专利名称：一种柔性热管疲劳试验设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种疲劳试验设备，特别是可以对柔性热管的柔性段进行疲劳试验的设备。
技术背景 柔性热管是由两段刚性段中间连接一段柔性段组成的热管，柔性段由金属软管作管壳，管壳内有柔性管芯。利用柔性段可弯曲能力可以解决刚性热管难以解决的问题，如冷热端需要相对移动或振动的场合。在我国探月二期工程的热控设计中，对此类热管有需求。通常柔性热管结构由蒸发器、刚性管、柔性管和冷凝器等组成，其中柔性管及较短的一段称为柔性段A，其余称为刚性段。柔性热管还可以根据形状分为直线形柔性热管和异形柔性热管。柔性热管疲劳试验实现动作的状态为柔性段在固定最大摆动角度±5°进行往复摆动，摆动中心为柔性段与刚性段连接处中心位置。柔性热管是航天器热控设计中的特殊设备，柔性热管的柔性段，由于在空间应用中有相对位移或振动，这些对其机械性能及传热能力有影响，因此，需要对柔性热管进行疲劳试验，以检验不同规格尺寸的柔性热管经过疲劳试验后机械性能及热性能是否满足技术要求。经检索，在国内外未见能进行柔性热管疲劳试验的相关设备报道。
实用新型内容本实用新型的目的是，克服现有技术的不足，提供一种柔性热管疲劳试验设备。本实用新型的技术解决方案是，一种柔性热管疲劳试验设备，包括试验台和控制机柜两部分；其中，试验台包括试验台机柜、台架和试验机构；试验台机柜是支撑试验台的基础；试验机构安装在台架上，用于柔性热管的固定和往复摆动；台架安装在试验台机柜上部，并能调整固定被测试柔性热管的刚性段部分；控制机柜用于对试验台的控制；所述试验机构包括刚性段调整梁、刚性段夹具组件、转轴组件、2根摆杆、柔性段夹具组件、曲柄连杆组件、直线导轨滑块组件、步进电机、第一弹性联轴器、直线轴承组件、主连接块、齿轮组组件和第二弹性联轴器；刚性段夹具在刚性段调整梁上调整安装后，将刚性段调整梁安装在台架上，用于不同尺寸直线形柔性热管进行位置的调整安装；位于摆杆上的柔性段夹具组件将柔性热管的柔性段调整固定；所述步进电机通过第二弹性联轴器与齿轮组组件中的小齿轮连接；齿轮组组件中的大齿轮通过第一弹性联轴器与曲柄连杆组件中的曲柄连接，曲柄连杆组件中的连杆通过主连接块与直线导轨滑块组件中的滑块连接，这样通过步进电机的转动实现滑块在直线导轨上直线往复运动；2根摆杆的一端分别固定在各自的转轴组件上并可按摆动中心自由转动，摆杆另一端插入到直线轴承组件中，摆杆可在直线轴承中自适应的滑动；每组直线轴承组件通过轴承安装在滑块上部的主连接块上，可以自由转动。所述齿轮组组件的传动比i = 5。[0009]在所属试验机构外，采用透明有机玻璃板和护罩固定板，遮盖整个试验机构的运动零部件。本实用新型中，柔性热管疲劳试验摆动动作的实现过程步进电机通过弹性联轴器与齿轮组组件中的小齿轮连接；齿轮组组件中的大齿轮通过弹性联轴器与曲柄连杆组件中的曲柄连接，曲柄连杆组件中的连杆与直线导轨滑块组件中的滑块连接，这样通过步进电机的转动实现滑块在直线导轨上直线往复运动。摆动机构中的摆杆(每组2根一端分别固定在各自的转轴组件上并可按摆动中心自由转动，摆杆另一端插入到直线轴承组件(每组2件中，摆杆可在直线轴承中自适应的滑动；每组直线轴承组件通过轴承安装在滑块上部的主连接块上，可以自由转动。通过以上机构，步进电机的转动实现滑块在直线导轨上直线往复运动,带动摆杆按摆动中心进行往复摆动。本实用新型的原理是，控制步进电机的转动使对心曲柄滑块机构中的曲柄连杆带动滑块在直线导轨上往复直线运动，使摆动机构按摆动中心做固定角度的摆动运动。柔性 热管柔性段固定在摆动机构上进行往复摆动，从而使柔性热管进行疲劳试验。本实用新型的有益效果I.本实用新型通过在试验机构中增加摆动机构，实现了柔性热管柔性段管的疲劳试验。对不同形状、不同尺寸柔性热管的柔性段和刚性段方便固定拆卸，刚性固定不易脱
落，安全可靠。2.本实用新型通过试验机构中采用对心曲柄滑块机构和摆动机构结构，实现了较小往复摆动角度，较精确地完成柔性热管的疲劳试验。本试验目前使用固定最大摆动角度±5°，并且精度极高(根据三角函数关系，尺寸变化时越小角度变化越小，即角度越精确)。3.本实用新型通过试验机构中摆动机构，使柔性热管疲劳试验功能扩展性强，根据三角函数关系改变柔性热管摆动中心可实现不同摆动角度，或改变曲柄、连杆尺寸可实现不同摆动角度。4.本实用新型通过控制系统保证数据传输、通信接口等辅助功能，防止误操作，保障了操作者的人身安全，同时确保不污染环境(主要指噪音)。
图I为本实用新型的示意图；图2为本实用新型试验机构的主视图；图3为本实用新型试验机构的俯视图；图4为本实用新型试验机构的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图2所示，本实用新型的一种柔性热管疲劳试验设备，包括试验台和控制机柜2两部分；其中，试验台包括试验台机柜3、台架4和试验机构5 ;试验台机柜3是支撑试验台的基础；试验机构5安装在台架4上，用于柔性热管的固定和往复摆动；台架4安装在试验台机柜3上部，并能调整固定被测试柔性热管的刚性段部分；控制机柜2用于对试验台的控制。如图3、4所示，所述试验机构5包括刚性段调整梁9、刚性段夹具组件10、转轴组件11、2根摆杆12、柔性段夹具组件13、曲柄连杆组件14、直线导轨滑块组件15、步进电机16、第一弹性联轴器17、直线轴承组件18、主连接块19、齿轮组组件22和第二弹性联轴器23。刚性段夹具10在刚性段调整梁9上调整安装后，将刚性段调整梁9在台架4上调整安装，用于不同尺寸的直线形柔性热管进行位置的调整安装。位于摆杆12上的柔性段夹具13将柔性热管的柔性段调整固定。这样就实现了不同尺寸柔性热管的安装固定牢固可靠，方便安装拆卸和调整。步进电机16通过第二弹性联轴器23与齿轮组组件22中的小齿轮22_1连接；齿轮组组件22中的大齿轮22-2通过第一弹性联轴器17与曲柄连杆组件14中的曲柄14_1连接，曲柄连杆组件14中的连杆14-2通过主连接块19与直线导轨滑块组件15中的滑块·15-2连接，这样通过步进电机16的转动实现滑块15-2在直线导轨15-1上直线往复运动。2根摆杆12的一端分别固定在各自的转轴组件11上并可按摆动中心自由转动，2根摆杆12的另一端插入到直线轴承组件18中，摆杆12可在直线轴承18-1中自适应的滑动；每组直线轴承组件18通过轴承安装在滑块15-2上部的主连接块19上，可以自由转动。上述机构实现了 I根直线形柔性热管的固定和往复摆动疲劳试验，当需要同时对多根柔性热管进行疲劳试验时，可在直线导轨滑块组件15中的其余3块滑块15-2上部各自安装I块副连接块21，并通过连块杆20连接，实现4块滑块件26在直线导轨件25上相同状态的直线往复运动。每个滑块15-2对应一组摆动机构和刚性段固定机构，这样就实现了 4根直线形柔性热管的固定和往复摆动疲劳试验。本实用新型中包含大量的运动部件，为保证操作人员的安全，用透明有机玻璃板组合成的护罩组件，将整个试验机构5的运动零部件遮挡起来，并不影响对部件运动情况
的查看。热管安装后的疲劳试验操作过程是设备通电开机后，打开柔性热管疲劳试验专业软件，设置此次试验热管编号、摆动频率、摆动次数、数据保存位置等信息后，即可运行开始试验；试验后，在软件界面上，可显示查询本次试验热管编号、摆动频率、摆动次数、试验具体时间等信息。本实用新型进行柔性热管疲劳试验工作时，将不同形状、不同尺寸柔性热管刚性段、柔性段分别调整固定，设备通电开机后设置参数，运行后设备自动完成柔性热管的疲劳试验。本实用新型的准备时间短，操作安全简单方便，自动化程度高、效率高。本实施例实现的具体指标如表I所示。可以看出试验的摆动角度精度高、模拟试验质量闻。表I柔性热管疲劳试验技术指标
权利要求1.一种柔性热管疲劳试验设备，其特征在于包括试验台和控制机柜(2);其中，试验台包括试验台机柜(3)、台架(4)和试验机构(5);试验台机柜(3)是支撑试验台的基础；试验机构(5)安装在台架(4)上，用于柔性热管的固定和往复摆动；台架(4)安装在试验台机柜(3)上部，并能调整固定被测试柔性热管的刚性段部分；控制机柜(2)用于对试验台的控制；所述试验机构(5)包括刚性段调整梁(9)、刚性段夹具组件(10)、转轴组件(11)、2根摆杆(12)、柔性段夹具组件(13)、曲柄连杆组件(14)、直线导轨滑块组件(15)、步进电机(16)、第一弹性联轴器(17)、直线轴承组件(18)、主连接块(19)、齿轮组组件(22)和第二弹性联轴器(23);刚性段夹具(10)在刚性段调整梁(9)上调整安装后，将刚性段调整梁(9)安装在台架(4)上，用于不同尺寸直线形柔性热管进行位置的 调整安装；位于摆杆(12)上的柔性段夹具组件(13)将柔性热管的柔性段调整固定；所述步进电机(16)通过第二弹性联轴器(23)与齿轮组组件(22)中的小齿轮(22-1)连接；齿轮组组件(22)中的大齿轮(22-2)通过第一弹性联轴器(17)与曲柄连杆组件(14)中的曲柄(14-1)连接，曲柄连杆组件(14)中的连杆(14-2)通过主连接块(19)与直线导轨滑块组件(15)中的滑块(15-2)连接，这样通过步进电机(16)的转动实现滑块(15-2)在直线导轨(15-1)上直线往复运动；2根摆杆(12)的一端分别固定在各自的转轴组件上(11)并可按摆动中心自由转动，2根摆杆(12)的另一端插入到直线轴承组件(18)中，摆杆(12)可在直线轴承(18-1)中自适应的滑动；每组直线轴承组件(18)通过轴承安装在滑块(15-2)上部的主连接块(19)上，可以自由转动。
2.根据权利要求I的一种柔性热管疲劳试验设备，其特征在于所述齿轮组组件(22)的传动比i = 5。
3.根据权利要求I或2的一种柔性热管疲劳试验设备，其特征在于采用透明有机玻璃板和护罩固定板，遮盖所述试验机构(5)的运动零部件。
专利摘要本实用新型公开的一种柔性热管疲劳试验设备，包括试验台和控制机柜(2)；其中，试验台包括试验台机柜(3)、台架(4)和试验机构(5)；试验台机柜(3)是支撑试验台的基础；试验机构(5)安装在台架(4)上，用于柔性热管的固定和往复摆动；台架(4)安装在试验台机柜(3)上部，并能调整固定被测试柔性热管的刚性段部分；控制机柜(2)用于对试验台的控制。本实用新型通过在试验机构中增加摆动机构，实现了柔性热管柔性段管的疲劳试验。对不同形状、不同尺寸柔性热管的柔性段和刚性段方便地固定拆卸，刚性固定不易脱落，安全可靠。同时，采用对心曲柄滑块机构和摆动机构，实现了较小往复摆动角度，较精确地完成柔性热管的疲劳试验。
文档编号G01M13/00GK202793776SQ20122043750
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者李兴宝, 李强, 盛君, 宗文波, 苗建印, 张红星 申请人:北京星达科技发展有限公司