(110)进行真空测量。
2.根据权利要求1所述的一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置，其特征在于：所述真空箱(110)采用电阻规作为低真空测量规，电离规作为高真空测量规，电阻规和电离规的规管安装在真空想顶部的相应法兰上，并配有真空压力表作为低真空测量的辅助测量系统。
3.根据权利要求1所述的一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置，其特征在于：所述预抽泵和住抽泵的进出管道均采用不锈钢金属管道。
4.根据权利要求1所述的一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置，其特征在于：所述带T型槽的不锈钢底板(108)上的T型槽不是连续的，T型槽均平行设置，所述真空箱(110)、驱动装置、加载装置和被测工件通过螺栓和T型槽的配合安装在所述带T型槽的不锈钢底板(108)上。
5.根据权利要求1所述的一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置，其特征在于：所述加载装置包括加载电机(114)和第一电机支撑座(101)，第一电机支撑座(101)通过螺栓和T型槽的配合固定在带T型槽的不锈钢底板(108)上，加载电机(114)安装在第一电机支撑座(101)上；所述驱动装置包括驱动电机(102)和第二电机支撑座，第二电机支撑座通过螺栓和T型槽的配合固定在带T型槽的不锈钢底板(108)上，驱动电机(102)安装在第二电机支撑座上。
6.根据权利要求1所述的一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置，其特征在于：同轴度的调整是通过驱动电机(102)、加载电机(114)和磁流体密封轴(104)共同保证的，所述磁流体密封轴(104)和驱动电机(102)、加载电机(114)上均带有止口，在所述真空箱(110)上加工与磁流体密封止口相连的安装接口，装配时，先将两个磁流体密封轴(104)与真空箱(110)安装接口相连，然后调整驱动电机(102)、加载电机(114)与真空箱(110)之间的距离，使用芯轴和刚性联轴器调整驱动电机(102)、加载电机(114)和电机支撑座的安装位置，以磁流体密封轴(104)转轴为基准，检测电机输出轴是否满足安装要求，如果不满足安装要求，则对电机或电机支架进行微调，直至满足安装要求，从而保证驱动电机(102)、加载电机(114)和磁流体密封轴(104)的同轴度，确定安装位置后取下刚性芯轴和刚性联轴器，并在驱动电机(102)和磁流体密封轴(104)之间安装绕性联轴器(103)，在加载电机(114)和磁流体密封轴(104)之间安装扭矩传感器(112)和减速器(113)，在真空箱(110)内部安装绕性联轴器(103)、加长轴、被侧工件和被测工件支撑座。
7.根据权利要求1所述的一种装有移动式真空抽气系统的真空试验装置，其特征在于：所述真空箱(110)为长方体，真空箱(110)4个侧面由4块不锈钢钢钢板通过焊接制成，顶面通过螺栓连接固定在侧面上且连接面处有密封材料，真空箱(110)通过螺栓固定在带T型槽的不锈钢底板(108)上且连接面处有密封材料，实现真空箱(110)的密封，真空箱(110)顶面带有观察窗，可以在试验过程中实时观察真空箱(110)内被测工件的运动状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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