[发明专利]一种滚动电旋转传输装置的柔性环制备方法

说明书

本发明公开了一种滚动电旋转传输装置的柔性环制备方法，包括柔性环的材料选择、粗车、固溶处理、半时效、精车、全时效和电镀；其中柔性环材料采用了具有强疲劳特性的铍青铜棒料；粗车过程中，将铍青铜棒料加工成外圆内孔的管料，然后进行固溶处理；固溶处理完成后观察固溶处理的金相组织；半时效和全时效处理过程均在带有强制空气循环装置的空气炉中进行，两次处理过程中分别用洛氏硬度计和维氏硬度计测量硬度；最后在电镀过程中，在柔性环的表面依次镀覆有铜、氨基磺酸镍和纯金。本发明具有良好的弹性和疲劳寿命、良好的电接触性能的优点，可满足滚动电旋转传输装置长时间工作的要求。

技术领域

本发明涉及滚动电旋转传输装置，尤其是涉及一种滚动电旋转传输装置的柔性环制备方法。

背景技术

滚动电旋转传输装置是由相互嵌套的内导电环、外导电环、柔性环、惰轮、导轨等组成的多环路滚动摩擦副结构轴向叠加而成的精密输电装置，可实现两个相对360°无限制自由旋转设备间功率和信号传输，主要应用于航空、航天、航海、兵器、风电等领域内需要进行信号旋转电传输的系统中。相比传统导电滑环依靠环体与刷丝结构相互接触滑动摩擦来实现旋转传输功能，滚动电旋转传输装置的突出特点是依靠柔性环与内导电环、外导电环之间的滚动摩擦来实现旋转传输功能，具有长寿命、大功率、高可靠性、低摩擦力矩、低噪声等优点，尤其适用于我国各类大功率、长寿命航天飞行器、航管雷达、惯性陀螺测试设备和风电变桨系统的配套需求。

在滚动电旋转传输装置的各环路中，柔性环圆周布置在内导电环、外导电环之间，并与内导电环、外导电环相接触。惰轮间隔柔性环间放置，用于防止柔性环的周向蹿动。工作时，内导电环、外导电环相对旋转，柔性环在内导电环、外导电环的环道之间进行自转和公转，信号及电流通过柔性环与内导电环、外导电环的滚动摩擦进行传递，进而实现各环路的转动端与静止端之间的功率传输。

柔性环是直径38.5mm、壁厚不大于0.3mm的柔性薄壁圆环，且采用弹性材料：铍青铜，加工成形难度大。作为关键的滚动传输部件，柔性环的制备工艺直接决定着滚动电旋转传输装置的摩擦磨损、寿命和稳定性等重要指标。

国外美、欧等国家对长寿命滚动电旋转传输装置的制备工艺技术已经发展得比较成熟，已经突破了抗疲劳长寿命滚动柔性薄壁器件的制备工艺技术，技术成果已用于国际空间站配套长寿命滚动旋转电传输装置中，可实现装备在轨可靠运行20年以上。国内近几年滚动旋转电传输装置的研制技术发展较快，对其柔性薄壁器件的精密加工已取得一定进展，提升了滚动旋转电传输装置的电传输性能、效率和功率，但对柔性薄壁圆环的制备技术方面还没有形成成熟的制备工艺方法，抗疲劳柔性环的加工精度距离目标1000000次弹性疲劳、圆度0.03仍有较大差距，而国外在此技术上对我国实行技术封锁。因此迫切需要进行滚动电旋转传输装置的柔性环制备工艺技术研究，保障我国国防建设的持续稳定发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚动电旋转传输装置的柔性环制备方法，使依据此制备方法得到的柔性环具有良好的弹性和疲劳寿命，同时具备良好的电接触性能，可满足滚动电旋转传输装置长时间工作的要求。

本发明的目的是这样实现的：

一种滚动电旋转传输装置的柔性环制备方法，特征是：具体步骤如下：

A、材料选择：采用具有强疲劳特性的铍青铜棒料；

B、粗车：粗车过程中，将铍青铜棒料加工成外圆内孔的铍青铜管料；

C、固溶处理：将粗车好的铍青铜管料进行固溶处理，使铍青铜管料中的富铍相固溶于铍青铜基体中，加热温度为750-780℃，恒温保持1-2h，以20℃/min的速度快速冷却，固溶处理完成后对铍青铜管料进行金相组织检验，采用金相显微镜观察固溶处理后的金相组织，检验标准是：如果金相组织匀称，没有出现±5μm过大和过小的金相结构，则说明固溶处理达到要求，如果金相过大或者过小，则说明固溶处理没有达到处理要求；