CN104841575B - 动态离心机一体化刚性转臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态离心机一体化刚性转臂，包括转臂本体，转臂本体的中心位置设有竖向的安装孔，转臂本体为一体化结构的钢材本体，且转臂本体为中间大、左右两端小的梭形形状，且转臂本体为前后对称、左右对称、上下对称的对称结构，转臂本体的前后两侧边缘为外凸圆弧形；转臂本体的左右两端的上面分别安装有用于安装试验件的样品台，转臂本体的左右两端的下面分别安装有用于与样品台一一对应以实现转臂本体左右对称的配重块。本发明所述刚性转臂具有较强的刚性、较低的转动惯量和更小的空气阻尼，保证了离心机具有较高的动态性能，通过转臂本体的变速运动直接产生变加速度，解决了传统动态离心机加速度需要合成、方向改变等问题。

Description

动态离心机一体化刚性转臂

技术领域

本发明涉及一种动态离心机的转臂，尤其涉及一种动态离心机一体化刚性转臂。

背景技术

动态离心机是一种利用旋转产生变化加速度(或加速度变化率)以实现对产品进行加速度适应性考核的试验设备。离心机的动态性能，即离心机产生加速度变化率的能力是离心机最核心的指标，为了提高离心机的动态性能，理论上希望离心机的旋转部分的转动惯量尽量小。

目前常见的实验离心机为恒加速度离心机，它是利用离心机运行后产生的稳态加速度对产品进行考核。

而动态离心机由于其特殊的用途，目前研究得较少，主要用于惯导组件或高机动装备的性能考核。目前中国国内已有的动态离心机采用了双转台结构，即在一个大的转盘上安装一个小的转盘，被测产品安装在小转盘上，试验时，将大转盘转动到试验加速度，然后通过转动小转盘产生一个加速度，两个加速度的矢量合成即为产品承受的动态加速度。利用该种方式产生变加速度存在以下三个方面的缺点：一是被测产品所承受的加速度方向由于小转盘的转动而不断变化；二是被试验产品所承受的加速度是个合成加速度，很难精确控制；三是在某一加速度下，离心机产生的动态加速度范围有限，其产生动态加速度主要是靠改变被测试件的加速度半径来实现。传统动态离心机之所以会采用双转台结构，主要原因是专业技术人员经过计算分析，认为采用转臂结构直接实现离心机动态功能，由于转臂本体的大的转动惯量，将导致离心机驱动功率非常大，离心机结构也非常庞大，几乎不可能实现，所以未直接采用一体化转臂，而是采用了双转台结构。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有较强刚性、较低转动惯量的动态离心机一体化刚性转臂。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种动态离心机一体化刚性转臂，包括转臂本体，所述转臂本体的中心位置设有竖向的安装孔，所述转臂本体为一体化结构的钢材本体，且所述转臂本体为中间大、左右两端小的梭形形状，且所述转臂本体为前后对称、左右对称、上下对称的对称结构，所述转臂本体的前后两侧边缘为外凸圆弧形；所述转臂本体的左右两端的上面分别安装有用于安装试验件的样品台，所述转臂本体的左右两端的下面分别安装有用于与所述样品台一一对应以实现所述转臂本体左右对称的配重块。

进一步，所述转臂本体的内部为镂空结构且对应的镂空空间内设有加强筋，所述转臂本体上、下表面与所述镂空空间对应的位置均安装有蒙皮，所述样品台外接的电线均布置于所述镂空空间内并通过线卡固定。

进一步，所述转臂本体中心的安装孔包括上部的圆柱形的胀套联接孔和位于下部的上小下大锥形形状的中心定位孔。

进一步，所述样品台通过联接螺钉刚性固定在所述转臂本体上，所述样品台上设有用于安装所述试验件的“T”形安装孔。

进一步，两个所述样品台上分别设有用于确保与所述转臂本体的中点距离相等的安装基准。

本发明的有益效果在于：

本发明所述动态离心机一体化刚性转臂具有较强的刚性、较低的转动惯量和更小的空气阻尼，从而保证了离心机具有较高的动态性能，通过转臂本体的变速运动直接产生变加速度，解决了传统动态离心机加速度需要合成、方向改变等问题；具体表现为：

1、转臂本体采用一体化结构的钢材本体，保证了转臂本体的均匀性和机械性能一致性，避免了焊接等造成的安全隐患等缺陷；

2、转臂本体采用中间大、左右两端小的梭形结构，减小了转臂质量对离心机动态性能的影响，保证了转臂本体在每个位置的刚度基本相同，并尽量减轻每个部位的重量，在确保转臂强度与刚度的情况下，降低转臂本体的转动惯量；

3、转臂本体的前后两侧边缘为外凸圆弧形，其迎风面在臂本体转动过程中的风阻相比平面形状大大减小，增加转臂运行的平稳性与安全性；

4、转臂本体采用对称结构，确保转臂本体运行过程中的平稳性与安全性，其中的左右对称结构，确保转臂本体转动过程中的不平衡力最小，其中的上下对称和前后对称，确保转臂转动过程中由于这两个方向不平衡造成的翻转力矩最小；

5、转臂本体的左右两端安装了样品台，样品台通过联接螺钉刚性的固定在转臂本体上，在样品台上设计通用性的T形安装孔，使被测试件的定位方便、安装方便、运行控制方便；在样品台上设计安装基准，保证产生的加速度受控；由于转臂本体上的样品台的形状不十分规则，为了确保对称，在其下方安装了配重块；

6、转臂本体采用镂空设计，转臂本体中间部分的材料都被加工掉了，保证了转臂本体的重量较轻，转动惯量较小；转臂本体的镂空空间内设有加强筋，确保减重后的转臂本体还具有足够的刚性；转臂本体上、下表面与镂空空间对应的位置均安装有蒙皮，并将电线设于镂空空间内，使其表面平滑，减小转臂运行过程中的风阻，增加转臂运行的平稳性与安全性；

7、转臂本体的中间位置设计了胀套联接孔和中心定位孔，方便中心定位并与动态离心机的主轴稳定连接。

附图说明

图1是本发明所述动态离心机一体化刚性转臂安装于动态离心机上后的主视结构示意图；

图2是本发明所述动态离心机一体化刚性转臂的局剖主视图，图中示出了内部结构；

图3是本发明所述动态离心机一体化刚性转臂的俯视图；

图4是本发明所述动态离心机一体化刚性转臂的仰视图；

图5是本发明所述动态离心机一体化刚性转臂去掉蒙皮后的俯视图；

图6是图5中的A-A剖视图；

图7是图5中的B-B剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图2-图7所示，本发明所述动态离心机一体化刚性转臂包括转臂本体1，转臂本体1的中心位置设有竖向的安装孔，所述安装孔包括上部的圆柱形的胀套联接孔9和位于下部的上小下大锥形形状的中心定位孔10，转臂本体1为一体化结构的钢材本体，且转臂本体1为中间大、左右两端小的梭形形状，且转臂本体1为前后对称、左右对称、上下对称的对称结构，转臂本体1的前后两侧边缘为外凸圆弧形；转臂本体1的左右两端的上面分别通过联接螺钉12刚性固定安装有用于安装试验件的样品台7，样品台7上设有用于安装试验件的“T”形安装孔(为常规安装孔，图中未示)，两个样品台7上分别设有用于确保与转臂本体1的中点距离相等的安装基准(为常规安装基准，图中未示)，转臂本体1的左右两端的下面分别安装有用于与样品台7一一对应以实现转臂本体1左右对称的配重块11；转臂本体1的内部为镂空结构且对应的镂空空间16内设有加强筋17，转臂本体1的上表面与镂空空间16对应的位置均安装有上蒙皮8，转臂本体1的下表面与镂空空间16对应的位置均安装有下蒙皮13，样品台7外接的电线(图中未示)均布置于镂空空间16内并通过线卡14固定。图3中还示出了位于转臂本体1的中部的走线蒙皮15。

如图1所示，应用时，将转臂本体1的安装孔通过胀套6安装于动态离心机的主轴4上，再将试验件安装于样品台7上，主轴4通过轴承5安装于基座2上，主轴4通过驱动电机3驱动旋转，通过转臂本体1的变速运动直接产生变加速度，不需要进行加速度合成和方向改变即可完成试验并获得试验数据。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (5)

1.一种动态离心机一体化刚性转臂，包括转臂本体，所述转臂本体的中心位置设有竖向的安装孔，其特征在于：所述转臂本体为一体化结构的钢材本体，且所述转臂本体为中间大、左右两端小的梭形形状，且所述转臂本体为前后对称、左右对称、上下对称的对称结构，所述转臂本体的前后两侧边缘为外凸圆弧形；所述转臂本体的左右两端的上面分别安装有用于安装试验件的样品台，所述转臂本体的左右两端的下面分别安装有用于与所述样品台一一对应以实现所述转臂本体左右对称的配重块。

2.根据权利要求1所述的动态离心机一体化刚性转臂，其特征在于：所述转臂本体的内部为镂空结构且对应的镂空空间内设有加强筋，所述转臂本体上、下表面与所述镂空空间对应的位置均安装有蒙皮，所述样品台外接的电线均布置于所述镂空空间内并通过线卡固定。

3.根据权利要求1或2所述的动态离心机一体化刚性转臂，其特征在于：所述转臂本体中心的安装孔包括上部的圆柱形的胀套联接孔和位于下部的上小下大锥形形状的中心定位孔。

4.根据权利要求1所述的动态离心机一体化刚性转臂，其特征在于：所述样品台通过联接螺钉刚性固定在所述转臂本体上，所述样品台上设有用于安装所述试验件的“T”形安装孔。

5.根据权利要求1或4所述的动态离心机一体化刚性转臂，其特征在于：两个所述样品台上分别设有用于确保与所述转臂本体的中点距离相等的安装基准。