CN103954423B - 弹簧蓄能式水平冲击试验台及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的弹簧蓄能式水平冲击试验台，包括底座、波形发生器、导轨、用于固定实验品的冲击台、弹射机构，所述弹射机构包括推板、弹簧拉杆、安装板、蓄能弹簧、压缩气缸、锁紧机构I、气缸拉杆；所述的波形发生器和弹射机构的安装板之间设有与试验台轴向平行的导轨；所述的推板安装于导轨上；所述的冲击台安装于导轨位于推板和波形发生器之间的部分；所述的弹簧拉杆一端固定安装于推板上，弹簧拉杆穿过安装板；所述的蓄能弹簧套在弹簧拉杆上；所述的压缩气缸安装于底座上，其活塞杆与气缸拉杆连接；所述的气缸拉杆的中部设有锁紧机构I。本发明还提供一种弹簧蓄能式水平冲击试验方法。本发明结构简单、适应性强、试验数据可靠。

Description

弹簧蓄能式水平冲击试验台及方法

技术领域

本发明涉及水平冲击试验领域，具体涉及一种弹簧蓄能式水平冲击试验台及方法。

背景技术

工程实践中，常常会遇到冲击问题。一般而言，当具有一定速度的物体(冲击物)碰撞到一静止的物体时(被冲击物)，冲击物的运动将受阻而在瞬间停止运动，这时的被冲击物就受到了冲击作用。在这个过程中，冲击物得到极大的反向加速度，将对被冲击物施加很大的惯性力。冲击是一个不可避免的问题，在许多方面对机械设备的使用、产品的运输、航空航天器性能可靠性的保证都有极大的影响，特别是对航空航天器的影响。

目前，在航天航空产品和其他的商品包装冲击试验大多采用自由跌落式冲击试验机实现，垂直试验机也是冲击试验的主要冲击试验设备，但冲击后得到的波形受影响比较大，前波和后波比较多，不易处理。

而对于体积较长的实验品，通常采用水平冲击和倾斜冲击的试验方法。目前，从国外进口的水平冲击试验机采用橡皮绳为动力(如MTS公司的水平冲击试验机)产生需要的冲击初速度，由于橡皮绳产生的拉力有限，故需要较长的加速过程，要求滑道较长，站地面积大，且由于要求滑道精度较高，造价也很贵。倾斜冲击方法虽然不需要外加动力，试验设备简单，但由于倾斜角度不能太大，靠倾斜产生的重力分量较小，也需要很长的滑道才能产生所需的冲击初速，站地面积也比较大。对于长度较长的实验品，试验时也产生很的困难，甚至无法达到试验所需的冲击速度。

在我国，有些研究机构也已经有了相关的研究和成型产品的生产，如西工大冲击试验技术研究所研究生产的SPT-600双向水平冲击台、SPT-1000水平冲击台、SPT-50水平冲击台、SPT-200水平冲击台和200Kg水平冲击台，采用膨胀气缸作为动力，使用一个低压气缸作为工作台回位动力，冲击台中使用相应的刹车装置，但是设计的冲击台重量比较大，不容易搬运。

发明内容

本发明旨在克服现有技术冲击台重量大、结构复杂、成本高的缺陷，提供一种结构简单、适应性强、经济可靠的弹簧蓄能式水平冲击试验台及方法。

本发明的技术方案如下：

所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，包括底座、波形发生器、导轨、用于固定实验品的冲击台、弹射机构；

所述的底座的两端分别安装波形发生器和弹射机构；

所述弹射机构包括推板、弹簧拉杆、安装板、蓄能弹簧、压缩气缸、锁紧机构I、气缸拉杆；

所述的波形发生器和弹射机构的安装板之间设有与试验台轴向平行的导轨；所述的推板安装于导轨上，能够沿导轨做进给运动；所述的冲击台安装于导轨上，位于推板和波形发生器之间，能够沿着导轨做进给运动；

所述安装板与底座固定连接或与底座为一体，安装板的上部的设有孔I；所述的弹簧拉杆一端固定安装于推板上，弹簧拉杆经孔I穿过安装板；所述的蓄能弹簧套在弹簧拉杆上，蓄能弹簧的直径大于孔I；所述的压缩气缸安装于底座上，压缩气缸的活塞杆穿过安装板后与气缸拉杆连接；所述的气缸拉杆的中部设有能让弹簧拉杆穿过的孔Ⅱ，孔Ⅱ之上设置有锁紧机构I，弹簧拉杆的另一端设有对应锁紧机构I的锁止槽。

本发明的优选方案还包括安装于底座上的缓冲机构，所述的缓冲机构包括挡块导轨、阻尼弹簧I、推板挡块和弹簧挡板；

所述的挡块导轨以与导轨平行的方向设置于缓冲机构上；所述的推板挡块安装于挡块导轨上，位于靠近弹射机构的一端，能够沿着挡块导轨做进给运动；所述的阻尼弹簧I的一端与推板挡块连接，阻尼弹簧I的另一端与弹簧挡板连接；所述弹簧挡板固定于缓冲机构上；

所述的推板的下沿超出冲击台的下沿；所述推板挡块上设有缓冲挡舌I，缓冲挡舌I的高度刚好能够接触到推板的下沿从而挡住推板，同时不会碰到到冲击台的下沿。

所述缓冲机构还包括冲击台挡块和阻尼弹簧Ⅱ，所述冲击台挡块设于缓冲机构靠近波形发生器的一端；所述的阻尼弹簧Ⅱ的一端与冲击台挡块连接，另一端与弹簧挡板连接；

所述的冲击台挡块包括筒体I、锁紧电磁铁I、锁紧吸盘I、隔板Ⅰ、连杆Ⅰ、锁紧弹簧I、锁舌I，所述的锁紧电磁铁I固定安装于筒体I内的底部；所述隔板Ⅰ固定安装于筒体I内位于锁紧吸盘I的上方，与锁紧电磁铁I之间留有空隙；所述的锁紧吸盘I安装于筒体I内，位于隔板Ⅰ和锁紧电磁铁I之间；所述的隔板Ⅰ上设有孔Ⅲ；所述的连杆Ⅰ一端与锁紧吸盘I相连，另一端穿过隔板Ⅰ的孔Ⅲ与锁舌I连接；所述的锁紧弹簧I套在隔板Ⅰ与锁舌I之间的连杆Ⅰ上，其直径大于孔Ⅲ的直径；所述锁舌I在试验台轴向上与推板挡块的缓冲挡舌I错开分布；所述的冲击台底部对应锁舌I设置有缓冲挡舌Ⅱ。

所述的锁舌I靠近波形发生器的一侧为竖直面，另一侧为弧面；所述的缓冲挡舌Ⅱ靠近波形发生器的一侧为弧面，另一侧为竖直面。

所述缓冲机构与波形发生器之间的距离大于冲击台在试验台轴向的长度。

所述的锁紧机构I包括筒体Ⅱ、锁紧电磁铁Ⅱ、锁紧吸盘Ⅱ、筒体底板Ⅱ连杆Ⅱ、锁紧弹簧Ⅱ、锁舌Ⅱ，所述的锁紧电磁铁Ⅱ固定安装于筒体Ⅱ内的顶部；所述的锁紧吸盘Ⅱ位于筒体Ⅱ内锁紧电磁铁Ⅱ的下方，与锁紧电磁铁Ⅱ之间留有空隙；所述的筒体Ⅱ的底部设有筒体底板Ⅱ，所述的筒体底板Ⅱ上设有孔Ⅳ；所述的连杆Ⅱ一端与锁紧吸盘Ⅱ相连，另一端穿过筒体底板Ⅱ上的孔Ⅳ之后与锁舌Ⅱ连接；所述锁紧弹簧Ⅱ套在位于筒体底板Ⅱ与锁舌Ⅱ之间的连杆Ⅱ上，其直径大于孔Ⅳ的直径。

所述弹簧拉杆穿出安装板的一端尾部为锥体形状，锥体的底边为锁止槽的外边沿；所述的锁舌Ⅱ的下沿高度对应椎尖的高度。

本发明的优选方案还包括锁紧机构Ⅱ，所述锁紧机构Ⅱ设于安装板上，所述弹簧拉杆的中部对应锁紧机构Ⅱ设有一个以上的锁紧槽。

所述的锁紧机构Ⅱ包括筒体Ⅲ、锁紧电磁铁Ⅲ、锁紧吸盘Ⅲ、筒体底板Ⅲ、连杆Ⅲ、锁紧弹簧Ⅲ、锁舌Ⅲ，所述的锁紧电磁铁Ⅲ固定安装于筒体Ⅲ内的顶部；所述的锁紧吸盘Ⅲ位于筒体Ⅲ内锁紧电磁铁Ⅲ的下方，与锁紧电磁铁Ⅲ之间留有空隙；所述的筒体Ⅲ的底部设有筒体底板Ⅲ，所述的筒体底板Ⅲ上设有孔V；所述的连杆Ⅲ一端与锁紧吸盘Ⅲ相连，另一端穿过筒体底板Ⅲ上的孔Ⅴ之后与锁舌Ⅲ连接；所述锁紧弹簧Ⅲ套在位于筒体底板Ⅲ与锁舌Ⅲ之间的连杆Ⅲ上，其直径大于孔Ⅴ的直径。

所述的导轨对称设置两根；所述的压缩气缸和气缸拉杆对称设置两组。

本发明的进一步优选方案还包括设置于底座上的无活塞回拉气缸，所述的无活塞回拉气缸包括导向杆和移动块；所述的移动块上设有拉动挡舌I；所述的冲击台靠近弹射机构一端的底部设有配合拉动挡舌I的拉动挡舌Ⅱ。

所述的无活塞回拉气缸和拉动挡舌I、拉动挡舌Ⅱ对称设置两组。

本发明还提供一种弹簧蓄能式水平冲击试验方法，包括以下步骤：

A、将实验品安装于冲击台上，锁紧机构I通过锁止槽锁紧弹簧拉杆与气缸拉杆，压缩气缸充气，拉动弹簧拉杆带动推板运动，推板压缩蓄能弹簧进行蓄能，当推板到达预设位置，控制压缩气缸停止充气并打开泄气阀；推动冲击台直到冲击台紧贴推板；

B、锁紧机构I松开弹簧拉杆与气缸拉杆，推板在蓄能弹簧推动下带动冲击台向波形发生器运动，对推板进行缓冲，冲击台继续向波形发生器运动，直至与波形发生器发生冲击碰撞，记录波形发生器上的冲击波形。

作为上述水平冲击试验方法的优选方案：所述推板与冲击分离是通过缓冲机构实现的，所述缓冲机构包括挡块导轨、阻尼弹簧I、推板挡块和弹簧挡板、缓冲挡舌I；

所述的挡块导轨以与导轨平行的方向设置于缓冲机构上；所述的推板挡块安装于挡块导轨上，位于靠近弹射机构的一端，能够沿着挡块导轨做进给运动；所述的阻尼弹簧I的一端与推板挡块连接，阻尼弹簧I的另一端与弹簧挡板连接；所述弹簧挡板固定于缓冲机构上；

所述的推板的下沿超出冲击台的下沿；所述推板挡块上设有缓冲挡舌I，缓冲挡舌I的高度刚好能够接触到推板的下沿从而挡住推板，同时不会碰到到冲击台的下沿；

推板推动冲击台运动时，当推板下沿碰到缓冲挡舌I后，受到缓冲挡舌I的阻挡，在阻尼弹簧Ⅰ的弹力作用下减速，从而与冲击台分离。

本发明的工作过程如下：先将实验品安装于冲击台上；然后通过锁紧机构I锁紧弹射机构的弹簧拉杆与气缸拉杆，压缩气缸通过气缸拉杆带动弹射机构向背离波形发生器的方向运动，使得弹射机构中的蓄能弹簧不断压缩，从而完成蓄能；蓄能完毕后，将冲击台推至弹射机构处，使其贴住弹射机构的推板；松开锁紧机构I，弹簧拉杆与气缸拉杆脱离，在弹簧的弹力下推动冲击台，使之沿着导轨向波形发生器运动；当弹射机构接触到缓冲机构后减速停止，冲击台脱离弹射机构的推板，继续沿着导轨运动，直至撞击到波形发生器，这时记录下波形发生器上的数据，完成一次冲击试验。

本发明采用压缩气缸对进行蓄能弹簧进行蓄能，再由蓄能弹簧启动冲击，避免了直接通过气缸启动冲击产生的大应力而对压缩气缸的损坏；并且，本发明通过调节气压控制压缩气缸的拉力，从而控制弹射机构中弹簧的压缩量，控制冲击台的冲击速度，相对于现有技术可以更为便捷的获得不同的冲击过载值，增强试验台的适应性和应用广泛度。

所述的弹簧拉杆尾部优选设计成为锥体结构，锥体的底边为锁止槽的外边沿，这样设计的好处是通过直接推动弹簧拉杆时，其尾部锥体从锁紧机构I的锁舌Ⅱ下部穿过时，锁舌Ⅱ在拉杆锥面压力的作用下向上移动，锁紧弹簧Ⅱ被压缩，在弹簧力的作用下，锁舌Ⅱ始终靠紧弹簧拉杆，并能随着弹簧拉杆的移动而卡在锁止槽中。

在气缸与弹簧拉杆的连接结构上，本发明还设计了锁紧机构Ⅱ及弹簧拉杆上与之相配合的锁紧槽这一优选组合方案，在蓄能弹簧蓄能完毕后，通过锁紧机构Ⅱ锁紧弹簧拉杆，使得弹簧拉杆锁止在安装板上，然后松开锁紧机构I，通过锁紧机构Ⅱ的松开来启动弹射机构，这样就把启动冲击时产生的振动转移给给了安装板，能够避免启动冲击时对压缩气缸的损伤，进一步延长了压缩气缸的使用寿命。

本发明还设置了无活塞回拉气缸作为冲击台的自动回拉机构，通过无活塞回拉气缸将冲击台进行回位重置，无需人工操作，增加了操作的自动化程度；并且通过回拉气缸配合锥体形状的弹簧拉杆尾部结构，能够直接实现弹簧拉杆为锁紧机构I锁住，进一步增加了操作的自动化程度。

本发明的缓冲机构还可以设置冲击台反向缓冲机构，即通过冲击台挡块和阻尼弹簧Ⅱ的结构组合，能够对撞击波形发生器后回弹的冲击台进行阻尼式缓冲。并且优选冲击台反向缓冲启示的位置，即使得冲击台挡块与波形发生器之间的距离大于冲击台在试验台轴向的长度，这样就让冲击台在完成撞击后滑行一段距离后才开始缓冲，保证波形发生器能得到无杂波的波形，提高了试验数据的精确性和可靠性。

附图说明

图1为实施例弹簧蓄能式水平冲击试验台立体图

图2为实施例弹簧蓄能式水平冲击试验台主视图

图3为实施例弹簧蓄能式水平冲击试验台俯视图（省略实验品41）

图4为实施例弹簧蓄能式水平冲击试验台锁紧机构I内部结构图

图5为实施例弹簧蓄能式水平冲击试验台锁紧机构Ⅱ内部结构图

图6为实施例弹簧蓄能式水平冲击试验台弹簧拉杆及锁紧机构I、Ⅱ结构示意图

图7为实施例弹簧蓄能式水平冲击试验台冲击台挡块内部结构图

图中各部分名称及序号如下：

1为底座，2为波形发生器，3为导轨，4为冲击台，41为实验品，42为缓冲挡舌Ⅱ，43为拉动挡舌Ⅱ，51为推板，52为弹簧拉杆，521为锁紧槽，53为安装板，54为蓄能弹簧，55为压缩气缸，56为锁紧机构I，561为筒体Ⅱ，562为锁紧电磁铁Ⅱ，563为锁紧吸盘Ⅱ，564为筒体底板Ⅱ，565为连杆Ⅱ，566为锁紧弹簧Ⅱ，567为锁舌Ⅱ，57为气缸拉杆，58为锁止槽，59为锁紧机构Ⅱ，591为筒体Ⅲ，592为锁紧电磁铁Ⅲ，593为锁紧吸盘Ⅲ，594为筒体底板Ⅲ，595为连杆Ⅲ，596为锁紧弹簧Ⅲ，597为锁舌Ⅲ，6为缓冲机构，60为挡块导轨，61为阻尼弹簧Ⅰ，62为推板挡块，63为弹簧挡板，64为缓冲挡舌I，65为冲击台挡块，651为筒体Ⅰ，652为锁紧电磁铁Ⅰ，653为锁紧吸盘Ⅰ，654为隔板Ⅰ，655为连杆Ⅰ，656锁紧弹簧Ⅰ，657为锁舌Ⅰ，66为阻尼弹簧Ⅱ，7为无活塞回拉气缸，71为导向杆，72为移动块,73为拉动挡舌Ⅰ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明本发明。

实施例1

如图1、2、3所示，本实施例提供的弹簧蓄能式水平冲击试验台包括：底座1、波形发生器2、导轨3、用于固定实验品41的冲击台4、弹射机构；

所述的底座1的两端分别安装波形发生器2和弹射机构；

所述弹射机构包括推板51、弹簧拉杆52、安装板53、蓄能弹簧54、压缩气缸55、锁紧机构I56、气缸拉杆57；

所述的波形发生器2和弹射机构的安装板53之间设有与试验台轴向平行的导轨3；所述的推板51安装于导轨3上，能够沿导轨3做进给运动；所述的冲击台4安装于导轨3上，位于推板51和波形发生器2之间，能够沿着导轨3做进给运动；

所述安装板53与底座1固定连接或与底座1为一体，安装板53的上部的设有孔I；所述的弹簧拉杆52一端固定安装于推板51上，弹簧拉杆52经孔I穿过安装板53；所述的蓄能弹簧54套在弹簧拉杆52上，蓄能弹簧54的直径大于孔I；所述的压缩气缸55安装于底座1上，压缩气缸55的活塞杆穿过安装板53后与气缸拉杆57连接；所述的气缸拉杆57的中部设有能让弹簧拉杆52穿过的孔Ⅱ，孔Ⅱ之上设置有锁紧机构I56，弹簧拉杆52的另一端设有对应锁紧机构I56的锁止槽58；

还包括安装于底座1上的缓冲机构6，所述的缓冲机构6包括挡块导轨60、阻尼弹簧I61、推板挡块62和弹簧挡板63；

所述的挡块导轨60以与导轨3平行的方向设置于缓冲机构6上；所述的推板挡块62安装于挡块导轨上，位于靠近弹射机构的一端，能够沿着挡块导轨做进给运动；所述的阻尼弹簧I61的一端与推板挡块62连接，阻尼弹簧I61的另一端与弹簧挡板63连接；所述弹簧挡板63固定于缓冲机构6上；

所述的推板51的下沿超出冲击台4的下沿；所述推板挡块62上设有缓冲挡舌I64，缓冲挡舌I64的高度刚好能够接触到推板51的下沿从而挡住推板51，同时不会碰到到冲击台4的下沿；

所述弹簧拉杆2穿出安装板53的一端尾部为锥体形状，锥体的底边为锁止槽58的外边沿；所述的锁舌Ⅱ567的下沿高度对应椎尖的高度。

如图4所示，所述的锁紧机构I56包括筒体Ⅱ561、锁紧电磁铁Ⅱ562、锁紧吸盘Ⅱ563、筒体底板Ⅱ564连杆Ⅱ565、锁紧弹簧Ⅱ566、锁舌Ⅱ567，所述的锁紧电磁铁Ⅱ562固定安装于筒体Ⅱ561内的顶部；所述的锁紧吸盘Ⅱ563位于筒体Ⅱ561内锁紧电磁铁Ⅱ562的下方，与锁紧电磁铁Ⅱ562之间留有空隙；所述的筒体Ⅱ561的底部设有筒体底板Ⅱ564，所述的筒体底板Ⅱ564上设有孔Ⅳ；所述的连杆Ⅱ565一端与锁紧吸盘Ⅱ563相连，另一端穿过筒体底板Ⅱ564上的孔Ⅳ之后与锁舌Ⅱ567连接；所述锁紧弹簧Ⅱ566套在位于筒体底板Ⅱ564与锁舌Ⅱ567之间的连杆Ⅱ565上，其直径大于孔Ⅳ的直径。

本实施例弹簧蓄能式水平冲击试验台的工作过程如下：

冲击试验准备过程：锁紧机构I56的锁紧电磁铁Ⅱ562断电，锁紧机构I56的锁舌Ⅱ567在锁紧弹簧Ⅱ566的弹力及自身重力作用下向下运动卡入锁止槽58，锁紧机构I56锁紧弹簧拉杆52与气缸拉杆57，压缩气缸55充气，拉动弹簧拉杆52带动推板51运动，推板51压缩蓄能弹簧54进行蓄能，当推板51到达预设位置，控制压缩气缸55停止充气并打开泄气阀；推动冲击台4直到冲击台4紧贴推板51，冲击试验准备完成。

冲击试验进行过程：锁紧机构I56的锁紧电磁铁Ⅱ562通电，锁紧电磁铁Ⅱ562产生吸力使锁紧吸盘Ⅱ563通过连杆Ⅱ565带动锁舌Ⅱ567向上运动，锁紧机构I56松开弹簧拉杆52与气缸拉杆57，推板51在蓄能弹簧54推动下带动冲击台4向波形发生器2运动，当推板51下部碰到缓冲挡舌I64后，由缓冲挡舌I64、阻尼弹簧Ⅰ61及推板挡块62对弹射机构进行缓冲，冲击台4继续向波形发生器2运动，直至与波形发生器2发生冲击碰撞，记录波形发生器2上的冲击波形，冲击试验完成。

实施例2

如图1~3所示，本实施例提供的弹簧蓄能式水平冲击试验台包括：底底座1、波形发生器2、导轨3、用于固定实验品41的冲击台4、弹射机构；

所述的底座1的两端分别安装波形发生器2和弹射机构；

所述弹射机构包括推板51、弹簧拉杆52、安装板53、蓄能弹簧54、压缩气缸55、锁紧机构I56、气缸拉杆57；

所述的波形发生器2和弹射机构的安装板53之间设有与试验台轴向平行的导轨3；所述的推板51安装于导轨3上，能够沿导轨3做进给运动；所述的冲击台4安装于导轨3上，位于推板51和波形发生器2之间，能够沿着导轨3做进给运动；

所述安装板53与底座1固定连接或与底座1为一体，安装板53的上部的设有孔I；所述的弹簧拉杆52一端固定安装于推板51上，弹簧拉杆52经孔I穿过安装板53；所述的蓄能弹簧54套在弹簧拉杆52上，蓄能弹簧54的直径大于孔I；所述的压缩气缸55安装于底座1上，压缩气缸55的活塞杆穿过安装板53后与气缸拉杆57连接；所述的气缸拉杆57的中部设有能让弹簧拉杆52穿过的孔Ⅱ，孔Ⅱ之上设置有锁紧机构I56，弹簧拉杆52的另一端设有对应锁紧机构I56的锁止槽58；

还包括安装于底座1上的缓冲机构6，所述的缓冲机构6包括挡块导轨60、阻尼弹簧I61、推板挡块62和弹簧挡板63；

所述的挡块导轨60以与导轨3平行的方向设置于缓冲机构6上；所述的推板挡块62安装于挡块导轨上，位于靠近弹射机构的一端，能够沿着挡块导轨做进给运动；所述的阻尼弹簧I61的一端与推板挡块62连接，阻尼弹簧I61的另一端与弹簧挡板63连接；所述弹簧挡板63固定于缓冲机构6上；

所述的推板51的下沿超出冲击台4的下沿；所述推板挡块62上设有缓冲挡舌I64，缓冲挡舌I64的高度刚好能够接触到推板51的下沿从而挡住推板51，同时不会碰到到冲击台4的下沿；

所述缓冲机构6还包括冲击台挡块65和阻尼弹簧Ⅱ66，所述冲击台挡块65设于缓冲机构6靠近波形发生器2的一端；所述的阻尼弹簧Ⅱ66的一端与冲击台挡块64连接，另一端与弹簧挡板63连接；所述缓冲机构6与波形发生器2之间的距离大于冲击台4在试验台轴向的长度；

还包括锁紧机构Ⅱ59，所述锁紧机构Ⅱ59设于安装板53上，所述弹簧拉杆52的中部对应锁紧机构Ⅱ59设有一个以上的锁紧槽521；

所述的导轨3对称设置两根；所述的压缩气缸55和气缸拉杆57对称设置两组；

还包括设置于底座1上的无活塞回拉气缸7，所述的无活塞回拉气缸7包括导向杆71和移动块72；所述的移动块72上设有拉动挡舌I73；所述的冲击台4靠近弹射机构一端的底部设有配合拉动挡舌I73的拉动挡舌Ⅱ43，所述的无活塞回拉气缸7和拉动挡舌I71、拉动挡舌Ⅱ43对称设置两组；

如图4所示，所述的锁紧机构I56包括筒体Ⅱ561、锁紧电磁铁Ⅱ562、锁紧吸盘Ⅱ563、筒体底板Ⅱ564连杆Ⅱ565、锁紧弹簧Ⅱ566、锁舌Ⅱ567，所述的锁紧电磁铁Ⅱ562固定安装于筒体Ⅱ561内的顶部；所述的锁紧吸盘Ⅱ563位于筒体Ⅱ561内锁紧电磁铁Ⅱ562的下方，与锁紧电磁铁Ⅱ562之间留有空隙；所述的筒体Ⅱ561的底部设有筒体底板Ⅱ564，所述的筒体底板Ⅱ564上设有孔Ⅳ；所述的连杆Ⅱ565一端与锁紧吸盘Ⅱ563相连，另一端穿过筒体底板Ⅱ564上的孔Ⅳ之后与锁舌Ⅱ567连接；所述锁紧弹簧Ⅱ566套在位于筒体底板Ⅱ564与锁舌Ⅱ567之间的连杆Ⅱ565上，其直径大于孔Ⅳ的直径。

如图5所示，所述的锁紧机构Ⅱ59包括筒体Ⅲ591、锁紧电磁铁Ⅲ592、锁紧吸盘Ⅲ593、筒体底板Ⅲ594、连杆Ⅲ595、锁紧弹簧Ⅲ596、锁舌Ⅲ597，所述的锁紧电磁铁Ⅲ592固定安装于筒体Ⅲ591内的顶部；所述的锁紧吸盘Ⅲ593位于筒体Ⅲ591内锁紧电磁铁Ⅲ592的下方，与锁紧电磁铁Ⅲ592之间留有空隙；所述的筒体Ⅲ591的底部设有筒体底板Ⅲ594，所述的筒体底板Ⅲ594上设有孔V；所述的连杆Ⅲ595一端与锁紧吸盘Ⅲ593相连，另一端穿过筒体底板Ⅲ594上的孔Ⅴ之后与锁舌Ⅲ597连接；所述锁紧弹簧Ⅲ596套在位于筒体底板Ⅲ594与锁舌Ⅲ597之间的连杆Ⅲ595上，其直径大于孔Ⅴ的直径。

如图6所示，所述锁紧机构I56通过锁舌Ⅱ567与锁止槽58锁紧弹簧拉杆52；所述锁紧机构Ⅱ59通过锁舌Ⅲ597与锁紧槽521锁紧弹簧拉杆52；

如图7所示，所述的冲击台挡块65包括筒体I651、锁紧电磁铁I652、锁紧吸盘I653、隔板Ⅰ654、连杆Ⅰ655、锁紧弹簧I656、锁舌I657，所述的锁紧电磁铁I652固定安装于筒体I651内的底部；所述隔板Ⅰ654固定安装于筒体I651内位于锁紧吸盘I653的上方，与锁紧电磁铁I652之间留有空隙；所述的锁紧吸盘I653安装于筒体I651内，位于隔板Ⅰ654和锁紧电磁铁I652之间；所述的隔板Ⅰ654上设有孔Ⅲ；所述的连杆Ⅰ655一端与锁紧吸盘I653相连，另一端穿过隔板Ⅰ654的孔Ⅲ与锁舌I657连接；所述的锁紧弹簧I656套在隔板Ⅰ654与锁舌I657之间的连杆Ⅰ655上，其直径大于孔Ⅲ的直径；所述锁舌I657在试验台轴向上与推板挡块62的缓冲挡舌I64错开分布；

图2中所述的冲击台4底部对应锁舌I657设置有缓冲挡舌Ⅱ42，且所述的锁舌I657靠近波形发生器2的一侧为竖直面，另一侧为弧面；所述的缓冲挡舌Ⅱ42靠近波形发生器2的一侧为弧面，另一侧为竖直面。

本实施例弹簧蓄能式水平冲击试验台的工作过程如下：

假设初始状态为上一次冲击试验完成后的状态，冲击台4在缓冲机构6的缓冲下停止；

冲击试验准备过程：锁紧机构I56的锁紧电磁铁Ⅱ562断电，锁紧机构I56的锁舌Ⅱ567在锁紧弹簧Ⅱ566的弹力及自身重力作用下向下运动卡入锁止槽58，锁紧机构I56锁紧弹簧拉杆52与气缸拉杆57，压缩气缸55充气，拉动弹簧拉杆52带动推板51运动，推板51压缩蓄能弹簧54进行蓄能，当推板51到达预设位置，控制压缩气缸55停止充气并打开泄气阀；锁紧机构Ⅱ59的锁紧电磁铁Ⅲ592断电，锁紧机构Ⅱ59的锁舌Ⅲ597在锁紧弹簧Ⅲ596的弹力及自身重力作用下向下运动卡入锁紧槽521，锁紧机构Ⅱ59锁紧弹簧拉杆52与安装板53；锁紧机构I56的锁紧电磁铁Ⅱ562通电，锁紧电磁铁Ⅱ562产生吸力使锁紧吸盘Ⅱ563通过连杆Ⅱ565带动锁舌Ⅱ567向上运动，锁紧机构I56松开弹簧拉杆52与气缸拉杆57；冲击台挡块65的锁紧电磁铁Ⅰ652通电，锁紧电磁铁Ⅰ652产生吸力使锁紧吸盘Ⅰ653通过连杆Ⅰ655带动锁舌Ⅰ657向上运动脱离与缓冲挡舌Ⅱ42的接触；控制无活塞回拉气缸7充气，通过导向杆上的移动块72的拉动挡舌Ⅰ推动冲击台4底部的拉动挡舌Ⅱ73使得冲击台4向弹射机构运动，直到冲击台4紧贴推板51，之后控制无活塞回拉气缸7反向充气，无活塞回拉气缸7带动拉动挡舌Ⅰ回到原处；冲击台挡块65的锁紧电磁铁Ⅰ652断电，冲击台挡块65的锁舌Ⅰ657在锁紧弹簧Ⅰ656的弹力身重力作用下向上运动回到原处，冲击试验准备完成。

冲击试验进行过程：锁紧机构Ⅱ59的锁紧电磁铁Ⅲ592通电，锁紧电磁铁Ⅲ592产生吸力使锁紧吸盘Ⅲ593通过连杆Ⅲ595带动锁舌Ⅲ597向上运动，锁紧机构Ⅱ59松开弹簧拉杆52与安装板53，推板51在蓄能弹簧54推动下带动冲击台4向波形发生器2运动，当推板51下部碰到缓冲挡舌I64后，由缓冲挡舌I64、阻尼弹簧Ⅰ61及推板挡块62对弹射机构进行缓冲；冲击台4继续向波形发生器2运动，当缓冲挡舌Ⅱ42的弧面与锁舌Ⅰ657的弧面接触时，锁舌Ⅰ657在缓冲挡舌Ⅱ42的作用下向下运动脱离接触并压缩锁紧弹簧Ⅰ656，冲击台4继续向波形发生器2运动，锁舌Ⅰ657在缓冲挡舌Ⅱ42离开之后在锁紧弹簧Ⅰ656作用力下向上移动回到原处，冲击台4继续运动直至与波形发生器2发生冲击碰撞后反弹运动，缓冲挡舌Ⅱ42的垂直面与锁舌Ⅰ657的垂直面接触后由冲击台挡块65及阻尼弹簧Ⅱ66对冲击台4进行缓冲，记录波形发生器2上的冲击波形，冲击试验完成。

Claims (14)

1.弹簧蓄能式水平冲击试验台，包括底座（1）、波形发生器（2）、导轨（3）、用于固定实验品（41）的冲击台（4）、弹射机构，其特征在于：

所述的底座（1）的两端分别安装波形发生器（2）和弹射机构；

所述弹射机构包括推板（51）、弹簧拉杆（52）、安装板（53）、蓄能弹簧（54）、压缩气缸（55）、锁紧机构I（56）、气缸拉杆（57）；

所述的波形发生器（2）和弹射机构的安装板（53）之间设有与试验台轴向平行的导轨（3）；所述的推板（51）安装于导轨（3）上，能够沿导轨（3）做进给运动；所述的冲击台（4）安装于导轨（3）上，位于推板（51）和波形发生器（2）之间，能够沿着导轨（3）做进给运动；

所述安装板（53）与底座（1）固定连接或与底座（1）为一体，安装板（53）的上部设有孔I；所述的弹簧拉杆（52）一端固定安装于推板（51）上，弹簧拉杆（52）经孔I穿过安装板（53）；所述的蓄能弹簧（54）套在弹簧拉杆（52）上，蓄能弹簧（54）的直径大于孔I；所述的压缩气缸（55）安装于底座（1）上，压缩气缸（55）的活塞杆穿过安装板（53）后与气缸拉杆（57）连接；所述的气缸拉杆（57）的中部设有能让弹簧拉杆（52）穿过的孔Ⅱ，孔Ⅱ之上设置有锁紧机构I（56），弹簧拉杆（52）的另一端设有对应锁紧机构I（56）的锁止槽（58）。

2.如权利要求1所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于：

还包括安装于底座（1）上的缓冲机构（6），所述的缓冲机构（6）包括挡块导轨（60）、阻尼弹簧I（61）、推板挡块（62）和弹簧挡板（63）；

所述的挡块导轨（60）与导轨（3）平行；所述的推板挡块（62）安装于挡块导轨上，位于靠近弹射机构的一端，能够沿着挡块导轨做进给运动；所述的阻尼弹簧I（61）的一端与推板挡块（62）连接，阻尼弹簧I（61）的另一端与弹簧挡板（63）连接；所述弹簧挡板（63）固定于底座（1）上；

所述的推板（51）的下沿超出冲击台（4）的下沿；所述推板挡块（62）上设有缓冲挡舌I（64），缓冲挡舌I（64）的高度刚好能够接触到推板（51）的下沿从而挡住推板（51），同时不会碰到冲击台（4）的下沿。

3.如权利要求2所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于：所述缓冲机构（6）还包括冲击台挡块（65）和阻尼弹簧Ⅱ（66），所述冲击台挡块（65）设于挡块导轨（60）上靠近波形发生器（2）的一端；所述的阻尼弹簧Ⅱ（66）的一端与冲击台挡块（65）连接，另一端与弹簧挡板（63）连接；

所述的冲击台挡块（65）包括筒体I（651）、锁紧电磁铁I（652）、锁紧吸盘I（653）、隔板Ⅰ（654）、连杆Ⅰ（655）、锁紧弹簧I（656）、锁舌I（657），所述的锁紧电磁铁I（652）固定安装于筒体I（651）内的底部；所述隔板Ⅰ（654）固定安装于筒体I（651）内位于锁紧吸盘I（653）的上方，与锁紧电磁铁I（652）之间留有空隙；所述的锁紧吸盘I（653）安装于筒体I（651）内，位于隔板Ⅰ（654）和锁紧电磁铁I（652）之间；所述的隔板Ⅰ（654）上设有孔Ⅲ；所述的连杆Ⅰ（655）一端与锁紧吸盘I（653）相连，另一端穿过隔板Ⅰ（654）的孔Ⅲ与锁舌I（657）连接；所述的锁紧弹簧I（656）套在隔板Ⅰ（654）与锁舌I（657）之间的连杆Ⅰ（655）上，其直径大于孔Ⅲ的直径；所述锁舌I（657）在试验台轴向上与推板挡块（62）的缓冲挡舌I（64）错开分布；所述的冲击台（4）底部对应锁舌I（657）设置有缓冲挡舌Ⅱ（42）。

4.如权利要求3所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于：所述的锁舌I（657）靠近波形发生器（2）的一侧为竖直面，另一侧为弧面；所述的缓冲挡舌Ⅱ（42）靠近波形发生器（2）的一侧为弧面，另一侧为竖直面。

5.如权利要求2所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于：所述缓冲机构（6）与波形发生器（2）之间的距离大于冲击台（4）在试验台轴向的长度。

6.如权利要求1所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于：所述的锁紧机构I（56）包括筒体Ⅱ（561）、锁紧电磁铁Ⅱ（562）、锁紧吸盘Ⅱ（563）、筒体底板Ⅱ（564）、连杆Ⅱ（565）、锁紧弹簧Ⅱ（566）、锁舌Ⅱ（567），所述的锁紧电磁铁Ⅱ（562）固定安装于筒体Ⅱ（561）内的顶部；所述的锁紧吸盘Ⅱ（563）位于筒体Ⅱ（561）内锁紧电磁铁Ⅱ（562）的下方，与锁紧电磁铁Ⅱ（562）之间留有空隙；所述的筒体Ⅱ（561）的底部设有筒体底板Ⅱ（564），所述的筒体底板Ⅱ（564）上设有孔Ⅳ；所述的连杆Ⅱ（565）一端与锁紧吸盘Ⅱ（563）相连，另一端穿过筒体底板Ⅱ（564）上的孔Ⅳ之后与锁舌Ⅱ（567）连接；所述锁紧弹簧Ⅱ（566）套在位于筒体底板Ⅱ（564）与锁舌Ⅱ（567）之间的连杆Ⅱ（565）上，其直径大于孔Ⅳ的直径。

7.如权利要求6所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于：弹簧拉杆（52）穿出安装板（53）的一端尾部为锥体形状，锥体的底边为锁止槽（58）的外边沿；所述的锁舌Ⅱ（567）的下沿高度对应椎尖的高度。

8.如权利要求1所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于：还包括锁紧机构Ⅱ（59），所述锁紧机构Ⅱ（59）设于安装板（53）上，所述弹簧拉杆（52）的中部对应锁紧机构Ⅱ（59）设有一个以上的锁紧槽（521）。

9.如权利要求8所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于：

所述的锁紧机构Ⅱ（59）包括筒体Ⅲ（591）、锁紧电磁铁Ⅲ（592）、锁紧吸盘Ⅲ（593）、筒体底板Ⅲ（594）、连杆Ⅲ（595）、锁紧弹簧Ⅲ（596）、锁舌Ⅲ（597），所述的锁紧电磁铁Ⅲ（592）固定安装于筒体Ⅲ（591）内的顶部；所述的锁紧吸盘Ⅲ（593）位于筒体Ⅲ（591）内锁紧电磁铁Ⅲ（592）的下方，与锁紧电磁铁Ⅲ（592）之间留有空隙；所述的筒体Ⅲ（591）的底部设有筒体底板Ⅲ（594），所述的筒体底板Ⅲ（594）上设有孔V；所述的连杆Ⅲ（595）一端与锁紧吸盘Ⅲ（593）相连，另一端穿过筒体底板Ⅲ（594）上的孔Ⅴ之后与锁舌Ⅲ（597）连接；所述锁紧弹簧Ⅲ（596）套在位于筒体底板Ⅲ（594）与锁舌Ⅲ（597）之间的连杆Ⅲ（595）上，其直径大于孔Ⅴ的直径。

10.如权利要求1所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于：所述的导轨（3）对称设置两根；所述的压缩气缸（55）和气缸拉杆（57）对称设置两组。

11.如权利要求1~9任意一项所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于：还包括设置于底座（1）上的无活塞回拉气缸（7），所述的无活塞回拉气缸（7）包括导向杆（71）和移动块（72）；所述的移动块（72）上设有拉动挡舌I（73）；所述的冲击台（4）靠近弹射机构一端的底部设有配合拉动挡舌I（73）的拉动挡舌Ⅱ（43）。

12.如权利要求11所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于：所述的无活塞回拉气缸（7）和拉动挡舌I（73）、拉动挡舌Ⅱ（43）对称设置两组。

13.运用如权利要求1所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台的水平冲击试验方法，其特征在于包括以下步骤：

A、将实验品（41）安装于冲击台（4）上，锁紧机构I（56）通过锁止槽（58）锁紧弹簧拉杆（52）与气缸拉杆（57），压缩气缸（55）充气，拉动弹簧拉杆（52）带动推板（51）运动，推板（51）压缩蓄能弹簧（54）进行蓄能，当推板（51）到达预设位置，控制压缩气缸（55）停止充气并打开泄气阀；推动冲击台（4）直到冲击台（4）紧贴推板（51）；

B、锁紧机构I（56）松开弹簧拉杆（52）与气缸拉杆（57），推板（51）在蓄能弹簧（54）的弹力作用下推动冲击台（4）向波形发生器（2）方向运动，蓄能弹簧（54）完全展开后，推板（51）与冲击台（4）分离，冲击台（4）继续运动，直至与波形发生器（2）发生冲击碰撞，记录冲击波形。

14.如权利要求13所述的水平冲击试验方法，其特征在于：

所述推板（51）与冲击台（4）分离是通过缓冲机构（6）实现的，所述缓冲机构（6）包括挡块导轨（60）、阻尼弹簧I（61）、推板挡块（62）和弹簧挡板（63）、缓冲挡舌I（64）；

所述的挡块导轨（60）与导轨（3）平行；所述的推板挡块（62）安装于挡块导轨上，位于靠近弹射机构的一端，能够沿着挡块导轨做进给运动；所述的阻尼弹簧I（61）的一端与推板挡块（62）连接，阻尼弹簧I（61）的另一端与弹簧挡板（63）连接；所述弹簧挡板（63）固定于底座（1）上；

所述的推板（51）的下沿超出冲击台（4）的下沿；所述推板挡块（62）上设有缓冲挡舌I（64），缓冲挡舌I（64）的高度刚好能够接触到推板（51）的下沿从而挡住推板（51），同时不会碰到冲击台（4）的下沿；

推板（51）推动冲击台（4）运动时，当推板（51）下沿碰到缓冲挡舌I（64）后，受到缓冲挡舌I（64）的阻挡，在阻尼弹簧Ⅰ（61）的弹力作用下减速，从而与冲击台（4）分离。