Mingxu Machinery's Patent Technology Int-Depth Analysis: High-pålidelighed Selvsmøring af justerbar komponent til medicinsk udstyr (patentnummer: ZL 2023 2 3463961.x)

Teknisk baggrund og industri smertepunkter

I præcisionsmedicinske udstyr (såsom ortopædiske trækkraft og minimalt invasive kirurgiske robotarme) påvirker den dynamiske smørestabilitet af justerbare komponenter direkte udstyrets levetid og operationelle sikkerhed. Traditionel Selvmøringslejer har generelt to store defekter:

l Strukturel svigt: Grænsefladebindingsstyrken mellem det pulver sintrede selvsmørblok og underlaget er utilstrækkeligt (typisk ≤15 MPa), hvilket gør det tilbøjeligt til mikrokrakning og løsrivning under skiftevis belastning (datakilde: J. Tribol. 2023, 145 (3), 031702).

l Forringelse af smøring: Smøremiddelpåfyldning er afhængig af manuel vedligeholdelse, og efter 300 timers kontinuerlig drift øges friktionskoefficienten med over 40% (ASTM G99 standardtest).

Kerneteknologi innovationsanalyse

I. Topologisk sammenkoblingsstruktur resistent over for forskydning og løsrivelse

1.1 Tredimensionelt begrænsende system

Yderre ringlåsemodul:

• En cirkulær placerings rille (101) tilvejebringes på den ydre væg af justeringsringlegemet (10), med 3 sæt φ2,5 mm begrænsende huller (102) (tolerance ± 0,01 mm) jævnt fordelt inden i rillen.

• Den første selvsmørblok (20) vedtager et grafit-kobberkompositmateriale (CU-15%SN-8%GR). Den ringformede del (201) og de begrænsende stifter (202) dannes integreret gennem elektrisk udladningsbearbejdning. De begrænsende stifter og huller vedtager en H7/G6 -overgangsfit til at opnå radial begrænsning (se figuren nedenfor).

Indre ringforstærkningsmodul:

Den anden selvsmørblok (30) er indlejret i installationsgrillen (103), med sin anden begrænsende pin (301), der trænger gennem sidevæggen i justeringsringen for at danne en aksial sammenlås med det begrænsende hul (102), der konstruerer et tre-dimensionelt begrænsningsnetværk (se figuren nedenfor).

1.2 Forbedring af mekaniske egenskaber

• Finit elementanalyse viser, at denne struktur øger grænsefladeskærstyrken til 38,7 MPa (sammenlignet med 12,4 MPa for traditionelle bindingsprocesser).

• Vibrationstest (ISO 10816-1-standard) afslører, at under 50 Hz/5 g betingelser er forskydningen af ​​smøreblokken <5 um (gennemsnittet i branchen> 50 μm).

Ii. Selvbærende smøresystemdesign

2.1 Mikrokanalolie vejledende arkitektur

• Tolv spiralolie -vejledende riller (105) med en bredde på 0,8 mm og en dybde på 0,5 mm bearbejdes på den indvendige væg i justeringsringen, hvilket muliggør automatisk påfyldning af fedt gennem kapillær handling.

• De olie vejledende riller er forbundet til installationsrillerne (103), der danner et "hovedolie-sti-grenolie-sti" -netværk, hvilket øger smøremiddeldiffusionshastigheden med 3,2 gange (se flowhastighedssimuleringsskyddiagrammet nedenfor).

2.2 Synergistisk materialeoptimering

• Den selv-smøreblok vedtager en gradient-sintringsproces: Overfladelaget er et porøst grafitlag (porøsitet 25% ± 2%), og det nederste lag er en tæt kobber-tin-legering, afbalancering af olieopbevaringskapacitet og mekanisk styrke.

• Efter blok-on-ring-test (belastning 200N, hastighed 60 rpm) stabiliseres friktionskoefficienten i området 0,08-0,12 med en slidhastighed på kun 3,2 × 10⁻⁶ mm³/n · m (sammenlignet med 9,7 × 10⁻⁶ for traditionelle strukturer).

III. Ergonomisk justeringsmekanisme

3.1 Forbedret gearpositionering

• Den ydre væg er designet med 12 bueformede justeringsriller (104) med en krumningsradius på r = 1,5 mm, parret med fjederbelastede stålkugler for at opnå ± 0,5 ° indekseringsnøjagtighed.

• Momentprøver viser, at gearskiftende drejningsmoment er 0,15-0,25N · m (i tråd med ISO 10993-standarden for medicinske operationelle kræfter).

3.2 Modulær udskiftelig design

• Den selvsmørblok og basen er mekanisk sammenkoblet i stedet for kemisk bundet, understøtter udskiftning i situ (fjernelsestyrke ≤20n, installationskraft ≥50N).

• Vedligeholdelsescyklus udvides til 5.000 cyklusser (sammenlignet med 800 cyklusser til traditionelle strukturer).

Sammenligningstabel med tekniske parametre

Typisk verifikation af applikationsscenarie

Sag 1: Roterende samling af ortopædisk trækkraft

• Efter kontinuerlig drift i 2000 timer under en dynamisk belastning på 200N var der ingen smøringsblokafskillelse, og drejningsmomentsvingningen var <5% (traditionelle strukturer havde svingninger> 30%).

• Klinisk feedback indikerer, at udstyrsreparationsraten er faldet fra 1,2 gange/år til 0,3 gange/år (datakilde: Udstyrsafdelingsrapport fra et tertiært hospital i det østlige Kina i 2023).

Sag 2: Vinkeljusteringsmekanisme for endoskop

• I et miljø med 90%RH -fugtighed var smøremiddelopbevaringshastigheden> 85%(traditionelle design havde <60%).

• Den operationelle nøjagtighed blev forbedret til ± 0,3 ° og opfyldte EN 60601-2-18-standarden for medicinsk elektrisk udstyr.

Gennem de tre tekniske veje til topologisk sammenkoblingsstrukturdesign, mikrofluidisk smørekontrol og gradientmaterialeteknik har vores patent omdefineret pålidelighedsstandarderne for justerbare komponenter i medicinsk udstyr. I henhold til en nyhedssøgning (Derwent Innovation) fører denne struktur internationalt med hensyn til anti-detachment og selv vedligeholdelsesfunktioner.

Hvis du gerne vil lære mere, skal du kontakte Mingxu Machinery For at få den komplette patentrapport: undersø[email protected]