Патентная технология Mingxu Machinery подробно анализируется: самосмновающийся регулируемый компонент для медицинских устройств (патент №: ZL 2023 2 3463961.x)

Технический опыт и отраслевые болевые точки

В точных медицинских устройствах (таких как ортопедические тяговые устройства и минимально инвазивные хирургические роботизированные руки), динамическая стабильность смазки регулируемых компонентов напрямую влияет на срок службы и эксплуатационную безопасность оборудования. Традиционный самосмазывание подшипников как правило, есть два основных дефекта:

л Структурная недостаточность: прочность межфазной связи между постепенным самосмнивающим блоком порошка и субстратом недостаточна (обычно ≤15 МПа), что делает его склонным к микроавторузе и отрешению при переменных нагрузках (Источник данных: J. Triboл. 2023, 145 (3), 031702).

l Ухудшение смазки: пополнение смазки зависит от ручного обслуживания, а после 300 часов непрерывной работы коэффициент трения увеличивается более чем на 40% (стандартный тест ASTM G99).

Анализ основных технологических инноваций

I. Топологическая блокирующая структура, устойчивая к сдвигу и отрешению

1.1 Трехмерное ограничивающее систему

Модуль блокировки наружного кольца:

• Круговая канавка размещения (101) представлена ​​на внешней стенке корпуса регулировочного кольца (10), с 3 наборами из φ2,5 мм ограничивающих отверстий (102) (допуск ± 0,01 мм), равномерно распределенные в канавке.

• Первый самосмазывающий блок (20) принимает композитный материал с графитом-колпаком (CU-15%SN-8%GR). Кольцевая часть (201) и ограничивающие штифты (202) сформируются с помощью электрической обработки. Ограничивающие штифты и отверстия применяют переходной подгонки H7/G6 для достижения радиального ограничения (см. Рисунок ниже).

Модуль подкрепления внутреннего кольца:

Второй самосмазочный блок (30) встроен в канавку установки (103), а его второй ограничивающий штифт (301) проникает через боковую стенку регулировочного кольца, образуя осевую блокировку с ограничивающим отверстием (102), создавая трехмерную сеть ограничений (см. Рисунок ниже).

1.2 Улучшение механических свойств

• Анализ конечных элементов показывает, что эта структура увеличивает межфазную прочность на сдвиг до 38,7 МПа (по сравнению с 12,4 МПа для традиционных процессов связывания).

• Тестирование вибрации (стандарт ISO 10816-1) показывает, что при 50 Гц/5 г условиях смещение смазочного блока составляет <5 мкм (в среднем отрасли> 50 мкм).

II Самоподобный дизайн системы смазки

2.1 Микроканальная масляная архитектура

• Двенадцать спиральных масляных канавок (105) с шириной 0,8 мм и глубиной 0,5 мм обрабатываются на внутренней стенке кольца регулировки, что позволяет автоматическому пополнению смазки с помощью капиллярного действия.

• Масляные канавки подключены к канавкам установки (103), образуя сеть «основной трактной траектории масла», которая увеличивает скорость диффузии смазки в 3,2 раза (см. Диаграмму моделирования скорости потока ниже).

2.2 Синергетическая оптимизация материала

• Самосменный блок принимает процесс спекания градиента: поверхностный слой представляет собой пористый графитный слой (пористость 25% ± 2%), а нижний слой представляет собой плотный сплав с медной оловой, сбалансируя емкость для хранения масла и механическую прочность.

• После тестирования блока на кольце (нагрузка 200N, скорость 60 об/мин) коэффициент трения стабилизируется в диапазоне 0,08-0,12, а скорость износа-3,2 × 10⁻⁶ мм/Н · м (по сравнению с 9,7 × 10⁻⁶ для традиционных структур).

Iii. Эргономичный механизм адаптации

3.1 Улучшенное положение передачи

• Внешняя стена предназначена с 12 дугообразными канавками регулировки (104) с радиусом кривизны R = 1,5 мм, в сочетании с пружинными стальными шариками для достижения точности индексации ± 0,5 °.

• Тесты крутящего момента показывают, что крутящий момент с перемещением передач составляет 0,15-0,25N · м (в соответствии с стандартом ISO 10993 для медицинских рабочих сил).

3.2 Модульная заменяемая конструкция

• Самосменный блок и основание механически переключаются вместо химически связанной, поддерживающей замену на месте (сила удаления ≤20N, сила установки ≥50N).

• Цикл обслуживания расширен до 5000 циклов (по сравнению с 800 циклами для традиционных структур).

Сравнение таблицы технических параметров

Типичная проверка сценария применения

Случай 1: вращающаяся соединение ортопедического сцепления

• После непрерывной работы в течение 2000 часов при динамической нагрузке 200N не было отряда блока смазки, а колебание крутящего момента составляла <5% (традиционные структуры имели колебания> 30%).

• Клиническая обратная связь указывает на то, что уровень ремонта оборудования снизился с 1,2 раза в год до 0,3 раза в год (источник данных: отчет отдела оборудования из третичной больницы в Восточном Китае в 2023 году).

Случай 2: механизм регулировки угла эндоскопа

• В среде с влажностью RH 90%уровень удержания смазки составлял> 85%(традиционные конструкции имели <60%).

• Точность работы была улучшена до ± 0,3 °, что соответствует стандарту EN 60601-2-18 для медицинского электрического оборудования.

Благодаря трем техническим путям топологической конструкции взаимосвязанной структуры, микрофлюидной смазке и разработке градиента, наш патент пересмотрел стандарты надежности для регулируемых компонентов в медицинских устройствах. Согласно поиску новизны (Derwent Innovation), эта структура является на международном уровне с точки зрения возможностей антиотхмования и самообслуживания.

Если вы хотите узнать больше, пожалуйста, свяжитесь с Mingxu Machinery Чтобы получить полный патентный отчет: [email protected]