[发明专利]一种主动式补充供油装置

说明书

本发明公开了一种主动式补充供油装置，其应用于卫星飞轮和控制力矩陀螺的轴承组件，包含：储油结构、供油结构、若干个输油部件和雾化供油部件；每一所述输油部件联通所述储油结构和所述供油结构，以将存储于所述储油结构中的润滑油输送至所述供油结构中；所述雾化供油部件设置在所述供油结构内部，用于对所述供油结构内的润滑油进行雾化并喷向所述轴承组件的轴承滚道上。本发明所述雾化供油部件将位于所述供油结构中的润滑油表面能打散，而产生微小液滴，同时在动能的作用下喷向轴承滚道，实现对轴承滚道的微量补充供油，延长轴承使用寿命的目的。

技术领域

本发明涉及空间滚动轴承长效润滑技术领域，特别涉及一种主动式补充供油装置。

背景技术

飞轮(卫星飞轮)和控制力矩陀螺作为卫星姿态控制系统中关键执行部件，通过与卫星本体进行动量交换，从而实现精确控制卫星姿态的目的，其中轴承组件是飞轮和控制力矩陀螺的关键部件，也是限制飞轮最高转速等性能指标和寿命的主要因素。一份NASA技术备忘录中指出空间长效润滑问题是限制飞轮寿命的主要原因。在真空、失重的空间环境下，润滑油易挥发、爬移而损耗，在润滑油损耗过大时，使轴承滚道无法形成弹性流体润滑油膜，加速轴承磨损，且在低速和机动工况下，轴承处于贫油或半润滑状态，易诱发保持架运转不稳定和轴承磨损量增大，降低轴承使用寿命，直接导致卫星失效或寿命下降。最有效的直接解决办法是补充供油，但由于轴承组件内部空间狭小，空间环境液压泵不可实现，不可人工更换组件或注油等限制条件，故研究可靠、高效的长期补充供油技术具有重要意义。

目前国内飞轮和控制力矩陀螺轴承采用的多孔聚合物含油保持架毛细供油，可保证轴承组件2～3年寿命。结合储油器(环)来实现润滑油储存和离心式供油，可使轴承寿命达到5～8年。然后现有的供油装置如下：离心式储油器在轴承组件内、外隔圈之间，依靠离心力和多孔材料的渗流-扩散行为实现被动式供油。经过大量的研究分析可知，在轨情况下其具有以下缺点：供油量、供油速度、供油时机和供油位置不可根据实际情况实时控制；连续供油造成供油利用率低、润滑油损耗大；多孔质储油材料存在润滑油真空挥发损耗现象；随着润滑油的甩出，储油器内含油质量下降，离心力减小，供油速率降低，甚至不出油，造成供油不稳定；在低转速下，离心力不足以将油甩出，润滑效果不好。目前虽然具有采用固液复合润滑技术以弥补离心式被动供油器低速下润滑效果不良问题的方法，但该方法存在固态润滑和边界润滑之间的衔接空档，润滑效果仍不能完全满足工况要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动式补充供油装置，实现在真空、失重的空间环境下，采用主动供油方式，在模糊控制系统的控制下，以雾化状态进行供油，以满足空间轴承长效润滑、微量补给要求的目的。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种主动式补充供油装置，其应用于卫星飞轮和控制力矩陀螺的轴承组件，包含：储油结构、供油结构、若干个输油部件和雾化供油部件；每一所述输油部件连通所述储油结构和所述供油结构，以将存储于所述储油结构中的润滑油输送至所述供油结构中；所述雾化供油部件设置在所述供油结构内部，用于对所述供油结构内的润滑油进行雾化并喷向所述轴承组件的轴承滚道上。

可选地，所述储油结构和所述供油结构设置在所述轴承组件的转动隔圈与静止隔圈之间，且均与所述静止隔圈过盈接触。

可选地，所述储油结构和所述供油结构均相对于所述静止隔圈静止。

可选地，所述供油结构为两个，分别位于所述储油结构的两端，且喷射位置与所述轴承组件的轴承滚道对应。

可选地，所述储油结构设有储油腔，所述储油腔的储油量不小于4克，每一所述输油部件均位于所述储油腔内部；

每一所述输油部件的两端端部分别对应贯穿所述储油结构的两端端部，以对应连通所述供油结构。

可选地，每一所述输油部件为毛细管结构。