(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211075757.8 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 天津大学 地址 300350 天津市津南区海河教育园区 雅观路13 5号天津大 学北洋园校区 (72)发明人 崔玉红　李仁杰　冯昱龙　 (74)专利代理 机构 北京嘉途睿知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11793 专利代理师 彭成 (51)Int.Cl. G01N 3/56(2006.01) G01N 3/02(2006.01) F16J 15/06(2006.01) (54)发明名称 一种真空滚 筒磨损实验 装置 (57)摘要 本发明提供真空滚筒磨损实验装置， 包括真 空磨损装置、 传动支撑结构以及传动轴， 所述传 动支撑结构包括支撑筒体以及设置在所述支撑 筒体右侧端部密封所述支撑筒体所组成的腔体 的支撑端盖， 所述真空磨损装置设置在所述支撑 筒体与所述支撑端盖所包围的腔体内， 所述传动 支撑结构通过传动轴 与所述真空磨损装置连接， 通过设置传动支撑结构使得真空磨损装置可以 与外界电机连接， 形成滚筒实验装置， 开发真空 滚筒粉尘磨损实验装置可以进行长时间的滚筒 磨损实验， 符合真实情况下引起随机磨损的特 征， 同时满足了真空和滚筒磨损两个要求， 可 以 模拟出长时间工作情况下的随机性和均匀性的 磨损， 能够再现模拟空间环境。 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 CN 115452636 A 2022.12.09 CN 115452636 A 1.一种真空滚筒磨损实验装置， 其特征在于， 包括真空磨损装置、 传动支撑结构以及传 动轴， 所述真空磨损装置由真空磨损筒和端盖组成， 所述端盖包括端盖主体以及突出设置 在所述端盖主体一侧的塞体， 所述塞体的半径小于所述端盖主体的半径并与所述端盖主体 同心设置， 所述塞体至少部 分的设置于所述真空磨损筒内， 所述端盖上还设置有真空阀门， 所述真空阀门可以与真空泵可拆卸 连接， 通过真空阀门可以将真空磨损筒内抽至 ‑1Mpa的 真空； 所述端盖主体上位于所述塞体的外圆周面外侧设置有密封部， 所述塞体为圆柱状塞 体， 所述塞体的半径小于等于所述真空磨损筒的半径， 所述密封部与所述真空磨损筒的开 口端一侧端面配合以使所述端盖密封所述真空磨损筒的开口端。 2.根据权利要求1所述的真空滚筒磨损实验装置， 其特征在于所述传动支撑结构包括 支撑筒体以及设置在所述支撑筒体右侧端部密封所述支撑筒体所组成的腔体的支撑端盖， 所述真空磨损装置 设置在所述支撑筒体与所述支撑端盖所包围的腔 体内， 所述传动支撑结 构通过传动轴与所述真空磨损装置连接 。 3.根据权利要求1所述的真空滚筒磨损实验装置， 其特征在于所述所述真空磨损装置 的真空磨损筒内可以加入 模拟的月尘。 4.根据权利要求2所述的真空滚筒磨损实验装置， 其特征在于所述支撑筒体左侧内壁 上设置有支撑凸台， 所述支撑凸台内设置有支撑轴孔， 所述支撑轴孔内固定设置有左转动 支撑轴承， 所述传动轴的左侧穿过所述转动支撑轴承， 所述支撑端盖的中心 开设有通孔， 右 转动支撑轴承设置在所述通孔内， 所述传动轴的右侧穿过所述右转动支撑轴承并可以与外 界的转动电机连接设置 。 5.根据权利要求1所述的真空滚筒磨损实验装置， 其特征在于所述端盖左端设置有橡 胶垫圈。 6.根据权利要求1所述的真空滚筒磨损实验装置， 其特征在于所述真空磨损筒内还设 置有轴孔， 所述传动轴穿过 所述轴孔， 并与所述轴孔 通过连接键相对固定 。 7.根据权利要求2所述的真空滚筒磨损实验装置， 其特征在于所述支撑筒体右侧端部 设置有支撑筒体开口， 所述支撑端盖密封所述支撑筒体开口。 8.根据权利要求2所述的真空滚筒磨损实验装置， 其特征在于所述支撑筒体采用铸造 工艺制成， 所述支撑筒体的外圈一端设置有左侧支架， 所述支撑筒体的外圈中央设置有中 央支架， 所述左侧支架以及中央支架围绕所述支撑筒体设置， 并在所述左侧支架以及中央 支架的底部固定设置有支撑底座。 9.根据权利要求8所述的真空滚筒磨损实验装置， 其特征在于所述支撑底座水平设置， 所述支撑底座在水平方向上的长度大于所述传动支撑结构在水平方向上的长度， 所述支撑 底座左右两端均设置有地脚螺 栓孔。 10.根据权利要求1所述的真空滚筒磨损实验装置， 其特征在于所述传动轴通过联轴器 外接微型齿轮 变速电机 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115452636 A 2一种真空滚筒磨损实验装 置 技术领域 [0001]本发明属于航空航天领域， 具体地涉及一种真空滚筒磨损实验 装置。 背景技术 [0002]月球表面覆盖着一层长期环境作用而形成的、 由岩石碎屑、 粉末、 角砾、 撞击玻璃 熔融物质组成的结构松散的混合物， 即月壤。 月壤颗粒直径以小于  1mm为主， 绝大部 分颗粒 直径在30 μm～1mm， 其中约10％～20％的颗粒直径小于20 μm， 这部分月壤称为月尘。 月尘具 有极细小、 形状不规则、 棱角尖锐、 易带电飘浮等特性， 导致月尘具有高磨损性和强粘附性， 易粘附于各种接触物体表面且难以清除， 从而给航天员健康和生命安全、 航天器可靠性和 安全性均造成了极大威胁， 对航天服磨损尤为 严重。 [0003]现有技术中1990年， JSC首先开展了模拟8小时月面活动的防护材料磨损情况滚筒 式旋转滚动磨损实验方法研究， 研究人员首先将五种候选材料分别制成圆筒 形试件以模拟 登月服腿部外防护层， 然后放入装有模拟月壤/  月尘的圆柱滚筒中进 行转动磨损实验。 8小 时实验后， 用电子扫描显微镜对材料进行外观检查， 并与Apollo  12号登月服样本进行比 对， 以此建立实验评价基准。 上述The  tumble test体积较大， 且整体装置进行旋转， 稳定性 较差， 同时无法进 行真空环境下的磨损实验。 基于上述缺陷， 本新型设计降低了总体的质量 和体积， 并且可以将磨损筒抽真空进行真空环境下单 的滚筒磨损实验， 另外本新型设计添 加了固定装置， 和传动装置， 可以由标准电机带动使用稳定性更好， 工作寿命更长 。 [0004]本发明首先要解决真空粉尘环境下下刚性/柔性设备的磨损防护测试问题， 利用 模拟的月尘进行宇航服的柔性织物的抗磨损性能以及月尘颗粒的附着特性的研究相关磨 损测试， 并对月尘颗粒对刚性材料的磨损进 行相关的测试， 通过滚筒实验装置， 可以模拟出 长时间工作情况下 的随机性和均匀 性的磨损， 在之后对磨损情况进行评价， 本申请使用真 空滚筒， 一方面利用真空的压差将滚筒自身实现密封， 另一方面可以将磨损筒抽真空进行 真空环境下的滚筒磨损实验， 由于真空环境下月尘颗粒的附着特性更贴近于本申请的刚 性/柔性设备 的磨损防护的实际使用情况， 因此本申请 中的真空滚筒磨损实验装置相对于 现有技术可以更真实的模拟进行真空环境下的磨损实验。 发明内容 [0005]为实现上述目的， 本发明采取的技 术方案为： [0006]本发明提供了一种真空滚筒磨损实验装置， 包括真空磨损装置、 传动支撑结构以 及传动轴， 所述真空磨损装置由真空磨损筒和端盖组成， 所述端盖包括端盖主体以及突出 设置在所述端盖主体一侧的塞体， 所述塞体的半径小于所述端盖主体的半径并与所述端盖 主体同心设置， 所述塞体至少部分的设置于所述真空磨损筒内， 所述端盖上还设置有真空 阀门， 所述真空阀门可以与真空泵可拆卸连接， 通过真空阀门可以将真空磨损筒内抽至 ‑ 1Mpa的真空； 所述端盖主体上位于所述塞体的外圆周面外侧设置有密封部， 所述塞体为圆 柱状塞体， 所述塞体的半径小于等于所述真空磨损筒的半径， 所述密封部与所述真空磨损说　明　书 1/6 页 3 CN 115452636 A 3