Teknologi Paten Mingxu Jentera Analisis mendalam: Komponen laras laras lulus diri untuk peranti perubatan (Paten No.: ZL 2023 2 3463961.x)

Latar beL.akang teknikaL. dan titik sakit industri

Dalam peranti perubatan ketepatan (seperti peranti daya tarikan ortopedik dan senjata robotik pembedahan yang sedikit invasif), kestabilan pelinciran dinamik komponen laras secara langsung mempengaruhi jangka hayat peralatan dan keselamatan operasi. Tradisional galas lubricating diri Umumnya mempunyai dua kecacatan utama:

l Kegagalan struktur: Kekuatan ikatan interfacial antara serbuk sintered sendiri blok lubricating dan substrat tidak mencukupi (biasanya ≤15 MPa), menjadikannya terdedah kepada mikro-retak dan detasmen di bawah beban bergantian (sumber data: J. Tribol 2023, 145 (3), 031702).

l Kemerosotan pelinciran: Penambahbaikan pelincir bergantung pada penyelenggaraan manual, dan selepas 300 jam operasi berterusan, pekali geseran meningkat sebanyak 40% (ujian standard ASTM G99).

Analisis Inovasi Teknologi Teras

I. Struktur interlocking topologi yang tahan terhadap ricih dan detasmen

1.1 Sistem Had Tiga Dimensi

Modul penguncian cincin luar:

• Alur penempatan bulat (101) disediakan di dinding luar badan cincin pelarasan (10), dengan 3 set lubang mengehadkan φ2.5mm (102) (toleransi ± 0.01mm) diedarkan secara merata di dalam alur.

• Blok pelinciran diri pertama (20) mengamalkan bahan komposit grafit-tembaga (CU-15%SN-8%GR). Bahagian anulus (201) dan pin yang mengehadkan (202) dibentuk secara terperinci melalui pemesinan pelepasan elektrik. Pin dan lubang yang mengehadkan menggunakan peralihan H7/G6 sesuai untuk mencapai kekangan radial (lihat angka di bawah).

Modul tetulang cincin dalaman:

Blok lubricating diri kedua (30) tertanam dalam alur pemasangan (103), dengan pin yang kedua (301) menembusi dinding sisi cincin pelarasan untuk membentuk interlock paksi dengan lubang yang mengehadkan (102), membina rangkaian kekangan tiga dimensi (lihat angka di bawah).

1.2 Peningkatan sifat mekanikal

• Analisis unsur terhingga menunjukkan bahawa struktur ini meningkatkan kekuatan ricih interfacial kepada 38.7 MPa (berbanding dengan 12.4 MPa untuk proses ikatan tradisional).

• Ujian getaran (standard ISO 10816-1) mendedahkan bahawa keadaan di bawah 50 Hz/5 g, anjakan blok pelincir ialah <5 μm (industri purata> 50 μm).

Ii. Reka Bentuk Sistem Pelinciran Sendiri

2.1 Senibina Panduan Minyak Mikro

• Dua belas alur membimbing minyak lingkaran (105) dengan lebar 0.8 mm dan kedalaman 0.5 mm dimesin di dinding dalaman cincin pelarasan, membolehkan penambahan gris automatik melalui tindakan kapilari.

• Alur membimbing minyak disambungkan ke alur pemasangan (103), membentuk rangkaian "laluan minyak jejak minyak utama", yang meningkatkan kelajuan penyebaran pelincir sebanyak 3.2 kali (lihat carta awan simulasi simulasi aliran di bawah).

2.2 Pengoptimuman Bahan Sinergi

• Blok lubricating diri mengamalkan proses sintering kecerunan: Lapisan permukaan adalah lapisan grafit berpori (porositas 25% ± 2%), dan lapisan bawah adalah aloi tembaga yang padat, mengimbangi kapasiti penyimpanan minyak dan kekuatan mekanikal.

• Selepas ujian blok-on-ring (beban 200N, kelajuan 60rpm), pekali geseran menstabilkan dalam julat 0.08-0.12, dengan kadar haus hanya 3.2 × 10 mm³/n · m (berbanding 9.7 × 10⁻⁶ untuk struktur tradisional).

Iii. Mekanisme pelarasan ergonomik

3.1 kedudukan gear yang dipertingkatkan

• Dinding luar direka dengan 12 alur pelarasan berbentuk arka (104) dengan radius kelengkungan R = 1.5mm, dipasangkan dengan bola keluli yang dimuatkan musim bunga untuk mencapai ketepatan pengindeksan ± 0.5 °.

• Ujian tork menunjukkan bahawa tork peralihan gear adalah 0.15-0.25n · m (sejajar dengan standard ISO 10993 untuk daya operasi perubatan).

3.2 Reka bentuk yang boleh diganti modular

• Blok lubricating diri dan asasnya secara mekanikal saling berkaitan bukannya terikat secara kimia, menyokong penggantian dalam-situ (daya penyingkiran ≤20n, daya pemasangan ≥50n).

• Kitaran penyelenggaraan dilanjutkan kepada 5,000 kitaran (berbanding dengan 800 kitaran untuk struktur tradisional).

Jadual perbandingan parameter teknikal

Pengesahan senario aplikasi biasa

Kes 1: Putar sendi peranti daya tarikan ortopedik

• Selepas operasi berterusan selama 2000 jam di bawah beban dinamik 200N, tidak ada detasmen blok pelinciran, dan turun naik tork adalah <5% (struktur tradisional mempunyai turun naik> 30%).

• Maklum balas klinikal menunjukkan bahawa kadar pembaikan peralatan telah menurun dari 1.2 kali/tahun hingga 0.3 kali/tahun (Sumber Data: Laporan Jabatan Peralatan dari Hospital Tertiary di Timur China pada tahun 2023).

Kes 2: Mekanisme Pelarasan Sudut Endoskop

• Dalam persekitaran dengan kelembapan RH 90%, kadar pengekalan pelincir adalah> 85%(reka bentuk tradisional mempunyai <60%).

• Ketepatan operasi telah meningkat kepada ± 0.3 °, memenuhi standard EN 60601-2-18 untuk peralatan elektrik perubatan.

Melalui tiga laluan teknikal reka bentuk struktur interlocking topologi, kawalan pelinciran mikrofluid, dan kejuruteraan bahan kecerunan, paten kami telah mentakrifkan piawaian kebolehpercayaan untuk komponen laras dalam peranti perubatan. Menurut carian baru (inovasi Derwent), struktur ini adalah di peringkat antarabangsa dari segi keupayaan anti-pengendalian dan penyelenggaraan diri.

Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut, sila hubungi Jentera Mingxu Untuk mendapatkan laporan paten lengkap: [email protected]