CN117733783A - 抽真空工装、反作用飞轮组件及抽真空方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卫星生产装备领域，公开了一种抽真空工装，反作用飞轮组件及抽真空方法，其中抽真空工装包括壳体、磁性传递轴、批头以及磁性扳手。壳体的一端设置有用于与需要被抽真空的腔体可拆卸连接的接口，周侧设置有用于连接真空源的真空口，磁性传递轴转动设置于壳体内。批头的头部朝向接口方向，底部与磁性传递轴连接，可与磁性传递轴同步转动，磁性扳手的一端设置有磁性头。上述的抽真空工装，磁性扳手的磁性头与磁性传递轴之间具有磁力，可以通过旋转磁性扳手来传递力矩，使磁性传递轴随着磁性扳手同步旋转，实现对密封腔体上的密封螺栓的锁紧。使用该抽真空工装对密封腔进行抽真空，可以避免漏气，同时降低抽真空的工艺复杂度。

Description

抽真空工装、反作用飞轮组件及抽真空方法

技术领域

本发明涉及卫星生产装备领域，具体涉及一种抽真空工装、反作用飞轮组件及抽真空方法。

背景技术

反作用飞轮是卫星姿态控制的重要部件，其在地面生产测试过程中，需要对反作用飞轮组件的密封腔进行抽真空处理，一来方便地面测试时模拟太空真空环境，二来避免飞轮的轴承及润滑油脂与空气接触导致氧化。

现有的反作用飞轮组件，抽真空时，通过焊接抽气装置到腔体上，抽真空后夹紧抽气铜管，再进行封胶操作，工艺复杂，且夹铜管的密封方式有漏气风险，不便于控制。且若发生漏气情况，需要对抽气装置解焊，焊接新的抽气装置重新抽真空，焊接及解焊过程中会产生焊渣等余物，容易对密封腔内造成污染。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抽真空工装，能够降低抽气工艺复杂度，避免出现漏气情况，且避免与腔体焊接，漏气后重复抽真空方便。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：抽真空工装，用于密封腔体的抽真空，包括：壳体，一端设置有用于与需要被抽真空的腔体可拆卸连接的的接口，周侧设置有用于连接真空源的真空口；磁性传递轴，转动设置于所述壳体内；批头，头部朝向所述接口方向，底部与所述磁性传递轴连接，可与所述磁性传递轴同步转动；磁性扳手，一端设置有磁性头；其中，所述磁性传递轴和所述磁性头中的一件由永磁体制成，另一件由永磁体或可被磁化的材料制成，将所述磁性头抵接在所述壳体外，旋转所述磁性扳手，在所述磁性传递轴与所述磁性头之间磁力的作用下，所述磁性传递轴可随所述磁性扳手一同转动。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过磁性扳手和磁性传递轴之间的磁力矩作用来驱动批头旋转，可以再不拆卸抽真空工装的情况下旋转内部的密封螺栓，使采用更可靠的螺栓去密封反作用飞轮的密封腔成为可能，可以避免出现漏气情况。抽真空工装的接口与被抽真空的腔体之间为可拆卸的连接方式，连接更加容易，降低抽真空工艺复杂度，便于漏气后的重复抽真空。

上述的抽真空工装，所述壳体为圆柱形，所述圆柱形的壳体的一底面开口形成所述接口，所述磁性传递轴转动设置在所述壳体的腔体的底部。

上述的抽真空工装，所述磁性传递轴由两个外径不相同的圆柱体构成，所述磁性传递轴的宽端与所述壳体的底面抵接，所述磁性传递轴的窄端与所述批头的底部连接。

上述的抽真空工装，所述磁性头具有一个光滑的平面，使用时将所述磁性头的平面抵接于所述壳体的外部底面。

上述的抽真空工装，所述批头通过连接套筒与所述磁性传递轴连接，所述磁性传递轴朝向所述接口的一端设置有凹槽，所述连接套筒的一端通过所述凹槽与所述磁性传递轴固定连接，所述批头的底部截面为多边形，所述连接套筒设置有与所述批头的底部匹配的多边形通孔，所述批头的底部穿设于所述多边形通孔内实现与所述磁性传递轴的同步转动。

上述的抽真空工装，所述批头与所述磁性传递轴之间设置有弹性件，所述弹性件设置于所述多边形通孔内。

上述的抽真空工装，所述接口处设置有连接法兰。

一种反作用飞轮组件，包括密封腔以及转动设置于所述密封腔内的反作用飞轮，所述密封腔设置有抽气口，所述抽气口具有内螺纹，所述抽气口的周侧设置有密封圈及用于连接上述的抽真空工装的连接部，所述抽气口可旋入密封螺栓使所述密封腔完全密封。

上述的反作用飞轮组件，所述连接部为设置于所述抽气口周侧的环状凸台，所述环状凸台的断面上等间距分布有多个螺栓孔。

一种反作用飞轮组件的抽真空方法，包括如下步骤：

S1：将密封螺栓以不拧紧的状态安装到反作用飞轮组件的抽气口上；

S2：将抽真空工装的接口安装到反作用飞轮组件的密封腔的连接部上，并将抽真空工装的真空口与真空源连接；

S3：启动真空源通过抽真空工装对反作用飞轮组件的密封腔进行抽真空，直至密封腔内的真空度达到需要的值；

S4：将磁性扳手抵在抽真空工装的壳体外，向密封螺栓拧紧方向旋转磁性扳手一定圈数；

S5：将抽真空工装从反作用飞轮组件上拆除。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例的抽真空工装的正视图；

图2为本发明实施例的抽真空工装的仰视图；

图3为本发明实施例的抽真空工装的剖视图；

图4为本发明实施例的抽真空工装的内部结构爆炸图；

图5为本发明实施例的反作用飞轮组件的正视图；

图6为本发明实施例的反作用飞轮组件的仰视图；

图7为本发明实施例的抽真空工装使用时的示意图。

附图标号说明：

100壳体，110连接法兰，120真空口，200磁性传递轴，210连接套筒，220批头，230弹性件，300磁性扳手，310磁性头，400密封腔，410密封螺栓，420连接部，430密封圈，440抽气口。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参照图1至3，本发明的实施例提供了一种抽真空工装，包括由壳体100以及设置在壳体100内的磁性传递轴200和批头220组成的主体，以及配合主体使用的磁性扳手300。壳体100的一端设置有用于与被抽真空的腔体可拆卸连接的接口，周侧设置有用于连接真空源的真空口120，磁性传递轴200转动设置于壳体100内部，批头220的底部与磁性传递轴200连接，头部朝向接口方向，可以与磁性传递轴200同步转动，磁性扳手300的一端设置有磁性头310。其中磁性头310和磁性传递轴200其中至少一个由永磁体制成，另一个可以由永磁体制成或者由可被磁化的材料制成，以使磁性头310和磁性传递轴200之间可以隔着壳体100产生磁力矩，以实现在壳体100外旋转磁性扳手300，带动内部的磁性传递轴200同步旋转，并带动批头220旋转，可以对壳体100内部的螺栓进行旋紧。

上述的抽真空工装，使用时可通过接口安装到被抽真空的腔体上，并连接真空源对腔体进行抽真空，当抽真空完毕后，可以通过磁性扳手300从外部施力，驱动内部的批头220旋转，对预先设置在密封腔体上的密封螺栓410进行旋紧，实现对腔体的密封，使通过螺栓对被抽真空的腔体密封变成可能，密封螺栓410的密封效果相对于现有的夹紧抽气铜管的方式更可靠，可以避免抽真空后腔体漏气导致腔体的真空度不达标。同时接口与被抽真空的腔体采用可拆卸连接方式，抽真空后可以拆下，抽真空工装可以重复利用，避免与被抽真空腔体焊接后，再次抽真空时需要对抽真空工装进行解焊操作，降低抽真空工艺的复杂度，且避免焊接与解焊过程中产生余料，对腔体内造成污染。

参照图2和图3，在本实施例中，壳体100为圆柱形，其中一个底面开口形成与被抽真空的腔体连接的接口。磁性传递轴200由两个外径不相同的圆柱体组成，其中宽的一端外径与圆柱形的壳体100的内径匹配，较宽的一端朝向壳体100的底部放置在壳体100的腔体内，壳体100的内壁与磁性传递轴200的较宽端的周面配合形成对磁性传递轴200旋转的限位及导向。磁性传递轴200较窄的一端朝向接口方向，与壳体100的内壁之间形成凹槽，避开真空口120，使真空口120能与壳体100内部的腔体连通。参照图3及图4，批头220与磁性传递轴200之间通过一个连接套筒210连接，连接套筒210设置有贯通的通孔，通孔形状与批头220底部的形状匹配，磁性传递轴200的窄端的端面的中心设置有凹槽，凹槽的形状与连接套筒210的一端匹配，连接套筒210的一端插入凹槽中实现与磁性传递轴200的固定连接。为了避免批头220与连接套筒210和密封螺栓410之间发生滑牙，批头220的底部端面宜为六边形等多边形，连接套筒210的通孔也相应地为六边形通孔，批头220的头部为宜为内六角批头220。

参照图3及图4，为了在使用时批头220可以良好地压在被抽真空腔体的密封螺栓410上，批头220可以在连接套筒210的通孔内进行滑动，并且批头220与磁性传递轴200之间设置有弹簧等弹性件230，可以在拧紧螺栓的过程中保证批头220与密封螺栓410之间的压力，避免螺栓与批头220之间发生分离或滑牙，导致螺栓没有拧紧。

参照图1至图3，为了便于转动磁性扳手300，使磁性头310与磁性传递轴200之间的磁力矩可以良好地带动磁性传递轴200旋转，磁性头310需具有一个光滑平面，使用时将磁性头310的光滑平面抵在壳体100的底面外，以便磁性扳手300的旋转。在本实施例中，磁性扳手300为一个L型扳手，磁性头310与磁性传递轴200的外观一致，磁性头310的窄端与磁性扳手300连接，使用时将宽端的端面抵接在壳体100的底面外。

参照图5及图6，本发明还提供一种可以使用上述抽真空工装的反作用飞轮组件，包括密封腔400以及转动设置在密封腔400内的反作用飞轮，密封腔400设置有抽气口440，抽气口440具有内螺纹，抽气口440的周侧设置有用于与抽真空工装的接口连接的连接部420及密封圈430，抽气口440可以通过旋入密封螺栓410使密封腔400完全密封。可以理解的是，抽真空工装与密封腔400之间的可拆卸连接可以采用螺栓连接，螺纹连接或者其他气密性良好的快速接插方式，参照图1、图2、图6和图7，在本实施例中，壳体100的接口设置有连接法兰110，密封腔400上的连接部420为环设于抽气口440周侧的环状凸台，环状凸台的端面上等间距分布有多个螺栓孔，通过将连接法兰110与连接部420的端面对其，然后锁上螺栓实现抽真空工装与密封腔400之间的连接。为了提高抽真空工装与密封腔400之间的气密性，在安装抽真空工装时，可以在连接法兰110与连接部420之间垫上密封胶垫。

使用上述的抽真空工装及反作用飞轮组件，反作用飞轮的抽真空工艺的步骤如下：

S1：将密封螺栓410以不拧紧的状态安装到反作用飞轮组件的抽气口440上；由于螺栓未拧紧，密封腔400内仍然是未密封的状态，可以通过密封螺栓410与抽气口440之间的螺纹间隙对密封腔400进行抽真空。若安装密封螺栓410时未安装密封圈430，则需要先将密封圈430安装在抽气口440外的密封槽内。

S2：将抽真空工装的接头安装到反作用飞轮组件的密封腔400的连接部420上，并将抽真空工装的真空口120与真空源连接；连接后的抽真空工装与反作用飞轮组件的剖视图如图7所示，此时批头220在弹簧的压力下，旋转一圈即可使批头220与密封螺栓410的头部嵌合，可以通过旋转批头220带动密封螺栓410转动。

S3：启动真空源通过抽真空工装对反作用飞轮组件的密封腔400进行抽真空，直至密封腔400内的真空度达到需要的值；

S4：将磁性扳手300抵在抽真空工装的壳体100外，向密封螺栓410拧紧方向旋转磁性扳手300一定圈数；由于批头220与磁性扳手300之间未直接机械连接，无法通过力的反馈来感受密封螺栓410是否拧紧，所以宜靠磁性扳手300的旋转圈数来保证密封螺栓410的拧紧，拧紧后的密封螺栓410的螺栓头与密封圈430紧密贴合，实现对密封腔400的完全密封。

S5：将抽真空工装从反作用飞轮组件上拆除。

上述的反作用飞轮组件及其抽真空方法，通过磁力传递力矩的抽真空工装实现气密状态下密封螺栓410的拧紧，使采用密封螺栓410对密封腔400进行密封形成可能。采用密封螺栓410进行密封的密封腔400，气密性更好，不容易漏气，保证密封腔400内真空度，保证测试数据的准确性，同时避免反作用飞轮轴承及润滑油脂发生氧化。同时抽真空过程中避免采用夹抽气铜管的不可恢复的密封方式，抽真空工装可以重复使用，且与密封腔400之间采用可拆卸连接，可以避免焊接及解焊时的繁琐步骤，以及避免焊或接解焊过程中产生的余料对密封腔400内部造成污染。

需要注意的是，在本发明的描述中，如有涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系的，均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一或第二等的，只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种抽真空工装，用于密封腔体的抽真空，其特征在于，包括：

壳体(100)，一端设置有用于与需要被抽真空的腔体可拆卸连接的的接口，周侧设置有用于连接真空源的真空口(120)；

磁性传递轴(200)，转动设置于所述壳体(100)内；

批头(220)，头部朝向所述接口方向，底部与所述磁性传递轴(200)连接，可与所述磁性传递轴(200)同步转动；

磁性扳手(300)，一端设置有磁性头(310)；

其中，所述磁性传递轴(200)和所述磁性头(310)中的一件由永磁体制成，另一件由永磁体或可被磁化的材料制成，将所述磁性头(310)抵接在所述壳体(100)外，旋转所述磁性扳手(300)，在所述磁性传递轴(200)与所述磁性头(310)之间磁力的作用下，所述磁性传递轴(200)可随所述磁性扳手(300)一同转动。

2.根据权利要求1所述的抽真空工装，其特征在于，所述壳体(100)为圆柱形，所述圆柱形的壳体(100)的一底面开口形成所述接口，所述磁性传递轴(200)转动设置在所述壳体(100)的腔体的底部。

3.根据权利要求2所述的抽真空工装，其特征在于，所述磁性传递轴(200)由两个外径不相同的圆柱体构成，所述磁性传递轴(200)的宽端与所述壳体(100)的底面抵接，所述磁性传递轴(200)的窄端与所述批头(220)的底部连接。

4.根据权利要求2所述的抽真空工装，其特征在于，所述磁性头(310)具有一个光滑的平面，使用时将所述磁性头(310)的平面抵接于所述壳体(100)的外部底面。

5.根据权利要求1所述的抽真空工装，其特征在于，所述批头(220)通过连接套筒(210)与所述磁性传递轴(200)连接，所述磁性传递轴(200)朝向所述接口的一端设置有凹槽，所述连接套筒(210)的一端通过所述凹槽与所述磁性传递轴(200)固定连接，所述批头(220)的底部截面为多边形，所述连接套筒(210)设置有与所述批头(220)的底部匹配的多边形通孔，所述批头(220)的底部穿设于所述多边形通孔内实现与所述磁性传递轴(200)的同步转动。

6.根据权利要求5所述的抽真空工装，其特征在于，所述批头(220)与所述磁性传递轴(200)之间设置有弹性件(230)，所述弹性件(230)设置于所述多边形通孔内。

7.根据权利要求1所述的抽真空工装，其特征在于，所述接口处设置有连接法兰(110)。

8.一种反作用飞轮组件，包括密封腔(400)以及转动设置于所述密封腔(400)内的反作用飞轮，所述密封腔(400)设置有抽气口(440)，其特征在于，所述抽气口(440)具有内螺纹，所述抽气口(440)的周侧设置有密封圈(430)及用于连接根据权利要求1至7任一项所述的抽真空工装的连接部(420)，所述抽气口(440)可旋入密封螺栓(410)使所述密封腔(400)完全密封。

9.根据权利要求8所述的反作用飞轮组件，其特征在于，所述连接部(420)为设置于所述抽气口(440)周侧的环状凸台，所述环状凸台的端面上等间距分布有多个螺栓孔。

10.一种根据权利要求8或9所述的反作用飞轮组件的抽真空方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将密封螺栓(410)以不拧紧的状态安装到反作用飞轮组件的抽气口(440)上；

S2：将抽真空工装的接口安装到反作用飞轮组件的密封腔(400)的连接部(420)上，并将抽真空工装的真空口(120)与真空源连接；

S3：启动真空源通过抽真空工装对反作用飞轮组件的密封腔(400)进行抽真空，直至密封腔(400)内的真空度达到需要的值；

S4：将磁性扳手(300)抵在抽真空工装的壳体(100)外，向密封螺栓(410)拧紧方向旋转磁性扳手(300)一定圈数；

S5：将抽真空工装从反作用飞轮组件上拆除。