CN103234738A - 动量轮组件性能试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动量轮组件性能试验装置，该装置包括带有舱盖或者舱门、可被抽成真空的密封舱，该密封舱舱内固设有用于转动安装动量轮组件的支撑架，所述密封舱舱外设有用于改变密封舱姿态的姿态变换结构，该姿态变换结构固设在密封舱舱体上。本发明在使用时先将待测试的动量轮组件转动安装在密封舱内的支撑架上，然后将密封舱抽成真空，在-100℃~120℃的环境中可模拟航天工作环境，密封舱外的姿态变换结构可使密封舱具有多种放置方位，从而使动量轮组件在模拟的航天工作环境下实现多种姿态运行，试验时可通过安装在动量轮组件上的温度传感器、振动测试传感器等测试元件测试动量轮组件运行时的温度、振动等参数。

Description

动量轮组件性能试验装置
技术领域
本发明涉及一种为航天动量轮组件的研究和设计而开发的一种试验装置，具体来说涉及一种动量轮组件性能试验装置，属于航天航空技术领域。
背景技术
航天动量轮组件是密封安装在航天器内由电机驱动的旋转体组件，该组件主要包括动量轮和轴承。在航天航空技术领域中，可以通过动量轮改变航天器的运行姿态，实现对航天器运行姿态的控制。当动量轮组件出现故障或者失效时，将直接导致航天器调整姿态的能力降低甚至丧失。为保证航天器能够可靠的运行，这就要求动量轮组件能在长达几年甚至几十年的任务时间内始终稳定可靠的工作，因此动量轮组件的寿命和可靠性极其重要。要想科学的判定动量轮组件各项性能以及能否达到设计的技术指标、满足航天工况的要求，只有通过试验才能得出结论，即通过在无限接近航天工作环境中模拟动量轮组件的运行情况，测试动量轮组件的各种运行参数，而现有的试验手段不能模拟动量轮组件在航天工作环境下的运行情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能模拟动量轮组件航天工作环境的动量轮组件性能试验装置，利用该装置可以对动量轮组件在实际航天工作环境中运行时的性能进行测试试验。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：动量轮组件性能试验装置，该装置包括带有舱盖或者舱门、可被抽成真空的密封舱，该密封舱舱内固设有用于转动安装动量轮组件的支撑架，所述密封舱舱外设有用于改变密封舱姿态的姿态变换结构，该姿态变换结构固设在密封舱舱体上。
所述密封舱包括舱座底板，所述舱盖呈钟罩结构密封扣设在舱座底板上。
所述姿态变换结构为可拆固定连接在舱座底板上的姿态变换支架，该姿态变换支架具有多方位放置平面。
所述舱座底板为方形，所述姿态变换支架包括四个一端分别可拆固定连接在舱座底板四角的立柱和设置在相邻立柱的另一端之间的横梁，所述立柱的高度大于所述舱盖的高度，所述姿态变换支架与舱座底板共同构成立方体形状。
所述支撑架具有与舱座底板平行的支撑臂，支撑臂与舱座底板之间的空间形成动量轮组件的安装空间，支撑臂和舱座底板上分别设有上、下正对的用于共同顶装动量轮组件的上、下顶杆组件。
所述支撑架为倒置的L形，倒置的L形支撑架的竖直段的端部固定设置在舱座底板上，倒置的L形支撑架的水平段形成所述支撑臂。
所述舱座底板上设有与密封舱连通、用于将密封舱抽成真空的孔道。
所述舱座底板上位于密封舱舱外设有用于测量密封舱内真空度的真空表。
本发明的动量轮组件性能试验装置在使用时先将待测试的动量轮组件转动安装在密封舱内的支撑架上，然后将密封舱抽成真空，在-100℃~120℃的环境中可模拟航天工作环境，密封舱外的姿态变换结构可使密封舱具有多种放置方位，从而使动量轮组件在模拟的航天工作环境下实现多种姿态运行，试验时可通过安装在动量轮组件上的温度传感器、振动测试传感器等测试元件测试动量轮组件运行时的温度、振动等参数。本发明是专门为动量轮组件的研究、设计而开发的，利用本装置通过分析动量轮组件运行时的各项试验参数，能及时发现动量轮组件在设计、生产、装配、使用等环节存在的缺陷或薄弱环节，为动量轮组件的研究、设计、制造、使用提供依据。
进一步的，密封舱为舱盖扣设在舱座底板上的结构使密封舱结构简单、便于加工制造。
进一步的，姿态变换结构为可拆固定安装在舱座底板上的姿态变换支架使本发明便于装配。
进一步的，姿态变换支架和舱座底板共同构成立方体形状，因此要想使安装在密封舱内的动量轮组件变换姿态，只需要旋转本发明的动量轮试验装置使立方体的一个面放置在试验台上即可，本发明可使动量轮组件在六种姿态下运行。
进一步的，支撑架为倒置的L形结构使动量轮组件安装方便。
附图说明
图1是本发明一种实施例的立体结构示意图；
图2是图1中支撑架和舱座底板的示意图；
图3是图1中不包含舱盖的平面视图；
图4是图3的剖视图。
具体实施方式
本发明的一种实施例如图1至4所示，动量轮组件性能试验装置包括带有舱盖3、可被抽成真空的密封舱，该密封舱舱内固设有用于转动安装动量轮组件的支撑架12，密封舱舱外设有用于改变密封舱姿态的姿态变换结构，该姿态变换结构固设在密封舱舱体上。本实施例的密封舱由还包括表面设有凹槽的方形舱座底板4，舱盖3呈钟罩结构密封扣设在舱座底板的凹槽内，在舱座底板4和舱盖3之间位于凹槽内压装有耐高低温专用密封圈。
本实施例的姿态变换结构为可拆固定连接在舱座底板上姿态变换支架2，姿态变换支架2包括四个一端分别可拆固定连接在舱座底板四角的立柱和设置在相邻立柱的另一端之间的横梁，立柱的高度大于舱盖的高度，姿态变换支架2与舱座底板4共同构成具有六个方位放置平面的立方体形状。
本实施例的支撑架12为倒置的L形支撑架，倒置的L形支撑架的竖直段的端部固定设置在舱座底板4上，倒置的L形支撑架的水平段形成与舱座底板平行的支撑臂，支撑臂与舱座底板之间的空间形成动量轮组件的安装空间，支撑臂和舱座底板上分别设有上、下正对的用于共同顶装动量轮组件的上、下顶杆组件8，该上、下顶杆组件8可用于调节动量轮组件的支撑刚度，上、下顶杆组件8为相同结构的系列组件，试验时要根据被测试航天动量轮组件的不同振动固有频率进行选配。舱座底板4上设有电缆插座5和与密封舱连通、用于将密封舱抽成真空的孔道7，孔道7内设有真空密封阀，舱座底板4上位于密封舱舱外设有可将密封舱内的空气排出的真空排气阀1和用于测量密封舱内真空度的真空表6。
本实施例在使用时，首先将待测试的动量轮组件10转动安装在密封舱内的支撑架上，安装好各温度、振动测试传感器后将舱盖密封装配在舱座底板上，然后将密封舱抽真空，再将电缆插座所连接的电缆分别与信号采集处理器、数据采集/处理/控制的计算机以及电源等连接，将各测试、测量与控制设备连接至计算机。对装配好的动量轮组件性能测试装置进行不加电检查后，将本实施例放入-100℃~120℃的温度控制柜中，打开各个驱动动量轮旋转的电机9、各测试设备以及计算机，对待测试的动量轮组件进行加电检测，然后按照《航天动量轮轴承组件性能试验操作规程》进行试验。本实施例的密封舱被抽成真空时在-100℃~120℃的环境中可模拟动量轮组件的航天工作环境，密封舱外的姿态变换支架可使密封舱具有六种放置方位，从而使安装在密封舱内的动量轮组件具有六种运行姿态，试验时可通过安装在动量轮组件上的温度传感器、振动测试传感器等测试动量轮组件运行时的温度、振动等参数。
在本发明的其它实施例中，密封舱也可以为在舱体上开设有舱门的一体结构，舱门的大小和开设的位置以适合安装动量轮组件为宜。
在本发明的其它实施例中，密封舱可以是球形或者椭球形等形状，此时需要在密封舱舱体外壁上设置使密封舱保持一定姿态的姿态变换支架；密封舱的形状也可以是立方体或者不具有球面、圆柱面或者弧面的其它形状，此时姿态变换结构由密封舱舱体外壁构成，密封舱舱体外壁形成放置平面，不需要另外设置姿态变换支架。
在本发明的其它实施例中，舱座底板也可以是五边形或者六边形等其它几何形状，相应的，姿态变换支架的立柱应分别安装在舱座底板的各角上，此时姿态变换支架与舱座底板共同构成具有七个或者八个等多个方位放置平面的结构。
在本发明的其它实施例中，舱盖与舱座底板的密封配合结构也可以采用在舱盖上设置凹槽、在舱座底板设置与凹槽密封配合的凸起的方式，从而使舱盖密封扣设在舱座底板上。
在本发明的其它实施例中，密封舱也可以由箱体结构的舱体和具有凸缘密封扣合在舱体上的舱盖构成，此时，转动安装动量轮的支撑架也可以由平行于舱盖、可拆固定连接在舱体内壁上的安装轴构成，在试验时，动量轮组件转动装配在安装轴上，在安装轴上位于动量轮组件的两侧分别设有防止动量轮组件沿安装轴轴向移动的限位结构。
在本发明的其它实施例中，也可以通过设置在舱盖上的孔将密封舱抽成真空；用于测量密封舱内真空度的压力表也可以设置在舱盖上，压力表也可以设置在试验台的其他位置上，而不作为本发明航天动量轮组件性能装置的一部分，只要是在试验时便于读数即可。

Claims (8)

1.动量轮组件性能试验装置，其特征在于：该装置包括带有舱盖或者舱门、可被抽成真空的密封舱，该密封舱舱内固设有用于转动安装动量轮组件的支撑架，所述密封舱舱外设有用于改变密封舱姿态的姿态变换结构，该姿态变换结构固设在密封舱舱体上。
2.根据权利要求1所述的动量轮组件性能试验装置，其特征在于：所述密封舱包括舱座底板，所述舱盖呈钟罩结构密封扣设在舱座底板上。
3.根据权利要求2所述的动量轮组件性能试验装置，其特征在于：所述姿态变换结构为可拆固定连接在舱座底板上的姿态变换支架，该姿态变换支架具有多方位放置平面。
4.根据权利要求3所述的动量轮组件性能试验装置，其特征在于：所述舱座底板为方形，所述姿态变换支架包括四个一端分别可拆固定连接在舱座底板四角的立柱和设置在相邻立柱的另一端之间的横梁，所述立柱的高度大于所述舱盖的高度，所述姿态变换支架与舱座底板共同构成立方体形状。
5.根据权利要求2或3或4所述的动量轮组件性能试验装置，其特征在于：所述支撑架具有与舱座底板平行的支撑臂，支撑臂与舱座底板之间的空间形成动量轮组件的安装空间，支撑臂和舱座底板上分别设有上、下正对的用于共同顶装动量轮组件的上、下顶杆组件。
6.根据权利要求5所述的动量轮组件性能试验装置，其特征在于：所述支撑架为倒置的L形，倒置的L形支撑架的竖直段的端部固定设置在舱座底板上，倒置的L形支撑架的水平段形成所述支撑臂。
7.根据权利要求2或3或4所述的动量轮组件性能试验装置，其特征在于：所述舱座底板上设有与密封舱连通、用于将密封舱抽成真空的孔道。
8.根据权利要求2或3或4所述的动量轮组件性能试验装置，其特征在于：所述舱座底板上位于密封舱舱外设有用于测量密封舱内真空度的真空表。
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