Mingxu Machinery's Patent Technology diepgaande analyse: Zelfverbetering van een hoge betrouwbaarheid van instelbare component voor medische hulpmiddelen (Patent nr.: ZL 2023 2 3463961.x)

Technische achtergrond en pijnpunten in de industrie

In precisie medische apparaten (zoals orthopedische tractie -apparaten en minimaal invasieve chirurgische robotarmen), beïnvloedt de dynamische smeerstabiliteit van verstelbare componenten direct de levensduur van de apparatuur en de operationele veiligheid. Traditioneel Zelfverminderingslagers Over het algemeen hebben twee grote defecten:

l Structureel falen: de grensvlakbindingssterkte tussen het poeder gesinterde zelf-venagingsblok en het substraat is onvoldoende (meestal ≤15 MPa), waardoor het gevoelig is voor micro-cracking en detachement onder afwisselende belastingen (gegevensbron: J. Tribol. 2023, 145 (3), 031702).

l Smeerversiering: het aanvullen van smeermiddel is afhankelijk van handmatig onderhoud en na 300 uur continue werking neemt de wrijvingscoëfficiënt toe met meer dan 40% (ASTM G99 Standard Test).

Analyse van kerntechnologie -innovatie

I. Topologische in elkaar grijpende structuur resistent tegen afschuiving en onthechting

1.1 driedimensionaal beperkende systeem

Buitenringvergrendelingsmodule:

• Een cirkelvormige plaatsingsgroef (101) wordt gegeven op de buitenwand van de aanpassingsring (10), met 3 sets van φ2,5 mm beperkende gaten (102) (tolerantie ± 0,01 mm) gelijkmatig verdeeld in de groef.

• Het eerste zelf-verknipingsblok (20) neemt een grafiet-koper composietmateriaal aan (Cu-15%SN-8%GR). Het ringvormige deel (201) en de beperkende pennen (202) zijn integraal gevormd door elektrische ontladingsbewerking. De beperkende pennen en gaten nemen een H7/G6 -overgangsfit aan om radiale beperking te bereiken (zie de onderstaande figuur).

Binnenringversterkingsmodule:

Het tweede zelf-bubbelblok (30) is ingebed in de installatiegroef (103), met zijn tweede beperkende pin (301) die door de zijwand van de aanpassingsring doordringt om een ​​axiale vergrendeling te vormen met het beperkende gat (102), waarbij een driedimensionale beperkingsnetwerk wordt geconstrueerd (zie de figuur hieronder).

1.2 Verbetering van mechanische eigenschappen

• Eindige elementanalyse toont aan dat deze structuur de grensvlakschuifsterkte verhoogt tot 38,7 MPa (vergeleken met 12,4 MPa voor traditionele bindingsprocessen).

• Vibratietests (ISO 10816-1 standaard) onthult dat de verplaatsing van het smeerblok onder 50 Hz/5 g omstandigheden <5 μm is (gemiddelde industrie> 50 μm).

II. Zelfvoorzienend smeersysteemontwerp

2.1 Micro Channel Oil Guiding Architecture

• Twaalf spiraalvormige oliegeleidingsgroeven (105) met een breedte van 0,8 mm en een diepte van 0,5 mm worden bewerkt op de binnenwand van de aanpassingsring, waardoor automatische aanvulling van vet door capillaire actie mogelijk wordt.

• De oliegeleidingsgroeven zijn verbonden met de installatiegrooves (103) en vormen een "hoofdoliepad-brancholiepad" -netwerk, dat de diffusiesnelheid van smeermiddelen met 3,2 keer verhoogt (zie de stroomsnelheid Simulatie wolkengrafiek hieronder).

2.2 Synergetisch materiaaloptimalisatie

• Het zelf-bubbelde blok hanteert een gradiënt sinterproces: de oppervlaktelaag is een poreuze grafietlaag (porositeit 25% ± 2%), en de onderste laag is een dichte koper-tin-legering, het balanceren van olieopslagcapaciteit en mechanische sterkte.

• Na het testen van blok-op-ring (belasting van 200N, snelheid 60 tpm), stabiliseert de wrijvingscoëfficiënt in het bereik van 0,08-0,12, met een slijtage van slechts 3,2 x 10⁻⁶ mm³/n · m (vergeleken met 9,7 × 10⁻⁶ voor traditionele structuren).

Iii. Ergonomisch aanpassingsmechanisme

3.1 Verbeterde versnellingspositie

• De buitenwand is ontworpen met 12 boogvormige afstelgroeven (104) met een krommingstraal van r = 1,5 mm, gecombineerd met veerbelaste stalen ballen om ± 0,5 ° indexeringsnauwkeurigheid te bereiken.

• Koppeltests tonen aan dat het versnellingsbakkoppel 0,15-0,25n · m is (in lijn met de ISO 10993-standaard voor medische operationele krachten).

3.2 Modulair vervangbaar ontwerp

• Het zelf-bubbelblok en de basis zijn mechanisch verbonden in plaats van chemisch gebonden, ter ondersteuning van in-situ vervanging (verwijderingskracht ≤20N, installatiekracht ≥50n).

• De onderhoudscyclus wordt uitgebreid tot 5.000 cycli (vergeleken met 800 cycli voor traditionele structuren).

Vergelijkingstabel van technische parameters

Typische toepassingsscenario verificatie

Geval 1: Roterend gewricht van orthopedisch tractie -apparaat

• Na een continue werking gedurende 2000 uur onder een dynamische belasting van 200N, was er geen onthechting van smeerblok en de koppelschommelingen was <5% (traditionele structuren hadden schommelingen> 30%).

• Klinische feedback geeft aan dat het reparatiepercentage van de apparatuur is gedaald van 1,2 keer/jaar tot 0,3 keer/jaar (gegevensbron: apparatuurafdelingsrapport van een tertiair ziekenhuis in Oost -China in 2023).

Geval 2: Angle -aanpassingsmechanisme van endoscoop

• In een omgeving met 90%RV -luchtvochtigheid was het smeermiddelretentiepercentage> 85%(traditionele ontwerpen hadden <60%).

• De operationele nauwkeurigheid werd verbeterd tot ± 0,3 ° en voldeed aan de EN 60601-2-18 standaard voor medische elektrische apparatuur.

Door de drie technische routes van topologische in elkaar grijpende structuurontwerp, microfluïdische smeercontrole en gradiëntmateriaal engineering, heeft ons patent de betrouwbaarheidsnormen voor verstelbare componenten in medische hulpmiddelen opnieuw gedefinieerd. Volgens een nieuwigheidsonderzoek (Derwent Innovation) is deze structuur internationaal leidend in termen van anti-detachering en zelfonderhoudsmogelijkheden.

Neem contact op met als u meer wilt weten Mingxu -machines Om het volledige patentrapport te verkrijgen: [email protected]