Mingxu Machinery Patent Technology Eingehende Analyse: Hochzuverlässige selbstlubrizierende einstellbare Komponente für medizinische Geräte (Patent Nr.: ZL 2023 2 3463961.x)

Technischer Hintergrund und Schmerzpunkte der Branche

In Präzisionsmedizinern (z. B. orthopädische Traktionsgeräte und minimal invasiven chirurgischen Roboterarmen) wirkt sich die dynamische Schmierstabilität an einstellbarer Komponenten direkt auf die Lebensdauer und die Betriebssicherheit des Geräts aus. Traditionell Selbsthilflager Im Allgemeinen haben zwei Hauptfehler:

l Strukturelles Versagen: Die Grenzflächenbindungsstärke zwischen dem pulvers gesinterten selbstlubrizierenden Block und dem Substrat ist unzureichend (typischerweise ≤ 15 MPa), wodurch sie bei alternierenden Belastungen für Mikroverschlüsse und Ablösung anfällig ist (Datenquelle: J. Tribol. 2023, 145 (3), 031702).

l Schmiermittelverschlechterung: Die Nachschärfung des Schmiermittels basiert auf manueller Wartung, und nach 300 Stunden kontinuierlicher Betrieb steigt der Reibungskoeffizient um über 40% (ASTM G99 -Standardtest).

Analyse der Kerninnovation innovation

I. Topologische ineinandergreifende Struktur, die gegen Scher und Ablösung resistent ist

1,1 dreidimensionales Grenzsystem

Außenringverriegelungsmodul:

• An der Außenwand des Einstellringkörpers (10) wird eine kreisförmige Platzierungsrille (101) mit 3 Sätzen von φ 2,5 mm begrenzende Löcher (102) (Toleranz ± 0,01 mm) gleichmäßig innerhalb der Nut verteilt.

• Der erste selbstschmierende Block (20) verwendet ein zusammengesetztes Graphit-Copper-Verbundmaterial (CU-15%SN-8%GR). Der ringförmige Teil (201) und die begrenzenden Stifte (202) werden durch elektrische Entladungsbearbeitung integriert. Die begrenzenden Stifte und Löcher nehmen eine H7/G6 -Übergangsanpassung an, um eine radiale Einschränkung zu erzielen (siehe Abbildung unten).

Innenringverstärkungsmodul:

Der zweite selbstschmierende Block (30) ist in die Installationsnut (103) eingebettet, wobei der zweite begrenzende Stift (301) durch die Seitenwand des Einstellrings eindringt, um eine axiale Verriegelung mit dem Grenzloch (102) zu bilden, wobei ein dreidimensionales Einschränkungsnetzwerk erstellt wird (siehe Abbildung unten).

1.2 Verbesserung der mechanischen Eigenschaften

• Die Analyse der Finite -Elemente zeigt, dass diese Struktur die Grenzflächenscherfestigkeit auf 38,7 MPa erhöht (im Vergleich zu 12,4 MPa für traditionelle Bindungsprozesse).

• Vibrationstests (ISO 10816-1 Standard) zeigt, dass die Verschiebung des Schmierblocks unter 50 Hz/5 g-Bedingungen <5 & mgr; m (durchschnittlich> 50 μm) beträgt.

Ii. Selbsttragshaltigkeits-Schmiersystemdesign

2.1 Microchannelöl -Leitarchitektur

• Zwölf Spiralöl -Leitnuten (105) mit einer Breite von 0,8 mm und einer Tiefe von 0,5 mm werden an der inneren Wand des Einstellrings bearbeitet, wodurch die automatische Auffüllung von Fett durch Kapillarwirkung ermöglicht wird.

• Die Ölleitnuten sind mit den Installationsnuten (103) angeschlossen und bilden ein Netzwerk "Hauptöl Pfad-Branch-Öl", das die Schmiermitteldiffusionsgeschwindigkeit um 3,2-fach erhöht (siehe Ablauf der Flussgeschwindigkeitssimulation im folgenden Wolkendiagramm).

2.2 Synergistische Materialoptimierung

• Der selbstlubrizierende Block nimmt einen Gradientensinternprozess an: Die Oberflächenschicht ist eine poröse Graphitschicht (Porosität 25% ± 2%) und die untere Schicht ist eine dichte Kupfer-Tin-Legierung, die Lagerung von Ölspeichern und die mechanische Stärke ausbalancieren.

• Nach dem Block-auf-Ring-Test (Last 200 N, Geschwindigkeit 60 U/min) stabilisiert sich der Reibungskoeffizient im Bereich von 0,08 bis 0,12 mit einer Verschleißrate von nur 3,2 × 10 ° m³/n · m (im Vergleich zu 9,7 × 10 ° C für herkömmliche Strukturen).

III. Ergonomischer Anpassungsmechanismus

3.1 Verbesserte Zahnradpositionierung

• Die Außenwand ist mit 12 bogenförmigen Einstellrillen (104) mit einem Krümmradius von r = 1,5 mm ausgelegt, gepaart mit federbelasteten Stahlkugeln, um eine Genauigkeit von ± 0,5 ° Indexierung zu erreichen.

• Drehmomenttests zeigen, dass das Drehmoment des Gangwechsels 0,15-0,25 n · m beträgt (entsprechend dem ISO 10993-Standard für medizinische Betriebskräfte).

3.2 modulares austauschbares Design

• Der selbstlubrizierende Block und die Basis sind mechanisch miteinander verbunden anstelle von chemisch gebundenem und unterstützen den In-situ-Ersatz (Entfernungskraft ≤ 20 N, Installationskraft ≥ 50 n).

• Der Wartungszyklus wird auf 5.000 Zyklen erweitert (im Vergleich zu 800 Zyklen für herkömmliche Strukturen).

Vergleichstabelle technischer Parameter

Typische Anwendungsszenarioüberprüfung

Fall 1: Drehung der orthopädischen Traktionsvorrichtung

• Nach einem kontinuierlichen Betrieb für 2000 Stunden unter einer dynamischen Belastung von 200 n gab es keine Ablösung des Schmierblocks und die Drehmomentschwankung <5% (traditionelle Strukturen hatten Schwankungen> 30%).

• Das klinische Feedback zeigt, dass die Reparaturrate der Geräte von 1,2 -mal pro Jahr auf 0,3 -mal pro Jahr gesunken ist (Datenquelle: Abteilungsbericht der Ausrüstung eines Tertiärkrankenhauses in Ostchina im Jahr 2023).

Fall 2: Winkelanpassungsmechanismus des Endoskops

• In einer Umgebung mit 90%RH -Luftfeuchtigkeit betrug die Schmiermittelrate> 85%(traditionelle Konstruktionen hatten <60%).

• Die betriebliche Genauigkeit wurde auf ± 0,3 ° verbessert, wodurch der EN 60601-2-18-Standard für medizinische elektrische Geräte erreicht wurde.

Durch die drei technischen Wege der topologischen Verriegelungsstrukturdesign, der mikrofluidischen Schmierung und der Gradientenmaterialtechnik hat unser Patent die Zuverlässigkeitsstandards für einstellbare Komponenten in medizinischen Geräten neu definiert. Laut einer Neuheitssuche (Derwent Innovation) führt diese Struktur international in Bezug auf Anti-Detachment- und Selfwartungsfähigkeiten.

Wenn Sie mehr erfahren möchten, wenden Sie sich bitte an Mingxu -Maschinen Um den vollständigen Patentbericht zu erhalten: [email protected]