[发明专利]装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置

说明书

本发明公开了一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置，包括恒温箱、真空箱、带梯形槽的不锈钢底板、真空抽气系统、隔热的磁流体密封轴、驱动加载装置和被测工件，所述隔热的磁流体密封轴包括传动轴、非导磁套筒、隔热垫片、左轴承、右轴承、磁性组件和端盖，本发明将真空箱、驱动加载装置和被测工件设置在带梯形槽的不锈钢底板上，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。

技术领域

本发明涉及航天器热真空试验领域，更具体的说，尤其涉及一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置。

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。航天器的热真空试验主要模拟热环境和真空环境。现有的热真空试验机械系统主要包括真空罐，热沉系统，真空抽气系统和加热装置。真空罐是用来提供密闭的试验空间，热沉系统是用来模拟空间冷黑环境的，真空抽气系统的作用是模拟空间真空环境，加热装置的作用是模拟空间热环境。

针对航天器的热真空长寿命试验，需要给被测工件提供温度相对不高且温度稳定的真空环境，该温度下驱动加载装置能正常工作。现有的做法将真空罐、热沉系统、加热装置、被测工件平台、升降机构和隔热板做成一体。这种做法使真空罐结构变得复杂，维修也变得困难。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个安装平台进行调节，使之达到规定的同轴度要求；试验进行过程中，由于真空罐内温度的变化会引起被测工件所在平台发生变形，从而使平面度发生变化，降低加载驱动装置与被测工件之间的同轴度，从而需要经常调节各个安装平台的姿态，使得各个安装平台的调节机构和调节过程变得复杂，同时也会降低热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，提出了一种结构简单、系统刚度高的装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种装有隔热的磁流体密封轴的热真空试验装置，包括恒温箱、真空箱、带梯形槽的不锈钢底板、真空抽气系统、隔热的磁流体密封轴、驱动加载装置和被测工件，真空箱、带梯形槽的不锈钢底板、隔热的磁流体密封轴、驱动加载装置和被测工件均在恒温箱内，真空箱、驱动加载装置和被测工件设置在带梯形槽的不锈钢底板上，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，隔热的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，安装真空箱的带梯形槽的不锈钢底板处有抽气孔，通过真空抽气系统将真空箱抽真空，模拟热真空试验的真空环境，真空箱箱壁上装有加热装置，加热温度较高，需要设置隔热的磁流体密封轴，保证隔热磁流体密封轴正常工作。

进一步的，所述恒温箱箱体由保温材料制成，减少热量的散失，内部有温度控制系统，可以控制恒温箱内部的温度，恒温箱内部温度的变化会导致真空箱内被测工件温度的变化，恒温箱温度控制系统产生的热量可以通过热传导和热辐射的方式传递给被测工件，被测工件的温度变化有一定的滞后性，当恒温箱长时间工作时，可使被测工件均匀的达到目标温度，从而模拟热真空试验中的热环境。

进一步的，所述真空箱箱壁上装有加热装置，当需要改变被测工件的温度时，真空箱箱壁上的加热装置与恒温箱同时工作，真空箱箱壁上的加热装置加热温度相对于恒温箱较高，并在被测工件加热到目标温度之前停止工作，恒温箱继续工作，从而使被测工件达到目标温度，真空箱箱壁上的加热装置能提高被测工件的温度变化速度，加快热真空试验的热环境的变化速度。