一种反作用机械飞轮测试装置

1.本实用新型涉及一种反作用机械飞轮测试装置。


背景技术：

2.反作用机械飞轮是卫星姿态控制的重要执行机构，其往往包括由底座和顶盖焊接而成的飞轮本体上，底座和顶盖之间形成有密封腔体，密封腔体内部设置惯量转动体。反作用机械飞轮通过惯量转动体旋转产生反作用力矩。由于惯量转动体处于反作用飞轮的密封腔体内，其高速旋转时会受到反作用飞轮中密封腔体内的真空度影响，因此对反作用飞轮内部的密封腔真空度提出要求。
3.目前反作用机械飞轮的地面测试一般将飞轮体本体内放置惯量转动体的密封容腔抽真空，保证飞轮本体内部的密封腔达到一定真空度，这样飞轮本体在测试时，只能在密封容腔保持密封的状态下测试，此时，由于惯量转动体位于密封容腔内部，因此无法实时的测试惯量转动体的转动状态。且飞轮在地面测试过程中，一旦测试存在问题，就需要对焊接密封的飞轮重新熔开，解决问题后需要重新更换焊接件，再做焊接密封处理，并需要重新更换飞轮上的抽气嘴，这样在操作和测试上都比较繁琐。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种结构简单、使用方便的反作用机械飞轮测试装置，该反作用机械飞轮测试装置可以在飞轮的密封腔体敞开的状态下，对反作用机械飞轮的转动体进行各项测试。
5.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种反作用机械飞轮测试装置，用于测试反作用机械飞轮，其中反作用机械飞轮包括底座和顶盖，底座和顶盖之间形成有密封腔体，密封腔体内部设置转动体，其特征在于包括：
6.测试平台；
7.设置在测试平台上的内部形成由真空腔的真空盒，真空盒上设有抽气口和与抽气口密封连接的抽气阀；
8.真空泵，真空泵通过抽气管与抽气阀连接，用于将真空盒的真空腔内抽真空；
9.待测飞轮安装座组件，设置在真空盒的真空腔内，用于固定反作用机械飞轮的底座及设置在底座上的转动体；
10.轴力矩测量组件，设置在真空盒的真空腔内，与反作用机械飞轮上的转动体连接，用于测试转动体的转轴力矩；
11.转速测量组件，设置在真空盒的真空腔内，用于测试转动体的转速；
12.转子轴温度测量组件，设置在真空盒的真空腔内，用于测试转动体的转轴温度；
13.对反作用机械飞轮进行测试时，仅将反作用机械飞轮的底座和设置在底座上的转动体固定在待测飞轮安装座组件上，顶盖不安装使得反作用机械飞轮的密封腔体处于敞开状态。
14.作为改进，本实用新型还包括与轴力矩测量组件、轴力矩测量组件和转子轴温度测量组件通信连接的显示组件。
15.作为优选，所述真空盒包括真空盒底座，与真空盒底座密封连接的真空盒顶盖，真空盒顶盖上设有玻璃观察窗。
16.再改进，所述真空盒上连接有用于显示真空腔内压力数据的真空压力计。
17.再改进，本实用新型还包括控制器，所述真空盒密封连接有航插连接口，密封设置在真空盒内的待测的反作用机械飞轮通过航插连接口与所述控制器电连接。
18.作为优选方案，所述轴力矩测量组件包括两根支撑架、滑动导轨、滑块、力矩传感器安装架、力矩传感器、转接轴、弹性联轴器和滑块固定螺丝；所述力矩传感器通过弹性联轴器和转接轴与待测反作用机械飞轮上的转动体的转轴相连，力矩传感器固定在力矩传感器安装架上，所述两根支撑架固定在待测飞轮安装座组件两侧，所述两根支撑架上设有竖直设置的滑动导轨，力矩传感器安装架的两端分别通过滑块滑动连接在滑动导轨上，通过滑块在滑动导轨上滑动来调节力矩传感的高度位置，使力矩传感器适用于不同高度的待测反作用机械飞轮的转动体的转轴测试，滑块位置调整好后通过滑块固定螺丝固定在滑动导轨上。
19.作为优选方案，所述转速测量组件包括转速测量底座、竖直支撑导向轴、第一固定夹、第二固定夹、水平导向轴、转速传感器安装板和转速传感器，其中转速传感器安装在转速传感器安装板上，转速传感器安装板通过第一固定夹固定在水平导向轴上，水平导向轴通过第二固定夹固定在竖直支撑导向轴上，竖直支撑导向轴通过转速测量底座固定在真空盒内，转速传感器的水平位置通过第一固定夹调节，转速传感器的竖直位置通过第二固定夹调节。
20.作为优选方案，转子轴温度测量组件包括温度传感器支撑架、转接板、转轴、温度传感器安装板以及温度传感器；其中温度传感器通过螺母固定在温度传感器安装板上，通过螺母调节传感器的伸出长度，转接板两端通过转轴分别连接温度传感器支撑架和温度传感器安装板，通过转轴调节传感器的角度及位置，温度传感器支撑架固定在真空盒内上。
21.作为优选方案，待测飞轮安装座组件包括待测飞轮安装板和与待测飞轮安装板连接的隔振器。
22.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：可以在飞轮体密封腔体敞开的状态下对待测飞轮的转动体进行转速、力矩及温度测试，能及时准确的发现故障问题，能够有效的节约研制时间，待各项测试没问题后再对待测飞轮的底座和顶盖经行焊接密封，有效的节约了操作时间和研制成本。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例中反作用机械飞轮测试装置的立体结构示意图(隐藏内部部件)。
24.图2为本实用新型实施例中反作用机械飞轮测试装置的立体结构示意图(显示内部部件)。
25.图3为本实用新型实施例中真空盒的立体结构示意图。
26.图4为本实用新型实施例中真空盒内部部件的立体结构示意图。
27.图5为本实用新型实施例中待测飞轮安装座组件的立体结构示意图。
28.图6为本实用新型实施例中轴力矩测量组件的立体结构示意图。
29.图7为本实用新型实施例中转速测量组件的立体结构示意图。
30.图8为本实用新型实施例中转子轴温度测量组件的立体结构示意图。
具体实施方式
31.以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
32.如图1、2所示的反作用机械飞轮测试装置，用于测试反作用机械飞轮，一般反作用机械飞轮包括底座和顶盖，底座和顶盖之间通常通过焊接进行密封连接，底座和顶盖之间形成有密封腔体，密封腔体内部设置转动体。
33.上述反作用机械飞轮测试装置包括：
34.测试平台1；
35.设置在测试平台1上的内部形成有真空腔的真空盒2，真空盒2上设有抽气口和与抽气口密封连接的抽气阀21；
36.真空泵3，真空泵3通过抽气管与抽气阀21连接，用于将真空盒2的真空腔内抽真空；
37.待测飞轮安装座组件4，设置在真空盒2的真空腔内，用于固定反作用机械飞轮的底座及设置在底座上的转动体；
38.轴力矩测量组件5，设置在真空盒2的真空腔内，与反作用机械飞轮上的转动体连接，用于测试转动体的转轴力矩；
39.转速测量组件6，设置在真空盒2的真空腔内，用于测试转动体的转速；
40.转子轴温度测量组件7，设置在真空盒2的真空腔内，用于测试转动体的转轴温度；
41.与轴力矩测量组件5、轴力矩测量组件5和转子轴温度测量组件7通信连接的显示组件9；
42.控制器8，真空盒2密封连接有航插连接口26，密封设置在真空盒内的待测的反作用机械飞轮通过航插连接口26与控制器8电连接；同时轴力矩测量组件5中的力矩传感器、转速测量组件6中的转速传感器和转子轴温度测量组件7中的温度传感器均与通过航插连接口26与控制器8电连接，显示组件9也与控制器8电连接；
43.对反作用机械飞轮进行测试时，仅将待测反作用机械飞轮的底座101和设置在底座上的转动体102固定在待测飞轮安装座组件4上，顶盖不安装使得反作用机械飞轮的密封腔体处于敞开状态。
44.本实施例中，所述真空盒2包括真空盒底座25，与真空盒底座密封连接的真空盒顶盖22，真空盒顶盖22通过螺钉固定于真空盒底座25上，真空盒顶盖22与真空盒底座25通过密封圈密封，内部形成真空腔体；真空盒顶盖22上设有玻璃观察窗23，真空盒顶盖22上还连接有用于显示真空腔内压力数据的真空压力计24，参见图3所示。
45.所述待测飞轮安装座组件4包括待测飞轮安装板41和与待测飞轮安装板连接的隔振器42，待测反作用机械飞轮的底座101安装在待测飞轮安装板41上，待测反作用机械飞轮的转动体102安装在待测反作用机械飞轮的底座101上，待测飞轮安装座组件4整体安装在真空盒2内部，即飞轮安装板41通过隔振器42设置在真空盒底座25上，参见图4、5所示。
46.所述轴力矩测量组件5包括两根支撑架51、滑动导轨52、滑块53、力矩传感器安装架54、力矩传感器55、转接轴56、弹性联轴器57和滑块固定螺丝58；所述力矩传感器55通过弹性联轴器57和转接轴56与待测反作用机械飞轮上的转动体102的转轴相连，力矩传感器55固定在力矩传感器安装架54上，所述两根支撑架51固定在待测飞轮安装座组件4两侧，所述两根支撑架51上设有竖直设置的滑动导轨52，力矩传感器安装架54的两端分别通过滑块53滑动连接在滑动导轨52上，通过滑块53在滑动导轨52上滑动来调节力矩传感55的高度位置，使力矩传感器适用于不同高度的待测反作用机械飞轮的转动体的转轴测试，滑块53位置调整好后通过滑块固定螺丝58固定在滑动导轨52上，参见图4、6所示。
47.所述转速测量组件6包括转速测量底座61、竖直支撑导向轴62、第一固定夹63、第二固定夹64、水平导向轴65、转速传感器安装板66和转速传感器67，其中转速传感器67安装在转速传感器安装板66上，转速传感器安装板66通过第一固定夹63固定在水平导向轴65上，水平导向轴65通过第二固定夹64固定在竖直支撑导向轴62上，竖直支撑导向轴通过转速测量底座固定在真空盒2内，转速传感器的水平位置通过第一固定夹调节，转速传感器的竖直位置通过第二固定夹调节，参见图4、7所示。
48.所述转子轴温度测量组件7包括温度传感器支撑架71、转接板72、转轴73、温度传感器安装板74以及温度传感器75；其中温度传感器75通过螺母76固定在温度传感器安装板74上，通过螺母76调节温度传感器75的伸出长度，转接板72两端分别通过两个转轴73连接温度传感器支撑架71和温度传感器安装板74，通过两个转轴73调节温度传感器75的角度及位置，温度传感器支撑架71固定在真空盒2内，即温度传感器支撑架71固定设置在真空盒底座25上，参见图4、8所示。
49.本实用新型将真空盒、控制器和真空泵集成于同一工作台上，结构紧凑，集成度高，便于安装和测试。与传统的机械飞轮密封测试需要经常进行焊接密封操作相比，本实用新型可以在飞轮体敞开的状态下对飞轮转动体进行各项测试，测试各项没问题后再对飞轮进行焊接密封，有效的节约了操作时间和研制成本。与传统的测试发现问题再打开飞轮查找故障相比，本实用新型能实时测量机械飞轮转子转速、力矩及温度情况，且能通过显示组件进行直观显示，能及时准确的发现故障问题，能够有效的节约研制时间。本实用新型的测试装置可以适用于不同型号的飞轮测试，可以反复使用，且操作方便，结构可靠，成本较低。