CN104515668A - 一种气压驱动弹射式水平冲击台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气压驱动弹射式水平冲击台,包括底座、工作台、双向气缸、导轨、波形发生器和锁紧机构;所述底座的一侧设有前挡板,另一侧设有后挡板;所述的前挡板上设置有波形发生器,用于采集撞击信息;所述的导轨沿着工作台的轴向设置,设于前挡板和后挡板之间;所述工作台安装于导轨上,能够沿着导轨做进给运动,其上安装测试件;所述双向气缸的活塞杆固定在后挡板上,其缸体固定在工作台上;所述锁紧机构用于在出发位置锁住工作台。本发明解决了现有气压水平冲击台存在的操作复杂,稳定性差的问题,具有结构简要、操作简单、平稳性良好等特点。

Description

_种气压驱动弹射式水平冲击台
技术领域
[0001] 本发明涉及一种水平冲击实验台,特别是气压驱动弹射式水平冲击台。
背景技术
[0002] 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。模拟该过程的实验叫做冲击过载试验。在冲击过载试验中,国外一般采用水平冲击或者倾斜冲击方法,国内使用得最多的还是垂直冲击试验设备和倾斜的冲击试验方法,在很大程度上限制了我国冲击过载试验的准确性。
[0003] 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,占地面积也比较大。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。
[0004] 在我国,有些研宄机构也已经有了相关的研宄和成型产品的生产,如西工大冲击试验技术研宄所研宄生产的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,但是增加了设备的复杂性,不利于系统的维修,同时进一步增加了操作难度,并且设计的冲击台重量比较大,不容易搬运。
发明内容
[0005] 本发明的目的是解决上述问题,提供一种结构简要、操作简单、平稳性良好的气压驱动弹射式水平冲击台。
[0006] 本发明的气压驱动弹射式水平冲击台,包括底座、工作台、双向气缸、导轨、波形发生器和锁紧机构;所述底座的一侧设有前挡板,另一侧设有后挡板;所述的前挡板上设置有波形发生器,用于采集撞击信息;所述的导轨沿着工作台的轴向设置,设于前挡板和后挡板之间;所述工作台安装于导轨上,能够沿着导轨做进给运动,其上安装测试件;所述双向气缸的活塞杆固定在后挡板上,其缸体固定在工作台上;所述锁紧机构用于在出发位置锁住工作台。
[0007] 作为本发明的进一步说明:所述双向气缸的活塞杆通过固连盘固定在后挡板上。
[0008] 作为本发明的进一步说明:所述工作台的台面上固定设置有夹具,用于固定安装测试件作为本发明的进一步说明:气压驱动弹射式水平冲击台还包括锁紧机构,所述的锁紧机构包括支座、筒体、电磁铁、吸盘、顶板、连杆、弹簧、锁舌;所述支座固定安装于底座上,所述筒体固定于锁紧支座上;所述的电磁铁固定安装于筒体内的底部;所述的吸盘位于筒体内电磁的上方,与电磁铁之间留有空隙;所述的顶板上设有孔;所述的连杆一端与吸盘相连,另一端穿过顶板上的孔之后与锁舌连接;所述弹簧套在位于顶板与锁舌之间的连杆上,其直径大于孔的直径。
[0009] 作为本发明的进一步说明:所述的锁舌靠近波形发生器的一侧为弧面,另一侧为竖直面。
[0010] 作为本发明的进一步说明:所述波形发生器为圆柱形的橡胶垫。
[0011] 作为本发明的进一步说明:所述波形发生器对应的工作台的端面上设置有薄橡胶垫。
[0012] 本发明的气压驱动弹射式水平冲击台解决了现有技术的缺点和不足,与现有技术相比具有以下进步:
1、本发明方案的气缸为双向气缸,冲击后通过气缸背压缓冲,同时气缸反向充气控制工作台回到起始位置,相比复位气缸组件,设备的更为简单,操作更为简便。
[0013] 2、波形发生器为配套橡胶垫更加有利于数据精确,因为橡胶具硬非线性特性,如果按照设计计算出来的数值来用,得到的试验数值不够准确,正弦波形发生器在使用时需要加薄橡胶垫适当调节,或可以适当降低冲击速度,这样可也得到更加准确的数据。
[0014] 3、采用气缸作为驱动机构,只要调节充气压力,可以得到不同的冲击初始速度,从而得到不同的冲击过载值;而改变波形发生器的刚度,可以得到不同的脉冲宽度值,两者协调配合,可以得到满足设计指标要求的各种冲击试验波形,操作非常方便。
附图说明
[0015] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0016] 图1为本发明气压驱动弹射式水平冲击台的A-A图。
[0017] 图2为本发明气压驱动弹射式水平冲击台的俯视图图。
[0018] 图3为本发明气压驱动弹射式水平冲击台的工作台的A-A图。
[0019] 图4为本发明气压驱动弹射式水平冲击台的工作台的俯视图。
[0020] 图中,I一底座;2—工作台;3—双向气缸;4一导轨;5—发生器;6—锁紧机构;61—筒体;62 —电磁铁;63—吸盘;64—顶板;65—连杆;66—弹簧;67—锁舌;68—支座;7一后挡板;8—后挡板;9一薄橡胶垫;10—夹具。
具体实施方式
[0021] 参见图1至图4,本发明的气压驱动弹射式水平冲击台,包括底座1、工作台2、双向气缸3、导轨4、波形发生器5和锁紧机构6 ;其特征在于:所述底座I的一侧设有前挡板7,另一侧设有后挡板8 ;所述的前挡板7上设置有波形发生器5,用于采集撞击信息;所述的导轨4沿着工作台的轴向设置,设于前挡板7和后挡板8之间;所述工作台2安装于导轨4上,能够沿着导轨4做进给运动,其上安装测试件;所述双向气缸3的活塞杆固定在后挡板8上,其缸体固定在工作台2上;所述锁紧机构6用于在出发位置锁住工作台2。
[0022] 锁紧机构6在在气压驱动弹射式水平冲击台中是一个很重要的机构,要使弹射气缸弹射时有足够的弹射力,必须先把气缸锁紧,再对弹射气缸3加压。
[0023] 气缸的型号及参数的选择,由冲击台预设的最大冲击速度、工作台重量、冲击波形发生器距离决定,优先选用QGBM 0100-1000-MF2弹射气缸。
[0024] 还包括锁紧机构6,所述的锁紧机构6包括支座68、筒体61、电磁铁62、吸盘63、顶板64、连杆65、弹簧66、锁舌67 ;所述支座68固定安装于底座I上,所述筒体61固定于锁紧支座68上;所述的电磁铁62固定安装于筒体61内的底部;所述的吸盘63位于筒体61内电磁62的上方,与电磁铁62之间留有空隙;所述的顶板64上设有孔;所述的连杆65 —端与吸盘63相连,另一端穿过顶板64上的孔之后与锁舌67连接;所述弹簧66套在位于顶板64与锁舌67之间的连杆65上,其直径大于孔的直径。电磁铁通电后产生磁力将吸盘吸附下来,带动锁舌向下运动,电磁铁失电后,弹簧将吸盘往上拉,带动锁舌向上运动。实际使用过程中,电磁铁可以选用市场上比较普遍且价格便宜的盘式电磁铁。
[0025] 选用弹簧时,弹簧的弹性系数可以这样确定:锁紧机构6在工作过程中是在压缩气缸停止工作后才工作的,所以锁紧机构克服的摩擦力比较小,只是克服吸盘63和锁舌67自身的重力和弹簧的压缩力就可以了。根据测量得吸盘和锁紧挡块的总重量为M,由公式G=Mg确定其重量,取压紧弹簧的刚度为K,允许的位移量为D,则弹簧的弹性系数为K=G/D。
[0026] 电磁铁型号和规格的选用方面:可根据吸盘重量和受到的实际摩察力,查阅行业内的盘式电磁铁型号和参数表格进行选择。
[0027] 导轨在此次设计中是一个关键的部件。冲击台在工作时的瞬时速度很大,所以要求导轨有很小的摩擦力和高的精度。因此优先选用的导轨为高精度的滚动直线导轨,其优点是:精度高、摩擦力小、工作平稳。
[0028] 所述波形发生器5与前挡板7设有薄橡胶垫9。因为橡胶具硬非线性特性,所以半正弦波形发生器在使用时可以加薄橡胶垫9适当调节,或可以适当降低冲击速度,这样才能得到正确的数据。
[0029] 所述前挡块7和后挡板8的均安装有梯形缓冲块。减少冲击撞击过程中产生的强大冲击力对挡板和底座I造成的损害,同时加强了气缸的固定连接,以便产生更大的加速度。
[0030] 所述的锁舌67靠近波形发生器5的一侧为弧面,另一侧为竖直面。
[0031] 所述波形发生器5为圆柱形的橡胶垫。
[0032] 所述波形发生器5对应的工作台的端面上设置有薄橡胶垫9。
[0033] 所述双向气缸3的活塞杆通过固连盘固定在后挡板8上。
[0034] 所述工作台2的台面上固定设置有夹具10,用于固定安装测试件。
[0035] 使用过程中:首先确保气缸3和工作台2能在直线滑动导轨4上自由滑动,将试件安装在工作台面的夹具10上。电磁铁14断电,机械锁紧机构锁舌67伸出,锁紧工作台2,然后气缸3充气,调节气缸中的压力为设定值后,锁紧机构中的盘式电磁铁62通电,产生吸引力,吸合吸盘63带动锁舌67往下移动,释放冲击工作台2,气缸和工作台2在气体压力的作用下在导轨4上加速运动,撞击前挡板7的波形发生器5,产生相应的冲击波形,冲击完成后气缸3反向充气,控制工作台2回到起始位置,锁紧机构6中的盘式电磁铁62失电,吸引力消失,锁舌67伸出锁紧工作台2,完成一次冲击过程。从以上冲击过程可以看出,调节充气压力,可以得到不同的冲击初始速度,从而得到不同的冲击过载值;而改变波形发生器的刚度,可以得到不同的脉冲宽度值,两者协调配合,可以得到满足设计指标要求的各种冲击试验波形。

Claims (7)

1.一种气压驱动弹射式水平冲击台,包括底座(I)、工作台(2)、双向气缸(3)、导轨(4)、波形发生器(5)和锁紧机构(6);其特征在于:所述底座(I)的一侧设有前挡板(7),另一侧设有后挡板(8);所述的前挡板(7)上设置有波形发生器(5),用于采集撞击信息;所述的导轨(4)沿着工作台的轴向设置,设于前挡板(7)和后挡板(8)之间;所述工作台(2)安装于导轨(4)上,能够沿着导轨(4)做进给运动,其上安装测试件;所述双向气缸(3)的活塞杆固定在后挡板(7)上,其缸体固定在工作台(2)上;所述锁紧机构(6)用于在出发位置锁住工作台(2)。
2.根据权利要求1所述的气压驱动弹射式水平冲击台,其特征在于:所述双向气缸(3)的活塞杆通过固连盘固定在后挡板(7)上。
3.根据权利要求1所述的气压驱动弹射式水平冲击台,其特征在于:所述工作台(2)的台面上固定设置有夹具(10),用于固定安装测试件。
4.根据权利要求1所述的气压驱动弹射式水平冲击台,其特征在于:还包括锁紧机构(6),所述的锁紧机构(6)包括支座(68)、筒体(61)、电磁铁(62)、吸盘(63)、顶板(64)、连杆(65)、弹簧(66)、锁舌(67);所述支座(61)固定安装于底座(I)上,所述筒体(61)固定于锁紧支座(61)上;所述的电磁铁(62)固定安装于筒体(61)内的底部;所述的吸盘(63)位于筒体(61)内电磁(62)的上方,与电磁铁(62)之间留有空隙;所述的顶板(64)上设有孔;所述的连杆(65)—端与吸盘(63)相连,另一端穿过顶板(64)上的孔之后与锁舌(67)连接;所述弹簧(66)套在位于顶板(64)与锁舌(67)之间的连杆(65)上,其直径大于孔的直径。
5.如权利要求4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(67)靠近波形发生器(2)的一侧为弧面,另一侧为竖直面。
6.根据权利要求1所述的气压驱动弹射式水平冲击台,其特征在于:所述波形发生器(7)为圆柱形的橡胶垫。
7.根据权利要求6所述的气压驱动弹射式水平冲击台,其特征在于:所述波形发生器(7)对应的工作台的端面上设置有薄橡胶垫(9)。
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