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成都航空职业技术学院技术服务助力杰出校友攻关中国空间站问天实验舱“追日”太空

日期:2022-07-27 16:17:00  文:航空装备制造产业学院  图:  审核:刘逸舲  编辑:曹潮   访问量:630

  724日,问天实验舱发射任务取得圆满成功。问天实验舱在我国航天器研制历程中创下多个新纪录,凝结着无数人的智慧与心血,成都航空职业技术学院也为其贡献了一份技术力量。问天实验舱大型太阳翼对日定向装置的阿尔法机构中所采用的“对构齿轮传动”,在研发过程中的检测工作正是由成都航空职业技术学院协作完成的。 

  “对构齿轮传动”由成都航空职业技术学院校友陈兵奎教授提出。陈兵奎1985年毕业于成都航空工业学校(现成都航空职业技术学院),后在重庆大学攻读硕士、博士,现就职于重庆大学机械传动国家重点实验室,博士生导师。  

  据陈兵奎介绍,基于问天实验舱对日定向装置的对构齿轮研究,从2014年开始到今年成功发射升空,用时近8年。近年来,团队已经陆续形成了曲线—曲线、曲线—曲面的对构圆柱齿轮、对构锥齿轮等的理论体系。截至目前,已获得德国、英国、法国等国际专利3项。此次升空的问天实验舱,采用的正是曲线与曲面的对构齿轮。 

  时间回到4年前。“这种高性能非标准齿轮的参数测量目前还是一个难题,精度很高,达到10微米,业内没有对应的参数化测量模块” 陈兵奎说:“重庆没有高精度的检测设备,并且检测能力不强。”几经周折,得知成都航空职业技术学院“几何量计量技术协同创新中心”有能力解决齿轮检测难题后,陈兵奎联系了母校。 

  线面共轭对构齿轮是一种特殊的非标齿轮,面临的难题不仅是精度高,其检测方法和评定分析方法均为行业空白,同时评定结果如何指导试制加工也面临着巨大技术难题。成都航空职业技术学院领导高度重视,安排几何量计量技术协同创新中心全力协助陈兵奎教授团队,并抽调专业技术人员给予全天候、全方位支持,学院的战略合作伙伴——全球工业计量领域头部企业海克斯康也调派相关技术专家团队进行全程协同支持。从2018年到2020年,历时两年,以协同创新中心检测实验室内海克斯康PMM超高精度测量系统(海克斯康品牌超高精度三坐标测量机)为核心,成都航空职业技术学院联合海克斯康,校企合作开展对对构齿轮参数的检测和评定技术的研究。针对对构齿轮特殊的结构形式,开发专用的非标齿轮参数化检测和评定算法,突破对构齿轮的齿面轮廓的检测和评定技术瓶颈,实现对构齿轮的自动化精密检测,为陈兵奎教授团队攻克对构齿轮检测技术难点与关键技术提供有力的数据支撑,为对构齿轮的加工试制结果提供数据反馈。经过反复的试验、算法开发与测试与论证,检测程序调试,通过高质量检测数据多次对齿形数据进行修正,最终完成对构齿轮的试制加工。 

  成都航空职业技术学院专业技术人员李斌老师回忆:“最艰苦的时候是在2020年的5月到8月。为了按时交付对构齿轮正样产品,陈兵奎教授团队成员夜以继日赶工,马不停蹄地将样品生产出来送到成都航空职业技术学院进行检测。我们要确保高标准按时完成检测工作,以保障对构齿轮样品的及时调试,常常加班加点。经过三个多月的连续奋战,对构齿轮正样产品成功交付。”  

  成都航空职业技术学院—海克斯康几何量计量技术协同创新中心的检测满足了问天实验舱和梦天实验舱阿尔法机构对构齿轮产品超高精度的要求,为保时保质完成对构齿轮正样产品的交付提供了支持,为祖国航天事业的发展贡献了绵薄之力。 

  据悉,成都航空职业技术学院—海克斯康几何量计量技术协同创新中心成立于2013年,2014年成为成都市国家级经开区数字化测量公共服务平台。中心自投入使用至今,积极开展技术服务,为航空制造、航空维修、重型装备和汽车制造等领域知名企业解决各项检测技术难题,同时承担有省部级重大科技专项课题和成都市经开区科技课题。 

  自主研发对构齿轮传动,用于问天实验舱阿尔法机构(重庆大学供图)

  模拟小齿轮在大齿圈中的传动(重庆大学供图)

  成都航空职业技术学院专业技术人员李斌老师正在操作高精度三坐标测量机测量对构齿轮(成都航空职业技术学院供图)

  成都航空职业技术学院高精度三坐标测量机(成都航空职业技术学院供图)

  高精度三坐标测量机正在扫描对构齿轮齿廓(成都航空职业技术学院供图)

成都航空职业技术学院—海克斯康几何量计量技术协同创新中心检测间(成都航空职业技术学院供图)