CN112198429A - 一种高低温环境下宇航陀螺电机测试用的密封固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高低温环境下宇航陀螺电机测试用的密封固定装置，包括端盖、壳体、底座、电机安装支架；端盖与壳体上端通过螺纹固连；端盖的上玻璃夹层安装凹台和壳体上的下玻璃夹层安装凹台内安装有耐高低温硅玻璃；端盖的上部环槽内和壳体的下部环槽内分别嵌装有上密封圈和下密封圈，上、下密封圈分布与耐高低温硅玻璃的上端面和下端面紧贴；壳体设置于底座的上方，壳体的法兰端与底座通过螺钉固连，且壳体下端的环形凸台以间隙配合的方式与底座上端环形凹槽形成插装配合；电机安装支架设置于底座上端环形凹槽的内部，电机安装支架与底座通过螺钉固定，并用定位销定位。本发明在‑10℃至+80℃范围内的温度环境下，可给电机提供稳定的工作状态。

Description

一种高低温环境下宇航陀螺电机测试用的密封固定装置
技术领域
本发明属于惯性器件生产测试技术领域，涉及宇航陀螺电机的测试技术，具体涉及一种高低温环境下宇航陀螺电机测试用的密封固定装置。
背景技术
随着我国综合国力的上升，航天产业蓬勃发展，对高精度惯性姿态敏感器的需求日益迫切，以高分辨率为特征的未来卫星、飞船对地观测要求达到更高精度，相应对陀螺提出的精度要求远超过目前国内航天用陀螺的技术水平。例如，光学舱卫星系统要求在轨10年，将以不低于“哈勃”望远镜的精度，拍摄到40％左右的宇宙空间。系统除了对陀螺仪提出长寿命、高可靠性的要求外，还因其特殊的使用要求提出了高精度、极低噪声的要求。因此，陀螺仪也对电机提出了极高要求：包括长寿命、高可靠性、低噪声等。
陀螺电机是陀螺仪的核心部件，其转速通常不低于30000转/分钟，产生一个恒定的动量矩，使陀螺具有陀螺效应。气体动压轴承陀螺电机技术是“三浮”陀螺仪的关健技术之一，电机的性能在很大程度上决定了陀螺仪的性能。气浮轴承工作时，转子由气浮支承，完全脱离与轴的接触，理论上具有无限长的寿命，因此在高精度陀螺领域得到广泛的应用。其工作原理要求这种轴承必须要有非常高的形状位置精度及尺寸稳定性，其单边间隙1～2微米，形位精度为亚微米级，表面粗糙度在Ra0.025以内。一般来说对气体动压轴承陀螺电机的可靠性指标是：起停10000次，平均无故障时间达到20000小时。目前在航天等领域中，要求动压陀螺电机的平均无故障时间达到300000小时。
高可靠性及高精度决定了宇航陀螺电机要经过严苛的加工、测试流程。其中，在电机总装环节后的高低温测试过程中，受环境温湿度影响，测试装置处理不好经常会产生电机轴承零件生锈的现象，轻则返工，重则报废，给生产带来了极大的困扰。因此，需要设计一种全新的密封固定装置，用于宇航陀螺电机高低温环境下的测试工作，避免生锈现象的产生。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高低温环境下宇航陀螺电机测试用的密封固定装置，该装置在-10℃至+80℃范围内的温度环境下，可给电机提供稳定的工作状态。
本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：
一种高低温环境下宇航陀螺电机测试用的密封固定装置，其特征在于：包括端盖、壳体、底座、电机安装支架；
所述端盖为顶部设置有中心孔的扣盖式结构；在端盖的侧边内圆上设置有内螺纹，在端盖的顶部内端面上设置有上玻璃夹层安装凹台，在上玻璃夹层安装凹台的上端设置有上部环槽；
所述壳体为下端设置有法兰端的筒状壳体；在壳体的上端外圆上设置有外螺纹孔；在壳体的上端设置有下玻璃夹层安装凹台，在下玻璃夹层安装凹台下端设置有下部环槽；在壳体法兰端下面加工有环形凸台；
所述底座的上端设置有环形凹槽，所述底座的下端设置有凹腔；在底座上位于环形凹槽的内部加工有引线柱插孔，在引线柱插孔内通过粘接的方式密封固定有绝缘引线柱；
所述端盖与壳体上端通过螺纹固定连接；所述上、下玻璃夹层安装凹台对正，内安装有耐高低温硅玻璃；在上部环槽内和下部环槽内分别嵌装有上密封圈和下密封圈，上密封圈和下密封圈分布与耐高低温硅玻璃的上端面和下端面紧贴，使端盖与壳体形成密封式固定连接；
所述壳体设置于底座的上方，壳体的法兰端与底座通过螺钉固定连接，且壳体下端的环形凸台以间隙配合的方式与底座上端环形凹槽形成插装配合；
所述电机安装支架设置于底座上端环形凹槽的内部，所述电机安装支架与底座通过螺钉固定，并用定位销定位。
进一步的：在端盖的侧边外圆上制有网纹滚花。
进一步的：所述上密封圈和下密封圈均采用硅胶密封圈。
本发明具有的优点和积极效果：
1.本发明设计的端盖与壳体通过螺纹连接，拆装简单，便于后续更换老化的密封圈与玻璃，有效延长了装置本体的使用寿命，降低了生产成本；
2.本发明采用密封圈压紧玻璃的结构，避免了胶粘等方法因胶粘应力、高低温变化等因素造成的玻璃变形破裂，保证装置上部密封性的同时，密封圈的弹性可以有效的防止螺纹松脱，保证了端盖与壳体连接的牢固性。
3.本发明电机安装支架一端用销子定位、另一端用螺钉固定，有效避免了高低温过程中支架本体的微变形，从而减少对电机性能测试的影响。
4.本发明在安装电机后，壳体与底座靠环形凸台定位，外部靠螺钉连接固定，壳体下端与底座留有一定气隙；底部“迷宫”式半密封设计、其它部位完全密封，这种结构在-10℃至+80℃范围内的温度环境下，可以有效的防止轴承零件发生锈蚀，可给电机提供稳定的工作状态。
附图说明
图1是本发明密封固定装置的三维爆炸视图，1a、俯视角度图；1b、仰视角度图；
图2本发明端盖的剖视图；
图3本发明壳体的剖视图；
图4本发明底座的剖视体。
具体实施方式
下面结合图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种高低温环境下宇航陀螺电机测试用的密封固定装置，请参见图1-4，其发明点为：包括端盖1、壳体2、底座4、电机安装支架3。
所述端盖为扣盖式结构。在端盖的顶部设置有中心孔1.1，在端盖的侧边内圆上设置有内螺纹1.3，在端盖的顶部内端面上设置有上玻璃夹层安装凹台1.4，在上玻璃夹层安装凹台的上端设置有用于安装密封圈的上部环槽1.2。
所述壳体为下端设置有法兰端的筒状壳体。在壳体的上端外圆上设置有外螺纹孔2.2，在壳体的上端设置有下玻璃夹层安装凹台2.4，在下玻璃夹层安装凹台下端设置有用于安装密封圈的下部环槽2.1。在壳体法兰端下面加工有环形凸台2.3。
所述底座的上端设置有环形凹槽4.1，所述底座的下端设置有凹腔4.3。在底座上位于环形凹槽的内部加工有引线柱插孔4.2，在引线柱插孔内通过粘接的方式密封固定有绝缘引线柱，其中绝缘引线柱在附图中未示意图。
所述端盖与壳体上端通过螺纹固定连接。所述上、下玻璃夹层安装凹台对正，内安装有耐高低温硅玻璃，通过玻璃可观察装置内电机运行状态。在上部环槽内和下部环槽内分别嵌装有上密封圈和下密封圈，所述上密封圈和下密封圈均优选采用硅胶密封圈。上密封圈和下密封圈分布与耐高低温硅玻璃的上端面和下端面紧贴，使端盖与壳体形成密封式固定连接。
所述壳体设置于底座的上方，壳体的法兰端与底座通过螺钉固定连接，且壳体下端的环形凸台以间隙配合的方式与底座上端环形凹槽形成插装配合。
所述电机安装支架设置于底座上端环形凹槽的内部，所述电机安装支架与底座通过螺钉固定，并用定位销定位。所述电机安装支架用于装卡待测试的电机，使电机置于密封固定装置内部。
上述结构中，在端盖的侧边外圆上进一步制有网纹滚花，可增大安装和拆卸端盖时的摩擦力，便于实现端盖的顺利安装和拆卸。
本发明密封固定装置的使用说明：
1、首先将电机安装支架用销子、螺钉固定在底座上，同时在底座上粘接绝缘引线柱，以便使电机引线与外部电源相接；
2、然后在壳体的下部环槽内安装下部密封圈，再在下玻璃夹层上安装耐高低温硅玻璃；
3、然后在端盖内部的上部环槽内安装好上部密封圈，再通过螺纹与壳体连接，直至压紧壳体上的玻璃。
4、端盖与壳体密封固定连接后，将电机安装至电机安装支架上，通过压片螺钉固定，接上引线；
5、最后将端盖与壳体组件下端的环形凸台插入底座上端的环形凹槽内，并通过螺钉将壳体与底座固定连接。后序就可对电机进行测试。
采用密封固定装置，在高温状态下，该装置腔体内的水汽可以沿底座环形凹槽气隙排出；而在低温时，装置外部的水汽会首先凝结在壳体与底座环形凸台与凹槽的配合部分，防止水汽进入装置内部，从而避免了电机轴承零件的锈蚀。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和图所公开的内容。

Claims (3)

1.一种高低温环境下宇航陀螺电机测试用的密封固定装置，其特征在于：包括端盖、壳体、底座、电机安装支架；
所述端盖为顶部设置有中心孔的扣盖式结构；在端盖的侧边内圆上设置有内螺纹，在端盖的顶部内端面上设置有上玻璃夹层安装凹台，在上玻璃夹层安装凹台的上端设置有上部环槽；
所述壳体为下端设置有法兰端的筒状壳体；在壳体的上端外圆上设置有外螺纹孔；在壳体的上端设置有下玻璃夹层安装凹台，在下玻璃夹层安装凹台下端设置有下部环槽；在壳体法兰端下面加工有环形凸台；
所述底座的上端设置有环形凹槽，所述底座的下端设置有凹腔；在底座上位于环形凹槽的内部加工有引线柱插孔，在引线柱插孔内通过粘接的方式密封固定有绝缘引线柱；
所述端盖与壳体上端通过螺纹固定连接；所述上、下玻璃夹层安装凹台对正，内安装有耐高低温硅玻璃；在上部环槽内和下部环槽内分别嵌装有上密封圈和下密封圈，上密封圈和下密封圈分布与耐高低温硅玻璃的上端面和下端面紧贴，使端盖与壳体形成密封式固定连接；
所述壳体设置于底座的上方，壳体的法兰端与底座通过螺钉固定连接，且壳体下端的环形凸台以间隙配合的方式与底座上端环形凹槽形成插装配合；
所述电机安装支架设置于底座上端环形凹槽的内部，所述电机安装支架与底座通过螺钉固定，并用定位销定位。
2.根据权利要求1所述的高低温环境下宇航陀螺电机测试用的密封固定装置，其特征在于：在端盖的侧边外圆上制有网纹滚花。
3.根据权利要求1所述的高低温环境下宇航陀螺电机测试用的密封固定装置，其特征在于：所述上密封圈和下密封圈均采用硅胶密封圈。
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