一種柔性熱管疲勞試驗設備的製作方法

2023-12-03 17:22:46 1

專利名稱：一種柔性熱管疲勞試驗設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種疲勞試驗設備，特別是可以對柔性熱管的柔性段進行疲勞試驗的設備。
技術背景 柔性熱管是由兩段剛性段中間連接一段柔性段組成的熱管，柔性段由金屬軟管作管殼，管殼內有柔性管芯。利用柔性段可彎曲能力可以解決剛性熱管難以解決的問題，如冷熱端需要相對移動或振動的場合。在我國探月二期工程的熱控設計中，對此類熱管有需求。通常柔性熱管結構由蒸發器、剛性管、柔性管和冷凝器等組成，其中柔性管及較短的一段稱為柔性段A，其餘稱為剛性段。柔性熱管還可以根據形狀分為直線形柔性熱管和異形柔性熱管。柔性熱管疲勞試驗實現動作的狀態為柔性段在固定最大擺動角度±5°進行往復擺動，擺動中心為柔性段與剛性段連接處中心位置。柔性熱管是太空飛行器熱控設計中的特殊設備，柔性熱管的柔性段，由於在空間應用中有相對位移或振動，這些對其機械性能及傳熱能力有影響，因此，需要對柔性熱管進行疲勞試驗，以檢驗不同規格尺寸的柔性熱管經過疲勞試驗後機械性能及熱性能是否滿足技術要求。經檢索，在國內外未見能進行柔性熱管疲勞試驗的相關設備報導。

實用新型內容本實用新型的目的是，克服現有技術的不足，提供一種柔性熱管疲勞試驗設備。本實用新型的技術解決方案是，一種柔性熱管疲勞試驗設備，包括試驗臺和控制機櫃兩部分；其中，試驗臺包括試驗臺機櫃、臺架和試驗機構；試驗臺機櫃是支撐試驗臺的基礎；試驗機構安裝在臺架上，用於柔性熱管的固定和往復擺動；臺架安裝在試驗臺機柜上部，並能調整固定被測試柔性熱管的剛性段部分；控制機櫃用於對試驗臺的控制；所述試驗機構包括剛性段調整梁、剛性段夾具組件、轉軸組件、2根擺杆、柔性段夾具組件、曲柄連杆組件、直線導軌滑塊組件、步進電機、第一彈性聯軸器、直線軸承組件、主連接塊、齒輪組組件和第二彈性聯軸器；剛性段夾具在剛性段調整梁上調整安裝後，將剛性段調整梁安裝在臺架上，用於不同尺寸直線形柔性熱管進行位置的調整安裝；位於擺杆上的柔性段夾具組件將柔性熱管的柔性段調整固定；所述步進電機通過第二彈性聯軸器與齒輪組組件中的小齒輪連接；齒輪組組件中的大齒輪通過第一彈性聯軸器與曲柄連杆組件中的曲柄連接，曲柄連杆組件中的連杆通過主連接塊與直線導軌滑塊組件中的滑塊連接，這樣通過步進電機的轉動實現滑塊在直線導軌上直線往復運動；2根擺杆的一端分別固定在各自的轉軸組件上並可按擺動中心自由轉動，擺杆另一端插入到直線軸承組件中，擺杆可在直線軸承中自適應的滑動；每組直線軸承組件通過軸承安裝在滑塊上部的主連接塊上，可以自由轉動。所述齒輪組組件的傳動比i = 5。[0009]在所屬試驗機構外，採用透明有機玻璃板和護罩固定板，遮蓋整個試驗機構的運動零部件。本實用新型中，柔性熱管疲勞試驗擺動動作的實現過程步進電機通過彈性聯軸器與齒輪組組件中的小齒輪連接；齒輪組組件中的大齒輪通過彈性聯軸器與曲柄連杆組件中的曲柄連接，曲柄連杆組件中的連杆與直線導軌滑塊組件中的滑塊連接，這樣通過步進電機的轉動實現滑塊在直線導軌上直線往復運動。擺動機構中的擺杆(每組2根一端分別固定在各自的轉軸組件上並可按擺動中心自由轉動，擺杆另一端插入到直線軸承組件(每組2件中，擺杆可在直線軸承中自適應的滑動；每組直線軸承組件通過軸承安裝在滑塊上部的主連接塊上，可以自由轉動。通過以上機構，步進電機的轉動實現滑塊在直線導軌上直線往復運動,帶動擺杆按擺動中心進行往復擺動。本實用新型的原理是，控制步進電機的轉動使對心曲柄滑塊機構中的曲柄連杆帶動滑塊在直線導軌上往復直線運動，使擺動機構按擺動中心做固定角度的擺動運動。柔性 熱管柔性段固定在擺動機構上進行往復擺動，從而使柔性熱管進行疲勞試驗。本實用新型的有益效果I.本實用新型通過在試驗機構中增加擺動機構，實現了柔性熱管柔性段管的疲勞試驗。對不同形狀、不同尺寸柔性熱管的柔性段和剛性段方便固定拆卸，剛性固定不易脫
落，安全可靠。2.本實用新型通過試驗機構中採用對心曲柄滑塊機構和擺動機構結構，實現了較小往復擺動角度，較精確地完成柔性熱管的疲勞試驗。本試驗目前使用固定最大擺動角度±5°，並且精度極高(根據三角函數關係，尺寸變化時越小角度變化越小，即角度越精確)。3.本實用新型通過試驗機構中擺動機構，使柔性熱管疲勞試驗功能擴展性強，根據三角函數關係改變柔性熱管擺動中心可實現不同擺動角度，或改變曲柄、連杆尺寸可實現不同擺動角度。4.本實用新型通過控制系統保證數據傳輸、通信接口等輔助功能，防止誤操作，保障了操作者的人身安全，同時確保不汙染環境(主要指噪音)。

圖I為本實用新型的示意圖；圖2為本實用新型試驗機構的主視圖；圖3為本實用新型試驗機構的俯視圖；圖4為本實用新型試驗機構的剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖2所示，本實用新型的一種柔性熱管疲勞試驗設備，包括試驗臺和控制機櫃2兩部分；其中，試驗臺包括試驗臺機櫃3、臺架4和試驗機構5 ;試驗臺機櫃3是支撐試驗臺的基礎；試驗機構5安裝在臺架4上，用於柔性熱管的固定和往復擺動；臺架4安裝在試驗臺機櫃3上部，並能調整固定被測試柔性熱管的剛性段部分；控制機櫃2用於對試驗臺的控制。如圖3、4所示，所述試驗機構5包括剛性段調整梁9、剛性段夾具組件10、轉軸組件11、2根擺杆12、柔性段夾具組件13、曲柄連杆組件14、直線導軌滑塊組件15、步進電機16、第一彈性聯軸器17、直線軸承組件18、主連接塊19、齒輪組組件22和第二彈性聯軸器23。剛性段夾具10在剛性段調整梁9上調整安裝後，將剛性段調整梁9在臺架4上調整安裝，用於不同尺寸的直線形柔性熱管進行位置的調整安裝。位於擺杆12上的柔性段夾具13將柔性熱管的柔性段調整固定。這樣就實現了不同尺寸柔性熱管的安裝固定牢固可靠，方便安裝拆卸和調整。步進電機16通過第二彈性聯軸器23與齒輪組組件22中的小齒輪22_1連接；齒輪組組件22中的大齒輪22-2通過第一彈性聯軸器17與曲柄連杆組件14中的曲柄14_1連接，曲柄連杆組件14中的連杆14-2通過主連接塊19與直線導軌滑塊組件15中的滑塊·15-2連接，這樣通過步進電機16的轉動實現滑塊15-2在直線導軌15-1上直線往復運動。2根擺杆12的一端分別固定在各自的轉軸組件11上並可按擺動中心自由轉動，2根擺杆12的另一端插入到直線軸承組件18中，擺杆12可在直線軸承18-1中自適應的滑動；每組直線軸承組件18通過軸承安裝在滑塊15-2上部的主連接塊19上，可以自由轉動。上述機構實現了 I根直線形柔性熱管的固定和往復擺動疲勞試驗，當需要同時對多根柔性熱管進行疲勞試驗時，可在直線導軌滑塊組件15中的其餘3塊滑塊15-2上部各自安裝I塊副連接塊21，並通過連塊杆20連接，實現4塊滑塊件26在直線導軌件25上相同狀態的直線往復運動。每個滑塊15-2對應一組擺動機構和剛性段固定機構，這樣就實現了 4根直線形柔性熱管的固定和往復擺動疲勞試驗。本實用新型中包含大量的運動部件，為保證操作人員的安全，用透明有機玻璃板組合成的護罩組件，將整個試驗機構5的運動零部件遮擋起來，並不影響對部件運動情況
的查看。熱管安裝後的疲勞試驗操作過程是設備通電開機後，打開柔性熱管疲勞試驗專業軟體，設置此次試驗熱管編號、擺動頻率、擺動次數、數據保存位置等信息後，即可運行開始試驗；試驗後，在軟體界面上，可顯示查詢本次試驗熱管編號、擺動頻率、擺動次數、試驗具體時間等信息。本實用新型進行柔性熱管疲勞試驗工作時，將不同形狀、不同尺寸柔性熱管剛性段、柔性段分別調整固定，設備通電開機後設置參數，運行後設備自動完成柔性熱管的疲勞試驗。本實用新型的準備時間短，操作安全簡單方便，自動化程度高、效率高。本實施例實現的具體指標如表I所示。可以看出試驗的擺動角度精度高、模擬試驗質量聞。表I柔性熱管疲勞試驗技術指標
權利要求1.一種柔性熱管疲勞試驗設備，其特徵在於包括試驗臺和控制機櫃(2);其中，試驗臺包括試驗臺機櫃(3)、臺架(4)和試驗機構(5);試驗臺機櫃(3)是支撐試驗臺的基礎；試驗機構(5)安裝在臺架(4)上，用於柔性熱管的固定和往復擺動；臺架(4)安裝在試驗臺機櫃(3)上部，並能調整固定被測試柔性熱管的剛性段部分；控制機櫃(2)用於對試驗臺的控制；所述試驗機構(5)包括剛性段調整梁(9)、剛性段夾具組件(10)、轉軸組件(11)、2根擺杆(12)、柔性段夾具組件(13)、曲柄連杆組件(14)、直線導軌滑塊組件(15)、步進電機(16)、第一彈性聯軸器(17)、直線軸承組件(18)、主連接塊(19)、齒輪組組件(22)和第二彈性聯軸器(23);剛性段夾具(10)在剛性段調整梁(9)上調整安裝後，將剛性段調整梁(9)安裝在臺架(4)上，用於不同尺寸直線形柔性熱管進行位置的 調整安裝；位於擺杆(12)上的柔性段夾具組件(13)將柔性熱管的柔性段調整固定；所述步進電機(16)通過第二彈性聯軸器(23)與齒輪組組件(22)中的小齒輪(22-1)連接；齒輪組組件(22)中的大齒輪(22-2)通過第一彈性聯軸器(17)與曲柄連杆組件(14)中的曲柄(14-1)連接，曲柄連杆組件(14)中的連杆(14-2)通過主連接塊(19)與直線導軌滑塊組件(15)中的滑塊(15-2)連接，這樣通過步進電機(16)的轉動實現滑塊(15-2)在直線導軌(15-1)上直線往復運動；2根擺杆(12)的一端分別固定在各自的轉軸組件上(11)並可按擺動中心自由轉動，2根擺杆(12)的另一端插入到直線軸承組件(18)中，擺杆(12)可在直線軸承(18-1)中自適應的滑動；每組直線軸承組件(18)通過軸承安裝在滑塊(15-2)上部的主連接塊(19)上，可以自由轉動。
2.根據權利要求I的一種柔性熱管疲勞試驗設備，其特徵在於所述齒輪組組件(22)的傳動比i = 5。
3.根據權利要求I或2的一種柔性熱管疲勞試驗設備，其特徵在於採用透明有機玻璃板和護罩固定板，遮蓋所述試驗機構(5)的運動零部件。
專利摘要本實用新型公開的一種柔性熱管疲勞試驗設備，包括試驗臺和控制機櫃(2)；其中，試驗臺包括試驗臺機櫃(3)、臺架(4)和試驗機構(5)；試驗臺機櫃(3)是支撐試驗臺的基礎；試驗機構(5)安裝在臺架(4)上，用於柔性熱管的固定和往復擺動；臺架(4)安裝在試驗臺機櫃(3)上部，並能調整固定被測試柔性熱管的剛性段部分；控制機櫃(2)用於對試驗臺的控制。本實用新型通過在試驗機構中增加擺動機構，實現了柔性熱管柔性段管的疲勞試驗。對不同形狀、不同尺寸柔性熱管的柔性段和剛性段方便地固定拆卸，剛性固定不易脫落，安全可靠。同時，採用對心曲柄滑塊機構和擺動機構，實現了較小往復擺動角度，較精確地完成柔性熱管的疲勞試驗。
文檔編號G01M13/00GK202793776SQ20122043750
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月30日 優先權日2012年8月30日
發明者李興寶, 李強, 盛君, 宗文波, 苗建印, 張紅星 申請人:北京星達科技發展有限公司