CN107144480A - 一种测量缓冲材料振动传递特性的试验装置 - Google Patents

一种测量缓冲材料振动传递特性的试验装置 Download PDF

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Abstract

一种测量缓冲材料振动传递特性的试验装置，包括底板，底板上固装有四根导向柱；在四根导向柱内由上至下依次压紧有上压板、上部缓冲材料试样、内装物模拟件、下部缓冲材料试样；内装物模拟件由上部质量块、传感器安装架和下部质量块固连构成；上压板与上部质量块固连；在四根导向柱上连接有由多个限位层构成的第一限位结构，每个限位层由四个导向支撑块，四根支撑轴及四个滚动件构成，导向支撑块与对应导向柱上下可调节式固连；在四根导向柱上还连接有由四个限位托块构成的第二限位结构，四个限位托块与对应导向柱上下可调节式固连，四个限位托块夹持住上压板的四个边角部位。本装置保证了试验数据的稳定性和有效性，保证了试验的可重复性。

Description

一种测量缓冲材料振动传递特性的试验装置
技术领域
本发明属于试验测量技术领域，特别涉及一种能准确测量非线性弹性包装用缓冲材料振动传递特性的试验装置。
背景技术
包装设计时，包装系统一般由内装物(产品)、缓冲材料和瓦楞纸箱外包装组成。由于缓冲材料的弹性和阻尼，一方面减弱产品对外界振动激励的响应，另一方面发生塑性变形，耗散外界振动激励的能量，因此，一般情况下振动对产品的破坏作用比较小。但当包装系统的固有振动频率与产品或产品关键部件的固有振动频率相等或接近时，有发生共振的可能，因此激振力将被放大，也就对包装产品有了一定的破坏作用。对产品进行缓冲包装设计时，缓冲材料性能的研究是其中重要的一个环节。研究缓冲材料的振动传递特性可以为包装材料的合理选用提供科学的依据。如标准GB/T 8169-2008中提出的包装用缓冲材料振动传递特性试验方法，这个试验的目的主要是为了测量缓冲材料的振动传递特性，也就是缓冲材料在不同应力作用下的共振点。目前这种检测方法只有标准中给出的一个固定装置示意图，没有相对应的试验设备，很难进行试验，试验数据的稳定性也不是很好。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种测量缓冲材料振动传递特性的试验装置，该试验装置与振动试验机相结合可实现试验的统一性，可保证试验环境的一致，可保证试验数据的稳定性和有效性，可保证试验的可重复性。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种测量缓冲材料振动传递特性的试验装置，其特征在于：包括底板，底板固定安装于振动试验机的平台上，在底板上固定安装有四根导向柱，四根导向柱分别布置在方形的四个边角位置；在四根导向柱围成的空间内由上至下依次压紧有上压板、上部缓冲材料试样、内装物模拟件、下部缓冲材料试样；
所述内装物模拟件由上下依次压紧的上部质量块、传感器安装架和下部质量块三个构件可拆卸式固定连接构成，在传感器安装架内设有用于安装测量用传感器的传感器安装腔；
所述上压板经穿过上部缓冲材料试样的多组螺杆与螺母的配合结构与上部质量块固定连接；
在四根导向柱上连接有对内装物模拟件进行平面限位的第一限位结构，所述第一限位结构由上下依次设置的多个限位层构成，每个限位层由分别安装在四根导向柱上的四个导向支撑块，依次连接四个导向支撑块的四根支撑轴及分别安装在四根支撑轴上的四个起限位作用的滚动件构成，滚动件与内装物模拟件的对应侧面形成滚动接触，导向支撑块与对应导向柱形成上下可调节式固定连接；
在四根导向柱上位于第一限位结构的上方还连接有对上压板形成上下限位的第二限位结构，所述第二限位结构由分别安装在四根导向柱上的四个限位托块构成，四个限位托块与对应导向柱形成上下可调节式固定连接，四个限位托块与上压板的四个边角部位别形成夹持连接。
优选的：在四个限位托块上分别设置有一水平插槽，上压板的四个边角部位分别插入到四个限位托块的水平插槽内，形成所述夹持连接。
优选的：所述传感器安装架由底托板、上盖板及设置在底托板与上盖板之间的多个间隔支撑柱连接构成，在底托板与上盖板之间位于多个间隔支撑柱的内部形成所述传感器安装腔。
优选的：所述起限位作用的滚动件采用轴承。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、本试验装置中，上压板通过由四个限位托块构成的第二限位结构进行上下方向的限位，保证了在振动试验过程中，上压板沿上下方向的位置不发生变化，从而保证了对上部缓冲材料试样提供一个稳定的静压力，进而保证数据稳定性。而以往试验的试验装置，当其它装置参数都没有改变，由于上部缓冲材料受的初始静压力大小不一，得到的振动传递特性曲线的共振频率会不稳定，当力值大时，共振频率会变小，力值小时，共振频率会变大，实际上等于间接增大或减小了中间质量块的质量，无法得出稳定可靠的数据。
2、内装物模拟件由上部质量块、传感器安装架和下部质量块三个构件可拆卸式固定连接，一方面避免了在振动试验过程中，三个构件之间相互碰撞而对试验结构带来不利的影响，另一方面可根据缓冲材料实际用于内装物的情况，调整选用不同数量的上部质量块和下部质量块来改变内装物模拟件，满足不同的试验要求。
3、对内装物模拟件进行平面限位的第一限位结构采用可调节上下设置的多个限位层，这样，可根据内装物模拟件的位置和高度，调整多个限位层的上下位置，保证了在振动试验过程中，第一限位结构对内装物模拟件始终形成稳定的平面方向的限位。
综上，通过对上压板设置沿上下限位的第二限位结构、内装物模拟件采用可拆卸式固定连接结构及对内装物模拟件进行水平限位的第一限位结构采用上下可调式结构，保证了试验环境的一致，保证了试验数据的稳定性和有效性，该试验装置与振动试验机相结合实现了试验的统一性，保证了试验的可重复，即用这个装置，换成别的振动设备，换成不同的人员操作，用同种测试缓冲材料，得到的数据能保证基本一致。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中内装物模拟件的结构示意图；
图3是图2中传感器安装架的结构示意图。
图中：1、底板；2、导向柱；3、上压板；4、上部缓冲材料试样；5、内装物模拟件；5-1、上部质量块；5-2、传感器安装架；5-2-1、底托板；5-2-2、上盖板；5-2-3、间隔支撑柱：5-2-4、传感器安装腔；5-3、下部质量块；6、下部缓冲材料试样；7、螺杆；8、螺母；9、第一限位结构；9-1、导向支撑块；9-2、支撑轴；9-3、滚动件；10、第二限位结构；10-1、限位托块；10-1-1、水平插槽。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参见图1-3，测量缓冲材料振动传递特性的试验装置，包括底板1，底板固定安装于振动试验机的平台上，在底板上固定安装有四根导向柱2，四根导向柱分别布置在方形的四个边角位置。在四根导向柱围成的空间内由上至下依次压紧有上压板3、上部缓冲材料试样4、内装物模拟件5、下部缓冲材料试样6，其中上部缓冲材料试样和下部缓冲材料试样是需要测量振动传递特性的试验样品。
所述内装物模拟件由上下依次压紧的上部质量块5-1、传感器安装架5-2和下部质量块5-3三个构件可拆卸式固定连接构成，比如，通过螺栓进行可拆卸式固定连接。在传感器安装架内设有用于安装测量用传感器的传感器安装腔。
所述上压板经穿过上部缓冲材料试样的多组螺杆7与螺母8的配合结构与上部质量块可拆卸式固定连接。
在四根导向柱上连接有对内装物模拟件进行平面限位的第一限位结构9。具体的，第一限位结构用来约束内装物模拟件，限制其在平面方向进行移动。所述第一限位结构由上下依次设置的多个限位层构成，每个限位层由分别安装在四根导向柱上的四个导向支撑块9-1，依次连接四个导向支撑块的四根支撑轴9-2及分别安装在四根支撑轴上的四个起限位作用的滚动件9-3构成，滚动件与内装物模拟件的对应侧面形成滚动接触，这样，可降低振动过程中上、下部质量块与第一限位结构之间的摩擦系数。导向支撑块与对应导向柱形成上下可调节式固定连接，这样，可调整限位层的上下位置，满足多种高度的内装物模拟件的限位使用要求。导向支撑块与导向柱的上下可调节式固定连接，最简单的实现方式为：导向支撑块上与导向柱配合的导向孔的孔径略大于导向柱的外径，使两者之间形成配合间隙，同时在导向块上设置沿导向柱径向方向的顶丝孔，在顶丝孔内连接顶丝，比如附图中的蝶形螺丝，这样，当松开顶丝后，可沿导向柱调整导向支撑块的上下位置，当调整到位后，拧紧顶丝，导向支撑块被固定在导向柱上。
在四根导向柱上位于第一限位结构的上方连接有对上压板形成上下限位的第二限位结构10，具体的，第二限位结构用来约束上压板的沿上下方向的位置，即沿Z轴方向的位置。所述第二限位结构由分别安装在四根导向柱上的四个限位托块10-1构成，四个限位托块与对应导向柱形成上下可调节式固定连接，具体的连接方式，可参看上述导向支撑块与导向柱的连接方式，在此不在赘述。四个限位托块与上压板的四个边角部位别形成夹持连接。
上述试验装置中，四个限位托块与上压板的四个边角部位的夹持连接可优选采用如下结构：
在四个限位托块上分别设置有一水平插槽10-1-1，上压板的四个边角部位分别插入到四个限位托块的水平插槽内，形成所述夹持连接。具体的，通过四个水平插槽的上端面来限制上压板向上方向的运动，同时通过四个水平插槽的下端面来限制上压板向下方向运动，将上压板固定在一个设定的空间位置。这样，保证了通过上压板施加在上部缓冲材料试样上的静压力为一稳定值。
上述试验装置中，所述传感器安装架优选采用如下结构：
所述传感器安装架由底托板5-2-1、上盖板5-2-2及设置在底托板与上盖板之间的多个间隔支撑柱5-2-3连接构成，在底托板与上盖板之间位于多个间隔支撑柱的内部形成所述传感器安装腔5-2-4。
上述试验装置中，所述起限位作用的滚动件采用轴承。
上述试验装置中，上压板可根据实际要测量的缓冲材料进行适当的选配，通过增减上压板的数量来改变对缓冲材料施加的静压力值的大小。采用本试验装置对缓冲材料进行试验测量的方法为：将测量用的传感器安装于传感器安装支架内的传感器安装腔内，调节上压板的质量，以对试验样品施加需要的静压力，还需要根据内装物模拟件的位置和高度调节第一限位结构的各限位层的位置，待所有结构调整到位后，将试验装置整体置于振动试验机的平台上，并使底板与平台固定连接，然后，开启振动试验机，带动试验装置进行振动试验，经传感器扫频振动试验参数，包括：
(1)频率范围；
(2)扫频速率；
(3)加速度；
(4)缓冲材料静应力与共振频率的特征曲线。
通过试验参数，可获得缓冲材料振动传递特性。

Claims (4)

1.一种测量缓冲材料振动传递特性的试验装置，其特征在于：包括底板，底板固定安装于振动试验机的平台上，在底板上固定安装有四根导向柱，四根导向柱分别布置在方形的四个边角位置；在四根导向柱围成的空间内由上至下依次压紧有上压板、上部缓冲材料试样、内装物模拟件、下部缓冲材料试样；
所述内装物模拟件由上下依次压紧的上部质量块、传感器安装架和下部质量块三个构件可拆卸式固定连接构成，在传感器安装架内设有用于安装测量用传感器的传感器安装腔；
所述上压板经穿过上部缓冲材料试样的多组螺杆与螺母的配合结构与上部质量块固定连接；
在四根导向柱上连接有对内装物模拟件进行平面限位的第一限位结构，所述第一限位结构由上下依次设置的多个限位层构成，每个限位层由分别安装在四根导向柱上的四个导向支撑块，依次连接四个导向支撑块的四根支撑轴及分别安装在四根支撑轴上的四个起限位作用的滚动件构成，滚动件与内装物模拟件的对应侧面形成滚动接触，导向支撑块与对应导向柱形成上下可调节式固定连接；
在四根导向柱上位于第一限位结构的上方还连接有对上压板形成上下限位的第二限位结构，所述第二限位结构由分别安装在四根导向柱上的四个限位托块构成，四个限位托块与对应导向柱形成上下可调节式固定连接，四个限位托块与上压板的四个边角部位别形成夹持连接。
2.根据权利要求1所述的测量缓冲材料振动传递特性的试验装置，其特征在于：在四个限位托块上分别设置有一水平插槽，上压板的四个边角部位分别插入到四个限位托块的水平插槽内，形成所述夹持连接。
3.根据权利要求1所述的测量缓冲材料振动传递特性的试验装置，其特征在于：所述传感器安装架由底托板、上盖板及设置在底托板与上盖板之间的多个间隔支撑柱连接构成，在底托板与上盖板之间位于多个间隔支撑柱的内部形成所述传感器安装腔。
4.根据权利要求1所述的测量缓冲材料振动传递特性的试验装置，其特征在于：所述起限位作用的滚动件采用轴承。
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