Công nghệ bằng sáng chế của Mingxu Machine Phân tích chuyên sâu: Thành phần tự bôi trơn có độ tin cậy cao cho các thiết bị y tế (bằng sáng chế số: ZL 2023 2 3463961.x)

Nền tảng kỹ thuật và điểm đau công nghiệp

Trong các thiết bị y tế chính xác (như các thiết bị kéo chỉnh hình và cánh tay robot phẫu thuật xâm lấn tối thiểu), độ ổn định bôi trơn động của các bộ phận điều chỉnh ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của thiết bị và an toàn hoạt động. Truyền thống Vòng bi tự bôi trơn Nói chung có hai khiếm khuyết chính:

l Thất bại về cấu trúc: Sức mạnh liên kết giữa các loại bột tự bôi trơn sẽ thiêu kết và chất nền là không đủ (thường là ≤15 MPa), làm cho nó dễ bị phá hủy vi mô và tách ra dưới tải xen kẽ (nguồn dữ liệu: J. Tribol. 2023, 145 (3), 031702).

l Sự suy giảm bôi trơn: bổ sung chất bôi trơn dựa vào bảo trì thủ công và sau 300 giờ hoạt động liên tục, hệ số ma sát tăng hơn 40% (thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM G99).

Phân tích đổi mới công nghệ cốt lõi

I. Cấu trúc lồng vào môi trường liên kết chống cắt và tách ra

1.1 Hệ thống giới hạn ba chiều

Mô -đun khóa vòng ngoài:

• Một rãnh vị trí tròn (101) được cung cấp trên thành ngoài của thân vòng điều chỉnh (10), với 3 bộ lỗ hạn chế φ2,5mm (102) (dung sai ± 0,01mm) phân bố đều trong rãnh.

• Khối tự bôi trơn đầu tiên (20) áp dụng vật liệu composite than chì (CU-15%SN-8%GR). Phần hình khuyên (201) và các chân giới hạn (202) được hình thành tích hợp thông qua gia công phóng điện. Các chân và lỗ hạn chế áp dụng chuyển đổi H7/G6 phù hợp để đạt được ràng buộc xuyên tâm (xem hình bên dưới).

Mô -đun gia cố vòng bên trong:

Khối tự bôi trơn thứ hai (30) được nhúng trong rãnh cài đặt (103), với chân giới hạn thứ hai (301) xuyên qua thành bên của vòng điều chỉnh để tạo thành một khóa liên động với lỗ giới hạn (102), xây dựng mạng lưới ràng buộc ba chiều (xem hình dưới đây).

1.2 Tăng cường tính chất cơ học

• Phân tích phần tử hữu hạn cho thấy cấu trúc này làm tăng cường độ cắt giao thoa lên 38,7 MPa (so với 12,4 MPa cho các quá trình liên kết truyền thống).

• Kiểm tra độ rung (tiêu chuẩn ISO 10816-1) cho thấy trong điều kiện trong 50 Hz/5 g, sự dịch chuyển của khối bôi trơn là <5 μM (trung bình công nghiệp> 50 m).

Ii. Thiết kế hệ thống bôi trơn tự duy trì

2.1 Kiến trúc hướng dẫn dầu vi mô

• Mười hai rãnh hướng dẫn dầu xoắn ốc (105) với chiều rộng 0,8 mm và độ sâu 0,5 mm được gia công trên thành bên trong của vòng điều chỉnh, cho phép tự động bổ sung mỡ thông qua hành động mao quản.

• Các rãnh hướng dẫn dầu được kết nối với các rãnh lắp đặt (103), tạo thành mạng "đường dẫn dầu đường dẫn dầu chính", làm tăng tốc độ khuếch tán chất bôi trơn lên 3,2 lần (xem biểu đồ đám mây mô phỏng vận tốc dòng chảy bên dưới).

2.2 Tối ưu hóa vật liệu hiệp đồng

• Khối tự bôi trơn áp dụng quá trình thiêu kết gradient: Lớp bề mặt là lớp than chì xốp (độ xốp 25% ± 2%) và lớp dưới cùng là hợp kim đồng đồng dày, cân bằng khả năng lưu trữ dầu và cường độ cơ học.

• Sau khi thử nghiệm khối (tải 200N, tốc độ 60rpm), hệ số ma sát ổn định trong phạm vi 0,08-0,12, với tốc độ hao mòn chỉ 3,2 × 10⁻⁶ mm³/n · m (so với 9,7 × 10⁻⁶ cho các cấu trúc truyền thống).

Iii. Cơ chế điều chỉnh công thái học

3.1 Định vị bánh răng nâng cao

• Bức tường bên ngoài được thiết kế với các rãnh điều chỉnh hình vòng cung (104) với bán kính cong là r = 1,5mm, được kết hợp với các quả bóng thép được nạp lò xo để đạt được độ chính xác chỉ số ± 0,5 °.

• Các thử nghiệm mô-men xoắn cho thấy mô-men xoắn chuyển số là 0,15-0,25N · m (phù hợp với tiêu chuẩn ISO 10993 cho lực lượng hoạt động y tế).

3.2 Thiết kế thay thế mô -đun

• Khối tự bôi trơn và cơ sở được lồng vào nhau về mặt cơ học thay vì liên kết hóa học, hỗ trợ thay thế tại chỗ (lực loại bỏ ≤20N, lực lắp đặt ≥50N).

• Chu kỳ bảo trì được kéo dài đến 5.000 chu kỳ (so với 800 chu kỳ cho các cấu trúc truyền thống).

Bảng so sánh các tham số kỹ thuật

Xác minh kịch bản ứng dụng điển hình

Trường hợp 1: Xoay khớp của thiết bị kéo chỉnh hình

• Sau khi hoạt động liên tục trong 2000 giờ dưới tải trọng động 200n, không có sự tách rời khối bôi trơn và dao động mô -men xoắn là <5% (cấu trúc truyền thống có biến động> 30%).

• Phản hồi lâm sàng chỉ ra rằng tỷ lệ sửa chữa thiết bị đã giảm từ 1,2 lần/năm xuống 0,3 lần/năm (nguồn dữ liệu: Báo cáo của khoa thiết bị từ một bệnh viện đại học ở Đông Trung Quốc năm 2023).

Trường hợp 2: Cơ chế điều chỉnh góc của Nội soi

• Trong một môi trường có độ ẩm RH 90%, tỷ lệ lưu giữ chất bôi trơn là> 85%(thiết kế truyền thống có <60%).

• Độ chính xác hoạt động được cải thiện thành ± 0,3 °, đáp ứng tiêu chuẩn EN 60601-2-18 cho thiết bị điện y tế.

Thông qua ba con đường kỹ thuật của thiết kế cấu trúc liên trường, kiểm soát bôi trơn vi lỏng và kỹ thuật vật liệu gradient, bằng sáng chế của chúng tôi đã xác định lại các tiêu chuẩn độ tin cậy cho các thành phần có thể điều chỉnh trong các thiết bị y tế. Theo một tìm kiếm mới lạ (đổi mới derwent), cấu trúc này đang dẫn đầu về quốc tế về khả năng chống bảo vệ và tự bảo trì.

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm, xin vui lòng liên hệ Máy móc Mingxu Để có được báo cáo bằng sáng chế hoàn chỉnh: yêu cầ[email protected]