Mingxu Machinery's Patent Technology In-Dypth Analysis: High-Stoliability Self-Ebricating Justerbar komponent for medisinsk utstyr (patentnr.: ZL 2023 2 3463961.x)

Teknisk bakgrunn og bransjesmerter

I presisjonsmedisinske apparater (for eksempel ortopediske trekkenheter og minimalt invasive kirurgiske robotarmer) påvirker den dynamiske smørestabiliteten til justerbare komponenter direkte utstyrets levetid og driftssikkerhet. Tradisjonell Selvnubricerende lagre har generelt to hovedfeil:

l Strukturell svikt: Grensesnittbindingsstyrken mellom den pulversinterte selvblubberende blokken og underlaget er utilstrekkelig (typisk ≤15 MPa), noe som gjør det utsatt for mikrosprekker og løsrivelse under vekslende belastninger (datakilde: J. Tribol. 2023, 145 (3), 031702).

l Smøringsforringelse: Smøremiddelpåfylling er avhengig av manuelt vedlikehold, og etter 300 timers kontinuerlig drift øker friksjonskoeffisienten med over 40% (ASTM G99 standardtest).

Kjerneteknologiinnovasjonsanalyse

I. Topologisk sammenkoblingsstruktur motstandsdyktig mot skjær og løsrivelse

1.1 Tredimensjonalt begrensningssystem

Ytre ringlåsemodul:

• En sirkulær plasseringsspor (101) er gitt på ytterveggen til justeringsringlegemet (10), med 3 sett φ2,5mm begrensende hull (102) (toleranse ± 0,01 mm) jevnt fordelt i sporet.

• Den første selv-sprudlende blokken (20) vedtar et grafitt-kobber-komposittmateriale (CU-15%SN-8%GR). Den ringformede delen (201) og de begrensende pinnene (202) er integrert dannet gjennom elektrisk utladningsmaskinering. De begrensende pinnene og hullene tar i bruk en H7/G6 -overgangspass for å oppnå radiell begrensning (se figuren nedenfor).

Indre ringforsterkningsmodul:

Den andre selvsmørende blokken (30) er innebygd i installasjonssporet (103), med sin andre begrensende pinne (301) som trengs gjennom sideveggen i justeringsringen for å danne et aksialt interlock med det begrensende hullet (102), og konstruere et tredimensjonalt begrensningsnettverk (se figuren nedenfor).

1.2 Forbedring av mekaniske egenskaper

• Endelig elementanalyse viser at denne strukturen øker grensesnittets skjærstyrke til 38,7 MPa (sammenlignet med 12,4 MPa for tradisjonelle bindingsprosesser).

• Vibrasjonstesting (ISO 10816-1 Standard) avslører at under 50 Hz/5 g forhold, er forskyvningen av smøreblokken <5 μm (bransjegjennomsnitt> 50 μm).

Ii. Selvopprettholdende smøresystemdesign

2.1 Mikrokanalolje Guiding Architecture

• Tolv spiralolje som styrer spor (105) med en bredde på 0,8 mm og en dybde på 0,5 mm er maskinert på innerveggen i justeringsringen, noe som muliggjør automatisk påfyll av fett gjennom kapillærvirkning.

• Oljestyringssporene er koblet til installasjonssporene (103), og danner et "hovedolje-bane-grenolje-bane" -nettverk, noe som øker smøremiddeldiffusjonshastigheten med 3,2 ganger (se strømningshastighetssimulering av skydiagrammet nedenfor).

2.2 Synergistisk materialoptimalisering

• Den selvsmørende blokken vedtar en gradient sintringsprosess: overflatelaget er et porøst grafittlag (porøsitet 25% ± 2%), og bunnlaget er en tett kobber-tin-legering, balanserende oljestedskapasitet og mekanisk styrke.

• Etter blokkeringstesting (Last 200n, hastighet 60 rpm) stabiliserer friksjonskoeffisienten seg i området 0,08-0,12, med en slitasjehastighet på bare 3,2 × 10⁻⁶ mm³/n · m (sammenlignet med 9,7 × 10⁻⁶ for tradisjonelle strukturer).

Iii. Ergonomisk justeringsmekanisme

3.1 Forbedret girposisjonering

• Ytterveggen er designet med 12 bueformede justeringsspor (104) med en krumningsradius på r = 1,5 mm, parret med fjærbelastede stålkuler for å oppnå ± 0,5 ° indekseringsnøyaktighet.

• Momenttester viser at girskiftemomentet er 0,15-0,25n · m (i tråd med ISO 10993-standarden for medisinske driftskrefter).

3.2 Modulær utskiftbar design

• Den selvblubberende blokken og basen er mekanisk sammenlåst i stedet for kjemisk bundet, og støtter erstatning på stedet (fjerningskraft ≤20N, installasjonskraft ≥50n).

• Vedlikeholdssyklusen utvides til 5000 sykluser (sammenlignet med 800 sykluser for tradisjonelle strukturer).

Sammenligningstabell over tekniske parametere

Typisk applikasjonsscenarioverifisering

Sak 1: Rotating Joint of Orthopedic Traction Device

• Etter kontinuerlig drift i 2000 timer under en dynamisk belastning på 200N, var det ingen avløsning av smøringblokk, og dreiemomentsvingningene var <5% (tradisjonelle strukturer hadde svingninger> 30%).

• Klinisk tilbakemelding indikerer at reparasjonsgraden for utstyret har gått ned fra 1,2 ganger/år til 0,3 ganger/år (datakilde: Utstyrsavdelingsrapport fra et tertiært sykehus i Øst -Kina i 2023).

Tilfelle 2: vinkeljusteringsmekanisme for endoskop

• I et miljø med 90%RH fuktighet var smøremiddelretensjonshastigheten> 85%(tradisjonelle design hadde <60%).

• Den operasjonelle nøyaktigheten ble forbedret til ± 0,3 °, og oppfylte EN 60601-2-18-standarden for medisinsk elektrisk utstyr.

Gjennom de tre tekniske traséene for topologisk sammenkoblingsstrukturdesign, mikrofluidisk smørekontroll og gradientmateriellteknikk, har patentet vårt omdefinert pålitelighetsstandardene for justerbare komponenter i medisinsk utstyr. I følge et nyhetssøk (Derwent Innovation) er denne strukturen internasjonalt fører når det gjelder antidebehandling og selvvedlikeholdsevner.

Hvis du vil lære mer, kan du kontakte Mingxu -maskiner For å få den komplette patentrapporten: [email protected]