CN105277329B - 低气压环境振动试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及振动试验设备领域，具体涉及公开一种低气压环境振动试验系统，它包括振动台和试验箱，所述振动台包括振动台罩体、设置在振动台罩体上的动圈，所述试验箱固设在动圈上方，所述试验箱内设有密闭空腔，所述试验箱密闭空腔与一真空泵相连，在振动台罩体下部同样设置为密闭空腔，所述振动台罩体内的密闭空腔同样与一真空泵相连。本发明能保证振动台内部与试验箱内压力相同，也就是动圈上下的所承受的气压相等，动圈上下受力均衡，始终保持在平衡位置，从而实现振动台及试验箱在低气压环境下的可靠工作，也不会影响温度、湿度、振动环境的模拟，可提供一种四综合的振动试验系统。

Description

低气压环境振动试验系统

技术领域

本发明涉及振动试验装置，具体涉及在低气压环境下可靠工作的振动试验系统。

背景技术

目前，电动振动台与三综合试验箱(模拟温度、湿度、振动环境)配合的试验技术已经非常成熟，但模拟试件在低气压环境下的试验只能在封闭的真空罐内进行，真空罐内无法进行温度、湿度情况下的模拟。

可以说，上述真空罐虽然能够满足低气压试验的要求，但其模拟的毕竟是单一的环境，与试件本身所处的复合环境不相符，即试验状态不真实。因此，需开发出四综合环境试验系统，即集合温度、湿度、振动、低气压四种检测要素于一体的系统，但这样的系统存在如下问题，就是设置在动圈上部的试验箱处于低气压环境时，动圈上下所承受的气压不一致，底部所承受的气压必定大于其顶部所承受的气压，导致动圈无法保持内外压力均衡，压差使得动圈始终向上移动，不能处于平衡位置工作，导致试验无法进行。

目前，出现了将振动台体进行密封，从而将台体内空腔与外部大气进行密闭隔离的技术方案，通过密闭腔体的气压稳定，从而保证台面负压情况下电动振动台的正常工作。正如申请号为CN200810136268.2、名称为“低气压和振动复合试验振动台面中心保持方法及装置”的专利文件中所述，这一专利中所公开的技术是将电动振动台台体内部空间设计成一个密封的刚性气室，台面在垂直振动试验或水平振动试验中的振动中心位置，由位于台面一端的低气压试验箱气压与位于台面另一端的刚性气室气压浮动平衡支撑。利用一个测量装置来检测台面静态和动态偏离理论振动中心位置的距离和方向，采用一路充气气路和两路抽气气路对刚性气室进行充抽气使台面在试验中保持振动中心位置。这一发明的目的是在复合试验进行中能自动保持振动台面始终处于振动中心位置，特别是试验低气压处于变化状态时，也能使振动台面始终处于振动中心位置。但是，这一专利文件中，台体空腔内的气压与台面试验箱内的气压无法实时保持一致，需要不停地充气、抽气来保证动圈的中心位置，充、抽气的延迟性会造成动圈在中心位置上下一直振荡，无法稳定工作。另外，这一发明需要的外围设备太多、控制复杂、投入成本高、可靠性低。

因此，希望提供一种控制简便、成本较低、性能可靠的低气压环境振动试验系统来解决这方面的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种低气压环境振动试验系统，以克服或至少减轻现有技术的上述缺陷，使得动圈在工作过程中，保持上下气压相等。动圈上下受力均衡，使得动圈始终保持在平衡位置。

为实现上述目的，本发明提供一种低气压环境振动试验系统，包括振动台和试验箱，所述振动台包括振动台罩体、设置在振动台罩体上的动圈，所述试验箱固设在动圈上方，所述试验箱内设有密闭空腔，所述试验箱密闭空腔与一真空泵相连，在振动台罩体下部同样设置为密闭空腔，所述振动台罩体内的密闭空腔同样与一真空泵相连。

对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化实施方案。

优选地，所述振动台动圈的上部设置在所述试验箱的密闭空腔中，下部设置所述振动台罩体的密闭空腔中。

进一步，所述振动台动圈上部与下部的承受空气压力的面积相等。

优选地，所述试验箱密闭空腔、振动台密闭空腔通过真空管与同一真空泵相连，进行抽真空的动作。

优选地，所述振动台动圈的上部设置有过渡台面，所述过渡台面的直径与所述振动台动圈台面的直径相同，用于保证所述振动台动圈上部与下部的受空气压力的面积相等，所述过渡台面的上部设置在所述试验箱的密闭空腔中并与试验箱固定连接，所述过渡台面的下部与动圈台面通过紧固件连接固定。

优选地，所述振动台动圈与振动台罩体之间设置有第一密封膜，用于封闭振动台动圈与振动台罩体之间的间隙，形成振动台内的密闭空腔。

进一步，在动圈上设置有动圈压环，在所述振动台罩体上设有罩体压环，所述动圈压环与罩体压环分别对第一密封膜两侧压紧固定。

优选地，所述过渡台面与试验箱之间设置有第二密封膜，用于封闭过渡台面与试验箱之间的间隙，进而密封试验箱密闭空腔。

进一步，在过渡台面上设置有过渡台面压环，在所述试验箱上设有试验箱压环，所述过渡台面压环与试验箱压环分别对第二密封膜两侧压紧固定。

更进一步，所述第一密封膜、第二密封膜均采用柔性材料，截面呈U形，且第一密封膜弯曲圆弧朝向所述振动台密闭空腔，第二密封膜弯曲圆弧朝向所述试验箱密闭空腔。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明所提供的低气压环境振动试验系统，将振动台罩体设计成一个密闭空腔，然后采用真空管与试验箱的密闭空腔连通，与试验箱一起用真空泵抽真空，这样就能保证振动台内部与试验箱内压力相同，也就是动圈上下的所承受的气压相等；同时，在振动台动圈上安装一个过渡台面，设计其直径与动圈台面相同，这样又保证了受力面积相等；在气压与面积均相同的情况下，动圈上下受力均衡，始终保持在平衡位置，从而实现振动台及试验箱在低气压环境下的可靠工作，也不会影响温度、湿度、振动环境的模拟，可提供一种四综合的振动试验系统。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例所述振动试验系统的结构示意图；

附图标记：

1	试验箱	2	试验箱密闭空腔
				3	过渡台面	4	过渡台面压环
5	第二密封膜	6	试验箱压环
				7	振动台罩体	8	动圈压环
9	第一密封膜	10	罩体压环
				11	动圈	12	振动台密闭空腔
13	真空管	14	动圈台面螺套
				15	O型密封圈

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

根据本发明一宽泛实施例的一种低气压环境振动试验系统，包括振动台和试验箱1，所述振动台包括振动台罩体7、设置在振动台罩体7上的动圈11，所述试验箱1固设在动圈11上方，所述试验箱1内设有密闭空腔2，所述试验箱密闭空腔2与一真空泵相连，在振动台罩体7下部同样设置为密闭空腔12，所述振动台罩体7内的密闭空腔12同样与一真空泵相连。

在进行工作时，首先通过真空泵对两密闭空腔进行抽真空，使得两密闭空腔内的压强保持相同状态或均达到目标值，也就能保证动圈11上下受空气压力基本保持一致，动圈11能够保持在平衡位置，这样在动圈11开始振动后，始终在平衡位置运动。

为了保持试验箱密闭空腔2与振动台密闭空腔12内的压强一致，抽真空时保持对两密闭空腔内的压强监测即可，但操作起来相对繁琐些，为了能够更方便地保持两密闭空腔的压强一致性，可将所述试验箱密闭空腔2、振动台密闭空腔12通过真空管13与同一真空泵相连，进行抽真空的动作，这样的话，两密闭空腔内的压强必然始终一致，结构更为紧凑，控制更为方便。

针对动圈11在试验箱1及振动台罩体7中设置，具体为，所述振动台动圈11的上部设置在所述试验箱1的密闭空腔2中，下部设置所述振动台罩体7所构成的密闭空腔12中。

值得注意的是，我们要解决的技术问题是保持动圈11上下受力相等，那么在动圈11上下所处密闭空腔的压强相等的情况下，还应尽可能保证所述振动台动圈11上部与下部的承受空气压力的面积相等。

然后，为了使结构更为紧凑，且实现振动台顶部的可拆卸安装，可在振动台动圈11的上部设置过渡台面3，所述过渡台面3的直径与所述振动台动圈11的台面相同，用于保证所述振动台动圈11上部与下部的受空气压力的面积相等，可以使得动圈11受力与过渡台面3的受力相等，使得动圈11受力更为均衡。

所述过渡台面3的上部设置在所述试验箱1的密闭空腔2中并与试验箱1固定连接，所述过渡台面3的下部与动圈台面通过紧固件连接固定。本实施例中过渡台面3与动圈台面螺套14通过螺钉固定，其接触面之间采用O型密封圈15进行密封。

针对振动台密闭空腔12的设置，是在所述振动台动圈11与振动台罩体7之间设置有第一密封膜9，其用于封闭振动台动圈11与振动台罩体7之间的间隙，形成振动台内的密闭空腔12。在动圈11上设置有动圈压环8，在所述振动台罩体7上设有罩体压环10，所述动圈压环8与罩体压环10分别对第一密封膜9两侧压紧固定。

而针对试验箱密闭空腔2的设置，是在所述过渡台面3与试验箱1之间设置有第二密封膜5，用于封闭过渡台面3与试验箱1之间的间隙，进而密封试验箱密闭空腔2。在过渡台面3上设置有过渡台面压环4，在所述试验箱1上设有试验箱压环6，所述过渡台面压环4与试验箱压环6分别对第二密封膜5两侧压紧固定。

上述第一密封膜9、第二密封膜5均采用柔性材料，截面呈U形，且第一密封膜9弯曲圆弧朝向所述振动台密闭空腔12，第二密封膜5弯曲圆弧朝向所述试验箱密闭空腔2。柔性材料所制成的密封膜延展性好且不漏气，即使过渡台面3在上下运动时也不受影响。

对于未设置过渡台面的振动试验系统中，可在振动台动圈上部试验箱之间设置密封膜，所述密封膜同样来封闭振动台动圈与试验箱之间的间隙在此不再赘述。

另外，在本实施例所描述的动圈下方设置有气囊，在试验箱内放置负载也就是在动圈上放置负载后，动圈受力会下移，设置在动圈下方的所述气囊会根据动圈中心位置监测装置自动充气，使得动圈能够恢复原始平衡位置，从而保证动圈的工作中心均衡稳定。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种低气压环境振动试验系统，包括振动台和试验箱，所述振动台包括振动台罩体、设置在振动台罩体上的动圈，所述试验箱固设在动圈上方，所述试验箱内设有密闭空腔，所述试验箱密闭空腔与一真空泵相连，在振动台罩体下部同样设置为密闭空腔，所述振动台罩体内的密闭空腔同样与一真空泵相连，所述振动台动圈的上部设置有过渡台面，所述过渡台面的直径与所述振动台动圈台面的直径相同，用于保证所述振动台动圈上部与下部的受空气压力的面积相等。

2.根据权利要求1所述的低气压环境振动试验系统，其特征在于，其特征在于，所述试验箱密闭空腔、振动台密闭空腔通过真空管与同一真空泵相连，进行抽真空的动作。

3.根据权利要求1或2所述的低气压环境振动试验系统，其特征在于，其特征在于，所述振动台动圈的上部设置在所述试验箱的密闭空腔中，下部设置在所述振动台罩体的密闭空腔中。

4.根据权利要求1所述的低气压环境振动试验系统，其特征在于，所述过渡台面的上部设置在所述试验箱的密闭空腔中并与试验箱固定连接，所述过渡台面的下部与动圈台面通过紧固件连接固定，所述过渡台面与动圈台面的接触面之间采用O型密封圈进行密封。

5.根据权利要求4所述的低气压环境振动试验系统，其特征在于，所述振动台动圈与振动台罩体之间设置有第一密封膜，用于封闭振动台动圈与振动台罩体之间的间隙，形成振动台内的密闭空腔。

6.根据权利要求5所述的低气压环境振动试验系统，其特征在于，在动圈上设置有动圈压环，在所述振动台罩体上设有罩体压环，所述动圈压环与罩体压环分别对第一密封膜两侧压紧固定。

7.根据权利要求5或6所述的低气压环境振动试验系统，其特征在于，所述过渡台面与试验箱之间设置有第二密封膜，用于封闭过渡台面与试验箱之间的间隙，进而密封试验箱密闭空腔。

8.根据权利要求7所述的低气压环境振动试验系统，其特征在于，在过渡台面上设置有过渡台面压环，在所述试验箱上设有试验箱压环，所述过渡台面压环与试验箱压环分别对第二密封膜两侧压紧固定。

9.根据权利要求7所述的低气压环境振动试验系统，其特征在于，所述第一密封膜、第二密封膜均采用柔性材料，截面呈U形，且第一密封膜弯曲圆弧朝向所述振动台密闭空腔，第二密封膜弯曲圆弧朝向所述试验箱密闭空腔。