CN100561160C

CN100561160C - 碰撞试验台闭路液动提升装置

Info

Publication number: CN100561160C
Application number: CNB2006100880416A
Authority: CN
Inventors: 吴国雄; 袁传大
Original assignee: Suzhou Dongling Vibration Test Instrument Co Ltd
Current assignee: Suzhou Dongling Vibration Test Instrument Co Ltd
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2026-06-16
Also published as: CN1904575A

Abstract

一种碰撞试验台闭路液动提升装置，其特征在于：由一套液动工作系统或两套及两套以上液动工作系统同步工作构成，每套液动工作系统中至少包括三个液压缸；所述各液压缸分为三类：第一类为提升缸[1]，所述提升缸[1]由提升缸体和设在提升缸体中的提升活塞[2]组成，提升活塞[2]的活塞杆[7]伸出与工作台[8]连接；第二类为脉动驱动缸[10]，由脉动缸体和设在脉动缸体中的脉动活塞[3]组成，脉动活塞[3]的活塞杆[9]伸出与对应设置的凸轮机构[4]配合；第三类为行程调节缸[11]，由行程调节缸体和设在行程调节缸体中的调节活塞[5]组成，调节活塞[5]与一位移调整机构[6]连接。本发明可调提升行程，并具有动作响应快、结构简单、体积小等优点。

Description

碰撞试验台闭路液动提升装置

技术领域

本发明涉及力学环境试验设备，具体涉及一种碰撞试验台上的闭路液动提升装置。

背景技术

碰撞试验台是一种按国家标准GB2423对航空航天、仪器仪表、汽车、家电等行业的产品进行运输模拟的跌落式冲击设备。它的工作原理是：紧固着试验样品的工作台靠提升装置抬起至规定高度，然后释放，试验样品随工作台自由下落，与缓冲器碰撞而产生碰撞脉冲。

现市场上碰撞试验台大多是机械凸轮提升式，即其提升装置是由凸轮顶杆机构和电机构成，即如图1所示，在工作台下连接顶杆，顶杆底端与凸轮配合，凸轮由电机带动旋转，凸轮旋转一周，完成工作台的抬起和释放。这种提升装置结构较简单，但是它的缺陷是提升行程固定、不可调，这样碰撞台适用范围就过窄，生产厂家一般要按不同提升行程的需求，更换缓冲器的厚薄来实现。为了提升行程可调，在上述凸轮机构基础上，人们会想到用专利号为85103400的可变行程凸轮机构替代上述普通凸轮，如图2所示，这样提升行程就可调了，但是调节范围仍较窄，并且，可变行程凸轮的结构过于复杂、体积庞大、可靠性也差，特别是凸轮的受力情况随凸轮行程的调节而变化，凸轮的关节轴易磨损，寿命短。

另外，市场上还有气压(或液压)式碰撞试验台，它们是以一套气压驱动系统(或液压驱动系统)作为提升装置的，即采用压缩气体(或液体)通过气缸(或液压缸)提升工作台面，提升到规定高度后，气路(或液压管路)换向，使工作台面下落碰撞。虽该种提升装置可调提升行程，但是其动作响应速度较慢，碰撞重复频率较低，并且气压系统(或液压系统)中包括气缸(或液压缸)、泵、电磁阀及控制电路，结构复杂，体积庞大。

因此如何设计一种既可调提升行程，又动作响应快、结构简单、体积小的碰撞试验台的提升装置便成了各生产厂商关心的课题。

发明内容

本发明目的是将凸轮机构与液压结构相结合，提供一种既可调提升行程，又动作响应快、结构简单、体积小的碰撞试验台的闭路液动提升装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种碰撞试验台闭路液动提升装置，由一套液动工作系统或两套或两套以上液动工作系统同步工作构成，每套液动工作系统中包括至少三个液压缸，所有各液压缸的工作腔相互连通；所述各液压缸分为三类：第一类为提升缸，所述提升缸在提升方向上设置，并由提升缸体和设在提升缸体中的提升活塞组成，提升活塞的活塞杆伸出与工作台连接；第二类为脉动驱动缸，由脉动缸体和设在脉动缸体中的脉动活塞组成，脉动活塞上设置有活塞杆，脉动活塞的活塞杆伸出与对应设置的凸轮机构配合；第三类为行程调节缸，由行程调节缸体和设在行程调节缸体中的调节活塞组成，调节活塞与一位移调整机构连接；

所述脉动活塞上作用有复位弹簧，复位弹簧的作用力方向是沿脉动活塞轴向向脉动驱动缸的缸体外作用，迫使脉动活塞上的活塞杆端部抵靠凸轮机构中凸轮的工作面；

所述调节活塞与位移调整机构通过一补偿弹簧连接，补偿弹簧的弹力迫使调节活塞紧压工作腔中的液压油，以此构成浮动补偿式调节活塞。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述“两套或两套以上液动工作系统同步工作”，其中同步工作，是指这多套液动工作系统的动作需同步，具体可采取以下方案：a、各液动工作系统共用一套凸轮机构；b、各液动工作系统由其各自的凸轮机构分别驱动，而这些凸轮机构是安装在一同步轴上，由同一电机驱动的。

2、为了增大工作台提升力和提升平稳度，可在工作台上作用多点提升力，这多点提升力可由多套液动工作系统中的提升缸提供，或由一套液动工作系统中的多个提升缸提供，因此，上述方案中可以由一套液动工作系统组成，也可以由多套液动工作系统组成，而各套液动工作系统中可以只有一个提升缸，也可以设有多个提升缸，当然，各套液动工作系统中的脉动驱动缸和行程调节缸也可以是一个或多个。较佳两方案如下：

a、本装置由两套或两套以上液动工作系统组成，每套液动工作系统中包括三个液压缸，各套液动工作系统中提升缸的提升活塞的活塞杆布置在工作台下。

b、本装置由一套液动工作系统组成，该液动工作系统中包括四个或四个以上液压缸，其中，一个为脉动驱动缸，一个为行程调节缸，余下均为提升缸，各提升缸中提升活塞的活塞杆布置在工作台下。

3、上述方案中，所述“每套液动工作系统中包括至少三个液压缸，所有各液压缸的工作腔相互连通”，具体可以采用至少三个液压缸通过管路连通，也可以采用一连通组合缸体，其上分至少三个液压缸部分。采用后者的话，各液压缸部分之间的连通容腔大，从而阻尼小，液动效果更佳。

4、上述方案中，所述“凸轮机构”为现有技术，即现有提升装置中的凸轮机构，它一般由凸轮和带减速装置的电机传动连接构成，凸轮的外轮廓工作面形状也是现有技术，可以完成提升和迅速释放两动作。最佳是：将活塞杆的顶端作为顶杆端，其上设有滚轮，以它通过滚轮直接与凸轮上的工作面配合。

5、上述方案中，为了脉动活塞在动作后可以迅速释放复位，动作快速，可在脉动活塞上作用复位弹簧，复位弹簧的作用力方向是沿脉动活塞轴向向缸体外作用，迫使脉动活塞上顶杆端抵靠凸轮机构中凸轮的工作面。

6、上述方案中，为了提升活塞的运动行程精确可控，就得防止各连通工作腔中出现真空段，具体可采取以下方案：将调节活塞与位移调整机构通过一补偿弹簧连接，补偿弹簧迫使调节活塞紧压工作腔内的液压油，以此构成浮动补偿式调节活塞，这样当工作腔内一出现真空时，调节活塞会因补偿弹簧作用迅速动作挤压工作腔，排除真空。

7、上述方案中，所述位移调整机构可以采用现有各种方式，可以手动或电机驱动，具体可采用以下较佳方案：所述位移调整机构包括丝杆螺母机构和电机或手动机构，所述行程调节缸外端上固定有端盖，端盖上开设有螺纹孔，该螺纹孔中配合穿设丝杆，丝杆的内端与与弹簧架连接，并通过补偿弹簧与调节活塞连接；丝杆的外端与电机或手动机构连接。此方案简单，调节精度又高，位置可自锁，推荐采用。

8、上述方案中，提升活塞的活塞杆与工作台底面间的连接关系可以是抵靠，也可以是固定连接，最佳是铰接连接，使两者的中心可以稍有偏差。

9、一般来说，工作台还需另设导向机构导向，可在上述方案中加设以下结构：所述工作台通过导向套滑动套设在提升缸体的外端上，提升缸体的外缸壁作为导向面，工作台通过导向套与导向面滑动配合导向。这样就将工作台的导向结构与本提升装置结合了起来，装配对中更方便。

本发明工作原理是：参见附图3所示，工作时，凸轮13由电机带动旋转，其工作面抵压脉动活塞3活塞杆9的顶部顶杆端15，从而驱动脉动活塞3向下运动，将液压油压入提升缸1工作腔中，顶起提升活塞2，提升活塞2向上运动经其活塞杆7端部将工作台8抬起。当凸轮13上的A点与顶杆端15接触时，工作台8被提升至最高位，接着，顶杆端15落入凸轮13上的释放凹位B中，脉动驱动缸10中脉动活塞3在复位弹簧12作用下迅速上抬复位，提升缸1中的提升活塞2所受的顶压力迅速撤消，工作台8因重力作用迅速自由下落，碰撞固定在碰撞台上的缓冲器，产生碰撞脉冲。

当需调节提升行程时，就通过位移调整机构6上调或下调行程调节缸11中的调节活塞5的限位位置，调节活塞5的限位位置提高时工作台8有效行程下降，反之工作台8有效行程增加。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、由于本发明特殊的结构，可以调节提升行程范围，并且可调行程范围较大，使碰撞台适用范围和负载覆盖面大大增宽，现一台碰撞台可替代原一系列普通凸轮提升式碰撞台。

2、本发明结构简单、工作可靠。

3、本发明动作响应速度快，比现有技术提高了1/3，重复碰撞频率可达到120次/分。

附图说明

附图1为现有技术普通凸轮式提升机构；

附图2为现有技术可变行程凸轮式提升机构；

附图3为实施例一的结构示意简图；

附图4为实施例一的具体结构示意图；

附图5为实施例二的结构示意简图。

以上附图中：1、提升缸；2、提升活塞；3、脉动活塞；4、凸轮机构；5、调节活塞；6、位移调整机构；7、活塞杆；8、工作台；9、活塞杆；10、脉动驱动缸；11、行程调节缸；12、复位弹簧；13、凸轮；14、补偿弹簧；15、顶杆端；16、滚轮；17、端盖；18、丝杆；19、传动轮；20、导向面；21、导向套；22、连杆；23、弹簧架。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见附图3和附图4所示，一种碰撞试验台闭路液动提升装置，由一套液动工作系统组成，该液动工作系统中设有三个液压缸，这三个液压缸的工作腔相连通，这三个液压缸分别为提升缸1、脉动驱动缸10和行程调节缸11；提升缸1上下垂直设置在工作台8下方，它由提升缸体和设在提升缸体中的提升活塞2组成，提升活塞2的活塞杆7向上伸出与工作台8底面上向下延伸出的连杆22的端部铰接；脉动驱动缸10也上下设置，它由脉动缸体和设在脉动缸体中的脉动活塞3组成，脉动活塞3的活塞杆9向上伸出与对应设置的凸轮机构4配合；行程调节缸11由行程调节缸体和设在行程调节缸体中的调节活塞5组成，调节活塞5通过补偿弹簧14及弹簧架23与一位移调整机构6连接。

参见附图4所示，本实施例具体采用的是一连通组合缸体，它的左侧段为提升缸1部分，中间段为行程调节缸11部分，右侧段为脉动驱动缸10部分，这三缸工作腔通过底部的横向段连通。脉动驱动缸10的截面积大于提升缸1的截面积，这样脉动活塞3运动一段行程，该行程反映到提升活塞2上就被放大了，用较小的凸轮13控制行程即可产生较大的提升活塞2的提升行程量。

参见附图4所示，凸轮机构4由凸轮13和电机传动连接构成，脉动活塞杆9顶端作为顶杆端15，其上设有滚轮16，它通过滚轮16与凸轮13上的工作面配合传动。在脉动驱动缸10中，脉动活塞3底部设有复位弹簧12，该复位弹簧12为压簧，它向上作用在脉动活塞3上，其作用力方向是沿脉动活塞3轴向向缸体外作用，迫使脉动活塞3的端部抵靠凸轮13的工作面。

参见附图4所示，所述位移调整机构6具体包括丝杆螺母机构和电机，行程调节缸11的外端上设有一端盖17，端盖17上开设有螺纹孔，该螺纹孔中配合穿设丝杆18，丝杆18的内端与弹簧架23连接，丝杆18的外端与一传动轮19连接，通过传动轮19与电机或手动机构连接(图中未画出)。

参见附图4所示，所述提升缸1外端的外缸壁作为导向面20，工作台8通过导向套21滑动套设在提升缸1的外端上，工作台8通过导向套21与导向面20滑动导向配合，以此构成工作台8的导向机构。

实施例二：参见附图5所示，一种碰撞试验台闭路液动提升装置，与实施例一的不同点在于：该液动提升装置由一套液动工作系统组成，该套液动工作系统中设有四个连通的液压缸，其中，两个为提升缸1，一个为脉动驱动缸10，最后一个为行程调节缸11；两个提升缸1容积大小一致，它们左右对称布置在工作台8下，两提升缸1中的提升活塞2的活塞杆7均向上伸出与工作台8支撑连接。工作时，凸轮转动，脉动驱动缸10中的脉动活塞3下移动作，推动液压油进入两提升缸1工作腔中，两提升活塞2同步上抬平稳地顶起工作台8。其它同实施例一，这里不再赘述。

实施例三：一种碰撞试验台闭路液动提升装置，与实施例一的不同点在于：该液动提升装置由两套液动工作系统组成，两液动工作系统的构造相同，具体构造如实施例一所述，大小容积也都相等；两液动工作系统中的提升缸1左右对称布置在工作台8下方，两提升缸1中的提升活塞2的活塞杆7均向上伸出与工作台8支撑连接；两液动工作系统中的凸轮机构4中的凸轮13由同一电机通过同步轴带动，从而使两液动工作系统同步动作。其它同实施例一，这里不再赘述。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种碰撞试验台闭路液动提升装置，其特征在于：由一套液动工作系统或两套以上液动工作系统同步工作构成，每套液动工作系统中包括至少三个液压缸，所有各液压缸的工作腔相互连通；所述各液压缸分为三类：第一类为提升缸[1]，所述提升缸[1]在提升方向上设置，并由提升缸体和设在提升缸体中的提升活塞[2]组成，提升活塞[2]的活塞杆[7]伸出与工作台[8]连接；第二类为脉动驱动缸[10]，由脉动缸体和设在脉动缸体中的脉动活塞[3]组成，脉动活塞[3]上设置有活塞杆[9]，脉动活塞[3]的活塞杆[9]伸出与对应设置的凸轮机构[4]配合；第三类为行程调节缸[11]，由行程调节缸体和设在行程调节缸体中的调节活塞[5]组成，调节活塞[5]与一位移调整机构[6]连接；

所述脉动活塞[3]上作用有复位弹簧[12]，复位弹簧[12]的作用力方向是沿脉动活塞[3]轴向向脉动驱动缸[10]的脉动缸体外作用，迫使脉动活塞[3]上的活塞杆[9]端部抵靠凸轮机构[4]中凸轮[13]的工作面；

所述调节活塞[5]与位移调整机构[6]通过一补偿弹簧[14]连接，补偿弹簧[14]的弹力迫使调节活塞[5]紧压工作腔中的液压油，以此构成浮动补偿式调节活塞。

2、根据权利要求1所述的碰撞试验台闭路液动提升装置，其特征在于：本装置由两套以上液动工作系统组成，每套液动工作系统中包括三个液压缸，各套液动工作系统中提升缸[1]的提升活塞[2]的活塞杆[7]布置在工作台[8]下。

3、根据权利要求1所述的碰撞试验台闭路液动提升装置，其特征在于：本装置由一套液动工作系统组成，该液动工作系统中包括四个以上液压缸，其中，一个为脉动驱动缸[10]，一个为行程调节缸[11]，余下均为提升缸[1]，各提升缸[1]中提升活塞[2]的活塞杆[7]布置在工作台[8]下。

4、根据权利要求1所述的碰撞试验台闭路液动提升装置，其特征在于：所述凸轮机构[4]由凸轮[13]和电机传动连接构成，脉动活塞[3]上的活塞杆[9]顶端作为顶杆端[15]，其上设有滚轮[16]，活塞杆[9]顶端通过滚轮[16]与凸轮[13]上的工作面配合传动。

5、根据权利要求1所述的碰撞试验台闭路液动提升装置，其特征在于：所述位移调整机构[6]包括丝杆螺母机构和电机或手动机构，所述丝杆螺母机构由丝杆[18]和开设有螺纹孔的端盖[17]组成，所述端盖[17]固定在行程调节缸[11]外端上，端盖[17]的螺纹孔中配合穿设丝杆[18]，丝杆[18]的内端与调节活塞[5]连接，丝杆[18]的外端与电机或手动机构连接。

6、根据权利要求1所述的碰撞试验台闭路液动提升装置，其特征在于：所述工作台[8]通过导向套[21]滑动套设在提升缸体的外端上，提升缸体的外缸壁作为导向面[20]，工作台[8]通过导向套[21]与导向面[20]滑动配合导向。