[发明专利]模拟气象卫星扫描机构中角接触球轴承的动态检测方法

摘要

模拟气象卫星扫描机构中角接触球轴承的动态检测方法，检测装置中的四组试验单元组件以及磁流体密封传动组件实现检测过程，在四组试验单元组件中分别配装配对角接触球轴承即第一角接触球轴承和第二角接触球轴承，检测装置中的分子泵和机械泵可以提供10-5Pa的高真空度，环境温度控制在常温～50℃，伺服电机为四组试验单元组件提供连续旋转和往复摆动，检测过程由计算机监控程序对伺服电机的摆动速度、摆动角度以及转动速度发出参数要求指令，同时计算机监控程序根据已事先设定好的检测内容对四组试验单元组件内的四组配对角接触球轴承进行实时检测，为评价气象卫星中角接触球轴承的动态模拟性能或工作寿命提供科学、真实可靠的监测依据。

主权项

模拟气象卫星扫描机构中角接触球轴承的动态检测方法，气象卫星使用的角接触球轴承为超精密级轴承且配对使用，配对角接触球轴承由同型号的第一角接触球轴承和第二角接触球轴承构成，配对角接触球轴承的内圈内径一般在30～80mm，气象卫星对配对角接触球轴承的参数要求是：所处真空度要求10‑5Pa，所处环境温度要求在常温～50℃范围内可控，所处摆动速度要求在0.1°/s～20°/s范围内可控，所处摆动角度要求在‑20°～20°范围内可控，所处转动速度要求在10～300r/min范围内可控；动态检测方法包含检测装置和检测过程，通过检测装置和检测过程对配对角接触球轴承的检测内容包括：真空度、环境温度、摆动速度、摆动角度、摆动次数、转动速度、转动圈数、外圈温度、摩擦力矩、检测时间；上述所述参数要求和所述检测内容均已在计算机监控程序在设定，计算机由电控柜供电，计算机监控程序根据所述使用条件和所述检测内容能对上述检测装置发出相关指令并对上述检测过程检测实时检测；其特征是：检测装置包含机架(1)、工作台(2)、底座(3)、大密封圈(4)、真空罩(5)、支承柱(6)、试验单元组件(7)、锁紧螺母(8)、固定座(9)、十字平板(10)、大齿轮(11)、键(12)、磁流体密封传动组件(13)、观察窗(14)、小密封圈(15)、联轴器(16)、组合引线电极(17)、法兰(18)、伺服电机(19)、抽气管(20)、分子泵(21)、减震地脚(22)、机械泵(23)、电磁隔断阀(24)、真空波纹管(25)、电磁放气阀(26)、电阻规(27)以及电离规(28)；其中试验单元组件(7)包含支座套(7.1)、主轴(7.2)、小齿轮(7.3)、螺栓(7.4)、螺母(7.5)、加热丝(7.6)、外衬套(7.7)、第一温度传感器(7.8)、第二温度传感器(7.10)、上端盖(7.12)、压盖(7.13)、扭矩传感器(7.14)、第三温度传感器(7.15)、内隔环(7.16)、外隔环(7.17)、迷宫片(7.18)、密封环(7.19)、拆卸环(7.20)、滑动套(7.21)、同心环(7.22)、陶瓷球(7.23)、弹簧(7.24)以及止推片(7.25)；其中磁流体密封传动组件(13)包含传动轴(13.1)、下端盖(13.2)、第一支承轴承(13.3)、外隔套(13.4)、第二支承轴承(13.5)、纳米磁流体(13.6)、磁极(13.7)以及外壳(13.8)；在检测装置中，螺栓将磁流体密封传动组件(13)安装在底座(3)中心孔上端，底座(3)与磁流体密封传动组件(13)中外壳(13.8)的结合处通过小密封圈(15)实施密封，磁流体密封传动组件(13)中传动轴(13.1)的下端通过联轴器(16)与伺服电机(19)联接，伺服电机(19)通过法兰(18)固定在底座(3)下端，传动轴(13.1)的上端通过键(12)联接大齿轮(11)，将四组试验单元组件(7)对称分布在磁流体密封传动组件(13)周围，四组试验单元组件(7)中配装的支座套(7.1)通过螺栓被固定在底座(3)上，四组试验单元组件(7)中配装的小齿轮(7.3)均与大齿轮(11)啮合，根据四组试验单元组件(7)的对称分布位置并在每组试验单元组件(7)旁均设置被固定的支承柱(6)，支承柱(6)的上端通过锁紧螺母(8)配装有十字平板(10)，十字平板(10)上配装四个固定座(9)，每个固定座(9)均套在试验单元组件(7)中配装的扭矩传感器(7.14)上，然后将真空罩(5)罩在底座(3)上，真空罩(5)上配装观察窗(14)，底座(3)上端配置的所有部件均罩在真空罩(5)内，真空罩(5)与底座(3)的接合处配置大密封圈(4)使真空罩(5)内能够形成真空室，底座(3)还配置有抽气孔以及组合引线电极(17)，底座(3)通过螺栓固定在工作台(2)上，工作台(2)通过螺栓与机架(1)联接，机架(1)底部四脚配装减震地脚(22)，机架(1)内配装分子泵(21)，分子泵(21)上端联接抽气管(20)，抽气管(20)的上端通过螺栓对接在所述抽气孔处，在抽气管(20)上分别配装有电磁放气阀(26)、电阻规(27)以及电离规(28)，分子泵(21)的出气孔联接真空波纹管(25)，真空波纹管(25)通过电磁隔断阀(24)与机械泵(23)联接，底座(3)下端部位自然形成大气端；检测过程开始前先打开真空罩(5)并拆下四组试验单元组件(7)，将第一角接触球轴承(7.9)和第二角接触球轴承(7.11)按配对方式分别装入四组试验单元组件(7)中，之后将四组试验单元组件(7)通过螺栓对称固定在底座(3)上端，注意检查每组试验单元组件(7)中的小齿轮(7.3)是否与磁流体密封传动组件(13)中传动轴(13.1)上配装的大齿轮(11)相啮合，按标记线号将加热丝(7.6)均匀缠绕在每组试验单元组件(7)中外衬套(7.7)端面并联接在对应的组合引线电极(17)上，四个外衬套(7.7)上配装的第一温度传感器(7.8)、第二温度传感器(7.10)、第三温度传感器(7.15)以及试验单元组件(7)配装的扭矩传感器(7.14)的引线经过标记后也联接在对应的组合引线电极(17)上，组合引线电极(17)、伺服电机(19)、分子泵(21)、机械泵(23)、电磁隔断阀(24)、电磁放气阀(26)、电阻规(27)以及电离规(28)的控制信号线分别与计算机监控程序联接，各项检查无误后盖上真空罩(5)；检测过程开始，先接通电控柜电源并启动机械泵(23)，开启电磁隔断阀(24)对真空波纹管(25)开始预抽气，通过电阻规(27)检测抽气管(20)内的低真空度，当抽气管(20)内的低真空度达到5Pa时再启动分子泵(21)，分子泵(21)抽气数小时后再通过电离规(28)检测抽气管(20)内的高真空度，当抽气管(20)内的高真空度达到10‑5Pa时说明所述真空室内的真空度也达到10‑5Pa，分子泵(21)抽气过程中通过加热丝(7.6)对第一角接触球轴承(7.9)和第二角接触球轴承(7.11)营造所述真空室内的环境温度，环境温度从常温开始逐渐加大到50℃止；检测过程中计算机监控程序始终处于控制监控状态，计算机监控程序对伺服电机(19)的摆动速度、摆动角度以及转动速度发出所述参数要求指令，同时计算机监控程序根据已事先设定好的所述检测内容对四组试验单元组件(7)内的四组配对角接触球轴承进行实时检测，实时检测实时进行显示，实时检测所述检测内容的所有检测参数均存储在计算机数据库中并能随时打印；检测过程结束或是停止检测过程时，应迅速关闭电离规(28)和分子泵(21)以及伺服电机(19)，待分子泵(21)转速降到零时再关闭机械泵(23)，此后打开电磁放气阀(26)开始放气，放气完毕才能打开真空罩(5)，然后拆下四组试验单元组件(7)并进行分解，取出四组配对角接触球轴承后检查其外观状况并进行其精度复检，将精度复检参数输入到计算机中，通过计算机监控程序对四组配对角接触球轴承做出动态检测下的分析报告。