[发明专利]一种反作用飞轮密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞轮密封结构。

背景技术

反作用飞轮是卫星姿态控制的重要执行机构，通过惯量转动体旋转产生反作用力矩，惯量转动体处于反作用飞轮腔体内，其高速旋转时会受到反作用飞轮腔体内的真空度影响，因此对反作用飞轮内腔真空度提出要求，在地面试验阶段，要求飞轮内腔真空度要小于大气压，保证飞轮的摩擦力矩较小，功耗能够满足要求；而在轨运行时，外界是高真空，飞轮是外漏，如果漏率过大，则外泄较快，飞轮内腔将很快变成高真空，过度的真空度，将导致散热性差、轴承润滑油易挥发，所以飞轮内腔必须保证有合理的真空度，才能满足地面和星上两种状态。

传统反作用飞轮密封采用的是橡胶圈，密封效果较差。在地面进行电性能测试时，由于反作用飞轮漏率较大且内部各零件材料存在放气现象，因此反作用飞轮经使用或存放一段时间后，其电流会增大，从而影响反作用飞轮的功耗，因此需要频繁对其内腔抽真空，操作较繁琐。

传统反作用飞轮的抽气结构为抽气嘴，其安装在反作用飞轮底座上，抽气嘴密封结构特性为在完成飞轮抽真空操作后，需要把抽气嘴进行夹断焊封，因此，抽气嘴为一次性部件，如需再次进行抽气，则需要重新更换抽气嘴并且进行夹断焊封，该操作需要一天时间。并且由于抽气嘴高度限制，使得反作用飞轮底座不能实现无支架安装结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，本发明提供一种反作用飞轮密封结构，能够有效的保证反作用飞轮腔体内部的真空度，满足地面测试和在轨工作正常，体积减小，高度降低，保证反作用飞轮的无支架底座的结构，降低产品重量。

本发明所采用的技术方案是：一种反作用飞轮密封结构，包括底座、过渡铝环、外壳、轴系、密封接插件、抽气装置；轴系两端分别安装在底座中部、外壳中部；底座、外壳对接形成空腔，过渡铝环安装在底座、外壳的接口处；密封接插件、抽气装置分别安装在底座底面。

所述抽气装置为三层圆柱台阶结构，第三层台阶结构外壁有旋紧螺纹，通过旋紧螺纹安装在底座底面安装孔内，抽气孔关于抽气装置底面圆心对称分布。

所述过渡铝环通过外壁上的凸起结构置于底座上端口，与底座上端口处的密封环卡槽相配合，过渡铝环位于底座、外壳的接口处内侧；外壳、底座通过焊接与过渡铝环外壁上的凸起结构之间实现密封。

还包括第一密封圈、第二密封圈；第一密封圈、第二密封圈分别安装在抽气装置的台阶结构处，实现抽气装置与底座之间的密封。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明能够有效的保证反作用飞轮腔体内部的真空度，满足地面测试和在轨工作正常。外壳和底座之间通过过渡铝环衔接，并且最后进行焊接密封，最大限度保证飞轮的密封性。底座上设置了抽气装置，不同于以往传统的抽气嘴，抽气装置采用内置式结构，并且有多道密封结构，可以保证飞轮产品在地面测试期间进行多次的飞轮内部抽气操作。相较于传统的抽气嘴结构，密封结构体积减小，高度降低，保证反作用飞轮的无支架底座的结构，降低产品重量。

(2)本发明通过密封焊接加上多级密封结构，使得密封效果有显著提高，漏率达到了2.6×10^-7Pa·L/s，反作用飞轮腔体内部的密封保压时间由原来的1个月提升至3个月。

(3)本发明便于反作用飞轮在测试过程中进行反复快速抽气操作，无需每次都更换新抽气嘴，节省了研制成本。并且抽气密封时间也从1天降低至1小时。

附图说明

图1是本发明反作用飞轮密封结构示意图。

图2是本发明抽气装置示意图。

图3是本发明密封环安装结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种反作用飞轮密封结构，包括底座1、过渡铝环2、外壳3、轴系4、密封接插件6、抽气装置5；底座1为圆柱形壳体，底座1通过6个M4的螺钉连接到轴系4上，密封接插件6通过4个M3的螺钉固定在底座1上。过渡铝环2置于底座1上端的如图3所示的密封环卡槽11处，过程中对齐过渡铝环2与外壳3连接处的接口保持过渡铝环2与底座1的平行，便于后期进行密封焊接。外壳3通过螺纹与轴系4连接，并且旋紧。

轴系4两端分别安装在底座1中部、外壳3中部；底座1、外壳3对接形成空腔，过渡铝环2安装在底座1、外壳3的接口处；密封接插件6、抽气装置5分别安装在底座1底面。

抽气装置5为三层圆柱台阶结构，第三层台阶结构外壁有旋紧螺纹10，通过旋紧螺纹10安装在底座1底面安装孔内，抽气孔9关于抽气装置5底面圆心对称分布。