CN204592025U - 一种高隔热性能轴套装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于控制舵轴套技术领域，具体涉及一种通过减少与高温舵轴接触面积、阻隔传热路径或延缓传热时间的方式，克服传统设计中热量通过舵轴到轴套，轴套再传递到轴承上的问题，满足高超声速飞行器在临近空间的隔热需求的高隔热性能轴套装置；包括舵轴(1)、轴套(2)、轴承(3)、销钉(4)、槽(5)及隔热环(6)，其中所述轴套(2)套于舵轴(1)外侧，轴套(2)内表面开有槽(5)，槽(5)中设有隔热环(6)，所述隔热环(6)的外径小于轴套(2)内径，轴套(2)外侧设有轴承(3)，轴承(3)下端设有贯穿舵轴(1)和轴套(2)的销钉(4)。
Description
技术领域
本发明属于控制舵轴套技术领域，具体涉及一种高隔热性能轴套装置。
背景技术
一种用于控制舵连接部位的传统轴套设计方案，如图1所示，轴套2外圈与轴承3内圈通过过盈配合卡死，轴承3内圈与舵轴1外圈接触，通过销钉4传递扭矩，从而实现舵轴1、轴套2整体相对轴承3外圈转动。轴套在该设计中用于轴向定位，安装轴承、摇臂等连接件和传动件，同时起保护舵轴，辅助承担弯曲、扭转和接触挤压载荷的作用。
舵轴连接部位的设计在临近空间高超声速飞行器上遭遇了新的挑战。临近空间高超声速飞行器控制舵面临长时间、高热流的气动加热状态，为了适应机械强度要求和防热要求，舵轴设计时通常采用C/C等耐高温非金属材料或耐高温合金材料，导热系数通常较大(101～102kW/m2量级)，热量迅速通过舵体－舵轴－轴套的传热路径传递到轴承等内部不耐温金属结构，导致轴承机械强度下降，甚至受热膨胀卡死，引起舵转动卡滞，舵面控制失效。
本发明提出一种新型低接触高隔热性能轴套装置，用于解决或缓解上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种通过减少与高温舵轴接触面积、阻隔传热路径或延缓传热时间的方式，克服传统设计中热量通过舵轴到轴套，轴套再传递到轴承上的问题，满足高超声速飞行器在临近空间的隔热需求的高隔热性能轴套装置。
本发明所采用的技术方案是：
一种高隔热性能轴套装置，包括舵轴1、轴套2、轴承3、销钉4、槽5 及隔热环6，其中所述轴套2套于舵轴1外侧，轴套2内表面开有槽5，槽5中设有隔热环6，所述隔热环6的外径小于轴套2内径，轴套2外侧设有轴承3，轴承3下端设有贯穿舵轴1和轴套2的销钉4。
所述隔热环6沿环向分割成七块，每块分体安装的隔热环安装块长宽尺寸小于轴套2内径，所述最后一个分体安装的隔热环安装块607内圈长度大于外圈长度。
本发明的有益效果是：
1.相比传统轴套，本轴套减少了金属材料与舵轴高温部位的直接接触面积，从而阻断了热量向轴承等有隔热需求的部位的传递；
2.采用隔热环嵌入轴套内面的开槽，避免形成空腔辐射，进一步减少了热量的传递。通过三维温度场计算，该新型轴套应用于典型临近空间高超声速飞行器舵轴部位，在加热时间不超过1000秒的前提条件下，可降低轴承温度超过50℃；
3.隔热环采用一体成型、分体安装的方式嵌入，加工简单，安装方便，质量轻巧，成本较低，易于实现。
附图说明
图1是一种用于控制舵连接部位的传统轴套设计方案；
图2为本实用新型所提供的一种低接触高隔热性能轴套装置附近结构剖视图；
图3为本实用新型所提供的隔热环一体成型后外观示意图；
图4为本实用新型所提供的隔热环分体示意图；
图5为本实用新型所提供的隔热环逐块安装示意图；
图中：1、舵轴；2、轴套；3、轴承；4、销钉；5、槽；6、隔热环；601～607、分体安装的隔热环安装块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种进行介绍：
一种高隔热性能轴套装置，包括舵轴1、轴套2、轴承3、销钉4、槽5及隔热环6，其中所述轴套2套于舵轴1外侧，轴套2内表面开有槽5，槽5中设有隔热环6，所述隔热环6的外径小于轴套2内径，轴套2外侧设有轴承3，轴承3下端设有贯穿舵轴1和轴套2的销钉4。
所述隔热环6沿环向分割成七块，每块分体安装的隔热环安装块长宽尺寸小于轴套2内径，所述最后一个分体安装的隔热环安装块607内圈长度大于外圈长度。
在传统轴套内面开一圈槽，位置对应于轴承等不耐温部件的安装位置，高度应高于轴承内圈高度。在槽内嵌入安装刚性隔热环(导热系数10-2～10-1kW/m2量级)。
所述的刚性隔热环为一体成型环套，为了便于嵌入安装，沿环向适当分割成若干安装块后逐块进行装配。
如图2所示，高温合金轴套2包裹住C/C材料舵轴1，通过销钉4传递扭矩。轴套2内表面开槽5，位置对应于轴承3的安装位置，槽5高度略大于轴承3内圈高度。槽5内嵌入式填充安装刚性陶瓷隔热环6。
如图3、图4、图5所示，隔热环6为一体成型环套。由于隔热环6需要嵌入安装在轴套2内壁开槽5中，而隔热环6外径小于轴套2内径，因此为了安装方便，将隔热环6沿环向分隔成若干安装块601～607，逐块安装到槽5内，每块安装块长宽尺寸应小于轴套2内径。最后一个安装块607内圈长度应大于外圈长度，保证沿径向从内向外安装时能推动安装到位。
装配时首先将轴承3装配到轴套2上，然后将安装块601～607逐块安装到槽5中，最后将舵轴1插入轴套2中，穿上销钉4。槽5减少了轴套金属部分与高温舵轴的直接接触面积，隔热环6起到填充空间、避免空腔辐射的作用。通过该槽-隔热环组合，阻隔了热量沿舵轴、轴套径向传递的路径，而 将热量沿轴向向下疏导，从而保护了轴承等不耐温部件，并且减小了舵轴的温度梯度，显著降低了舵转动发生卡滞的风险。
Claims (2)
1.一种高隔热性能轴套装置，其特征在于：包括舵轴(1)、轴套(2)、轴承(3)、销钉(4)、槽(5)及隔热环(6)，其中所述轴套(2)套于舵轴(1)外侧，轴套(2)内表面开有槽(5)，槽(5)中设有隔热环(6)，所述隔热环(6)的外径小于轴套(2)内径，轴套(2)外侧设有轴承(3)，轴承(3)下端设有贯穿舵轴(1)和轴套(2)的销钉(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高隔热性能轴套装置，其特征在于：所述隔热环(6)沿环向分割成七块，每块分体安装的隔热环安装块长宽尺寸小于轴套(2)内径，所述最后一个分体安装的隔热环安装块(607)内圈长度大于外圈长度。
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| CN201520068879.3U CN204592025U (zh) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 一种高隔热性能轴套装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108708913A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-10-26 | 贵州航天控制技术有限公司 | 一种阻止热量向阻尼器传导的方法及结构 |
| CN113739649A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-12-03 | 上海机电工程研究所 | 伸缩鸭舵舱体间隙的热防护装置 |
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| CN108708913B (zh) * | 2018-07-16 | 2023-09-12 | 贵州航天控制技术有限公司 | 一种阻止热量向阻尼器传导的方法及结构 |
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