[发明专利]用于离心超重力装置的下驱式主轴复合体和方法

说明书

本发明公开了一种用于离心超重力装置的下驱式主轴复合体。传动结构包括机械传动机构和密封润滑机构，主轴上端和扭矩输入机构连接，主轴中部安装有机械传动机构和密封润滑机构，主轴下端安装有扭矩输出机构；扭矩输出机构和外部旋转驱动力连接，带动主轴旋转，主轴经机械传动机构和密封润滑机构套装在离心超重力装置的实验腔底板中心孔中，主轴上端将旋转动力传递到扭矩输入机构，经扭矩输入机构带动离心超重力装置的实验腔内的离心主机作离心超重力运动。本发明解决了高速旋转状态下现有主轴无法同时满足过载保护、高真空、随时更换润滑油等特殊要求的关键难题，方便安装更换，高速工作安全可靠。

技术领域

本发明涉及了主轴和轴承技术领域的一种离心超重力用主轴结构和润滑方法，尤其涉及一种用于离心超重力装置的下驱式主轴复合体和润滑方法。

背景技术

利用超重力加快多相介质相间相对运动效应以及超重力模拟常重力过程的缩尺效应、缩时效应和强化能量效应，在超重力离心机上搭载振动台、高压釜、熔铸炉、高压高温腔等机载实验装置，揭示其中的新现象和新规律。为此，深地、地质、材料等领域研究工作者，为了利用超重力离心模拟实验装置完成科学实验，需要在超重力离心模拟实验装置上安装一些特定的实验装置或仪器，如高温高压装置、熔铸炉、材料力学性能测试装置等。但由于超重力离心模拟实验装置工作时，处于高速旋转状态，为了确保特定的实验装置或仪器在离心机上安全运行，离心超重力装置的主轴就非常关键。

为了提高转速，现有的主轴复合体系统通常采用单轴承结构，轴承支点跨度小，很难实验超大负载的高速传动，也不能有效地实现过载保护，所以在提高负载情况下，只能减少转速；其次，现有主轴复合体为了适应高转速，减少风阻的影响，通常在高真空下运行，但如果轴承长期在高真空下，润滑油非常容易挥发，极易造成轴承温度上升，轴承运转过程中产生一定热量加热润滑油，降低润滑效果，威胁装置安全运行。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题和高速旋转状态下现有主轴无法同时满足过载保护、高真空等特殊要求的关键难题，本发明提供一种装配简单、使用方便、安全系数高，且用于离心超重力装置的下驱式主轴复合体和润滑方法，方便安装和零件更换，高速工作时安全可靠。

本发明主要适用于高速旋转工况环境，能够搭载一定重量的试样，同时具备在高真空环境下使用的可行性，具有高强度轻质量的特点，结构模块化设计，安装和拆卸方便，具有很强的适应性和拓展性。

本发明采用的技术方案：

一、一种用于离心超重力装置的下驱式主轴复合体：

下驱式主轴复合体包括主轴、扭矩输入机构、传动结构和扭矩输出机构，传动结构包括机械传动机构和密封润滑机构，主轴上端和扭矩输入机构连接，主轴中部安装有机械传动机构和密封润滑机构，主轴下端安装有扭矩输出机构；扭矩输出机构和外部旋转驱动力连接，带动主轴旋转，主轴经机械传动机构和密封润滑机构套装在离心超重力装置的实验腔底板中心孔中，主轴上端将旋转动力传递到扭矩输入机构，经扭矩输入机构带动离心超重力装置的实验腔内的离心主机作离心超重力运动。

所述的扭矩输入机构包括上胀紧套和连接法兰，机械传动机构包括上轴承盖、角接触球轴承、上轴用弹性挡圈、轴承座、圆柱滚子轴承、下轴用弹性挡圈、轴栓、下轴承盖和下密封轴承圈，密封润滑机构包括上油封、上孔用弹性挡圈、上O型圈、扩口式直通管接口、下O型圈、下油封、下孔用弹性挡圈、注油口和油通道，扭矩输出机构包括主轴、小带轮和下胀紧套；连接法兰设有外凸缘，外凸缘开设有安装螺孔，螺钉穿过安装螺孔将连接法兰固定连接离心超重力腔室内的转子系统；连接法兰的中心开设通孔作为安装孔，主轴上端通过上胀紧套套装于连接法兰的安装孔中，主轴和连接法兰同轴固接旋转，上胀紧套、连接法兰和主轴同轴固接。