CN109163055A - 一种绳索松紧调节部件及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绳索松紧调节部件及其应用，绳索松紧调节部件包括弹簧、导向杆和安装座，所述安装座内部开设有导向槽，所述弹簧设置在所述导向槽内，且所述弹簧的尾部抵接导向槽的槽壁，所述导向杆的一端穿设在所述导向槽内并抵接所述弹簧的头部，所述导向杆的另一端由所述导向槽伸出并抵接绳索；所述导向杆在绳索的作用力下沿所述导向槽滑动以调节绳索的松紧；该绳索松紧调节部件可应用在防松平衡装置和离心振动设备上。其能够根据绳索的松紧对绳索进行自适应调节，方法简单，实用性强，效果好。

Description

一种绳索松紧调节部件及其应用

技术领域

本发明涉及力学环境试验技术领域，具体涉及一种绳索松紧调节部件及其应用。

背景技术

离心振动台设备是一种主要用于航天、航空等部门对的大型产品的整机或零部件的可靠性试验的力学环境试验设备，它也可用作结构动力学的特性研究，以及水利、建筑、地震等部门的特殊用途。离心振动台设备主要由离心机试验系统、振动台试验系统、辅助控制系统等组成。

而处于离心场中工作的弹性运动组件，运动部件不可避免的受到离心力的作用，当该弹性运动系统在离心场中沿旋转轴的径向做往复运动时，随着离心场中转动角速度大小的不同，运动部件所受的离心力的大小也不同。由于受到运动部件离心力的作用，弹簧将会被该离心力压缩，直至达到新的平衡点。由此可见，处于离心场中工作的弹性系统装置，由于受到其运动套部件的离心力的影响，不仅改变了运动部件往复运动的中心平衡位置，而且减小了其正常工作的往复运动位移。

中国专利申请号201710135910.4公开了一种防松平衡装置及离心振动试验设备。包括弹性运动系统和用于平衡其离心力的平衡机构，弹性运动系统包括两弹性运动机构，二者相对离心场的径线对称设置，每个弹性运动机构包括运动部件和弹性部件，平衡机构为等臂杠杆结构，两端分别与两弹性运动机构的两个运动部件连接；两个运动部件中，一个向渐近离心场的中心方向运动，另一个向渐远离心场的中心方向运动，平衡机构的每一端所受拉力和与其连接的运动部件所受离心力大小相等，方向相反。而平衡机构包括定滑轮组和绳索，定滑轮组包括一个或多个定滑轮，绳索绕过定滑轮，定滑轮可在绳索摩擦力下绕其旋转中心作自转运动，绳索的两端分别与两个运动部件连接，绳索的每一端所受拉力和与其连接的运动部件所受离心力大小相等，方向相反。

当该设备置于离心机上工作时，由于两个振动发生器的活动部件质量相同，且距离心机旋转中心的距离相等，故各自产生的离心力也相等，即绳索两端所受到的拉力大小相等，通过滑轮转换力的方向后，可以互为平衡活动部件所受到的离心力。此时离心平衡装置中的绳索呈张紧状态。当分别给两个振动发生器大小相等，方向相反的驱动力Fsinwt时，在激振力的作用下，两个振动发生器的活动部件做方向完全相反的往复运动，并且绳索还应时刻处于张紧状态。

但实际工作中研究人员发现，由于两个振动发生器的运动部件结构和系统组成做不到真正意义上的完全一致，即使分别给两个振动发生器大小相等，方向相反的驱动力Fsinwt时，但实际传递的力的大小和相位差都与理想状态有差异，做不了理论上的完全一致。这样两个振动发生器活动部件往复运动时，其振动的位移幅值就存在差异。如图1-(a)所示，为平衡装置的初始状态；如图1-(b)所示，为当两个振动发生器的活动部件受到大小相等，方向相反的驱动力Fsinwt激励时，理想状态下活动部件的运动情况；实际过程中可能会出现图1-(c)所示的运动情况，此时，由于绳索本身设计长度已固定，则绳索要么被变形拉长，误差累计后要么绳被拉断，要么活动部件受损开裂；亦或出现图1-(d)所示的情况，此时，绳索将会被呈现松弛状态，绳索可能直接从滑轮沟槽中脱开，无法起到平衡活动部件离心力的作用。综上所述，在离心机旋转后，平衡机构中的绳索有时会被拉断或被拉松伸长后脱离设计的沟槽轨道，严重时还会损坏振动发生器上的活动部件，影响工作效率，造成设备损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种绳索松紧调节部件，其能够根据绳索的松紧对绳索进行自适应调节，方法简单，实用性强，效果好。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种绳索松紧调节部件，包括弹簧、导向杆和安装座，所述安装座内部开设有导向槽，所述弹簧设置在所述导向槽内，且所述弹簧的尾部抵接导向槽的槽壁，所述导向杆的一端穿设在所述导向槽内并抵接所述弹簧的头部，所述导向杆的另一端由所述导向槽伸出并抵接绳索；所述导向杆在绳索的作用力下沿所述导向槽滑动以调节绳索的松紧。

作为优选的，所述导向杆上环绕设置有限位凸起，所述限位凸起位于所述导向槽内，所述导向槽的槽口的内径小于所述限位凸起的外径。

作为优选的，所述导向杆抵接绳索的一端设置有滚轮，所述滚轮的外周壁上开设有一圈限位凹槽，所述绳索设置在所述限位凹槽内。

作为优选的，所述滚轮包括轮体和芯轴，所述芯轴设置在所述导向杆的端部，所述芯轴通过螺钉锁固在导向杆上，所述轮体套设在所述芯轴上并能绕所述芯轴转动。

作为优选的，所述轮体呈圆柱形，所述轮体绕其中心轴转动，所述限位凹槽环绕所述轮体的外侧壁设置。

作为优选的，所述安装座包括端盖和开设有通孔的导向件，所述导向件与所述端盖螺丝锁固，所述端盖覆盖所述通孔的一端。

本发明公开了一种防松平衡装置，包括上述的绳索松紧调节部件，还包括：

-弹性运动系统，其包括两个弹性运动机构，二者相对离心场的径线方向对称设置，每个所述弹性运动机构包括运动部件和弹性部件，所述弹性部件的一端固定设置，所述运动部件与所述弹性部件的另一端连接并进行往复运动；

-平衡机构，其包括绳索、第一定滑轮和第二定滑轮，所述绳索依次绕过第一定滑轮和第二定滑轮设置，且所述绳索的两端平行设置且分别与两个运动部件连接，所述绳索的每一端所受拉力和与其连接的运动部件所受离心力大小相等，方向相反，所述两个运动部件中，一个向渐近离心场的中心方向运动，另一个向渐远离心场的中心方向运动；

其中，所述绳索松紧调节部件位于两个弹性运动机构之间，所述导向杆的端部抵接位于第一定滑轮和第二定滑轮之间的绳索，所述导向杆在绳索的力的作用下移动以调节绳索的松紧。

本发明还公开了一种离心振动设备，包括上述的防松平衡装置。

本发明中绳索松紧调节部件的有益效果：本发明中设置有导向杆和弹簧，导向杆在绳索的作用力下沿导向槽滑动以调节所述绳索的松紧，从而调节绳索松紧，导向杆一直抵接绳索，可防止绳索松动，而绳索松紧调节部件可根据绳索的松紧对绳索进行自适应调节，方法简单，实用性强，效果好。

本发明中防松平衡装置的有益效果：该平衡组件可以平衡运动部件在离心场中所受离心力，性能稳定，绳索不会松动。

附图说明

图1为本发明的背景技术中平衡装置的结构示意图；

图2为本发明的绳索松紧调节部件结构示意图一；

图3为本发明的绳索松紧调节部件结构示意图二；

图4为防松平衡装置的结构示意图；

图5为防松平衡装置工作状态示意图；

图6为离心振动设备的结构示意图。

图中标号说明：10、安装座；101、导向件；102、端盖；103、槽口；20、导向杆；21、弹簧；22、限位凸起；30、滚轮；31、轮体；311、限位凹槽；32、芯轴；40、绳索；50、弹性运动机构；501、运动部件；502、弹性部件；60、第一定滑轮；61、第二定滑轮；70、振动发生器；71、试件安装台；80、绳索松紧调节部件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图2-图3所示，本发明公开了一种绳索松紧调节部件，所述绳索松紧调节部件包括弹簧21、导向杆20和安装座10，安装座10内部开设有导向槽，弹簧21设置在导向槽内，且弹簧21的尾部抵接导向槽的槽壁。导向杆20的一端穿设在导向槽内并抵接弹簧21的头部，导向杆20的另一端由导向槽伸出并抵接绳索40。在弹簧21的作用下，导向杆20受到绳索的压力后会向导向槽内移动，当绳索40松动时，导向杆20会沿导向槽向外运动。导向杆20在绳索40的作用力下沿导向槽滑动以调节绳索40的松紧。

在导向杆20上环绕设置有限位凸起22，限位凸起22位于导向槽内，导向槽的槽口103的内径小于限位凸起22的外径。由于导向槽的槽口103的内径小于限位凸起22的外径，所以导向杆20沿导向槽滑动时，限位凸起22会对导向杆20的运动起到限位作用，使得导向杆20不会从安装座10中掉落。

在导向杆20抵接绳索40的一端设置有滚轮30，滚轮30的外周壁上开设有一圈限位凹槽311，绳索40设置在限位凹槽311内。滚轮30的设计能够减少绳索松紧调节部件与绳索40的摩擦。而限位凹槽311则是可以对绳索40进行限位。

滚轮30包括轮体31和芯轴32，芯轴32设置在导向杆20的端部，芯轴32通过螺钉锁固在导向杆20上，轮体31套设在芯轴32上并能绕芯轴32转动。轮体31呈圆柱形，轮体31绕其中心轴转动，限位凹槽311环绕轮体31的外侧壁设置。圆柱形的轮体31便于在其外侧壁开设限位凹槽311，从而减少绳索40与导向杆20之间的摩擦。当绳索40相对于导向杆20滑移时，设置在限位凹槽311内的绳索40随滚轮30转动，这样一方面减少绳索40磨损，另一方面又能通过弹簧21的作用，实现自适应调节绳索40的松紧。

安装座10包括端盖102和开设有通孔的导向件101，导向件101与端盖102螺丝锁固，端盖102覆盖通孔的一端。端盖102的设计是方便安装弹簧21和导向杆20。

上述绳索松紧调节部件可应用到防松平衡装置和离心振动设备中。

如图4所示，本发明还公开了一种防松平衡装置，包括上述的绳索松紧调节部件，此外，该防松平衡装置还包括弹性运动系统和平衡机构。

弹性运动系统，其包括两个弹性运动机构50，二者相对离心场的径线方向对称设置，每个弹性运动机构50包括运动部件501和弹性部件502，弹性部件502的一端固定设置，运动部件501与弹性部件502的另一端连接并进行往复运动。

平衡机构，其包括第一定滑轮60和第二定滑轮61，绳索40依次绕过第一定滑轮60和第二定滑轮61设置，且绳索40的两端平行设置且分别与两个运动部件501连接，绳索40的每一端所受拉力和与其连接的运动部件501所受离心力大小相等，方向相反，两个运动部件501中，一个向渐近离心场的中心方向运动，另一个向渐远离心场的中心方向运动。

其中，绳索松紧调节部件位于两个弹性运动机构50之间，导向杆20的端部抵接位于第一定滑轮60和第二定滑轮61之间的绳索40，导向杆20在绳索40和弹簧21的合力的作用下，会沿导向槽移动，以调节绳索40的松紧，进而实现绳索40松紧的自适应调节。

如图5所示，为防松平衡装置工作状态示意图。其中图5(a)为防松平衡装置工作的初始状态。此时，绳索松紧调节部件内的弹簧21呈现受压缩状态。当在离心机转动后，由于滚轮30受到部分绳索40拉力的作用，导致导向杆20向右运动，直至滚轮30达到新的受力平衡状态。此时，弹簧21受压量增加。如图5(b)所示，为调节绳松状态示意图。为当绳索40两端的运动部件501往复运动过程中，如果运动部件501的实际位移幅值大于设计位移幅值的，导致绳索40被拉长，亦或运动部件501运动相位差与实际不一样，此时绳索40都有可能呈现松弛状态，此时，防松滚轮30受力平衡状态被打破，弹簧21的弹性力将推动防松滚轮30向左运动，直至滚轮30达到新的受力平衡状态，绳索40将重新处于张紧状态，此时，弹簧21的受压量相对初始状态减小。如图5(c)所示，为调节绳紧状态示意图。当绳索40两端的运动部件501往复运动过程中，由于控制信号的相位差的影响，导致某一时刻，两运动部件501有可能同相位运动，此时，绳索40所受的拉力将会叠加部分的激振力，此时，绳索40上叠加的激振力将拉动滚轮30向右运动，直至滚轮30达到新的受力平衡状态，此时绳索40重新处于张紧状态。此时，弹簧21的受压量相对初始状态增加。

如图6所示，本发明公开了一种离心振动设备的结构示意图，包括上述的防松平衡装置。在不增加防松平衡装置时，该离心振动设备中振动发生器70即为上述的弹性运动系统。振动发生器70与试件安装台71连接，试件安装台71即为运动部件501的一部分，其在振动发生器70的作用下，做往复运动，即振动。在振动发生器70的作用下，试件安装台71做往复运动。当该振动设备置于离心场中，由于试件安装台71受离心力的作用，振动发生器70中的弹性部件502会发生伸缩，导致试件安装台71的振动状态发生偏移，工作状态不稳定。当增加了防松平衡装置后，通过防松平衡装置，两个试件安装台71的由于运动方向相反，所受的离心力经绳索40平衡并抵消掉。而绳索松紧调节部件80则可对绳索40的松紧进行自适应调节，从而保证防松平衡机构的正常工作，进而保证该离心振动设备的正常工作。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种绳索松紧调节部件，其特征在于，包括弹簧、导向杆和安装座，所述安装座内部开设有导向槽，所述弹簧设置在所述导向槽内，且所述弹簧的尾部抵接导向槽的槽壁，所述导向杆的一端穿设在所述导向槽内并抵接所述弹簧的头部，所述导向杆的另一端由所述导向槽伸出并抵接绳索；所述导向杆在绳索的作用力下沿所述导向槽滑动以调节绳索的松紧。

2.如权利要求1所述的绳索松紧调节部件，其特征在于，所述导向杆上环绕设置有限位凸起，所述限位凸起位于所述导向槽内，所述导向槽的槽口的内径小于所述限位凸起的外径。

3.如权利要求1所述的绳索松紧调节部件，其特征在于，所述导向杆抵接绳索的一端设置有滚轮，所述滚轮的外周壁上开设有一圈限位凹槽，所述绳索设置在所述限位凹槽内。

4.如权利要求3所述的绳索松紧调节部件，其特征在于，所述滚轮包括轮体和芯轴，所述芯轴设置在所述导向杆的端部，所述芯轴通过螺钉锁固在导向杆上，所述轮体套设在所述芯轴上并能绕所述芯轴转动。

5.如权利要求4所述的绳索松紧调节部件，其特征在于，所述轮体呈圆柱形，所述轮体绕其中心轴转动，所述限位凹槽环绕所述轮体的外侧壁设置。

6.如权利要求1所述的绳索松紧调节部件，其特征在于，所述安装座包括端盖和开设有通孔的导向件，所述导向件与所述端盖螺丝锁固，所述端盖覆盖所述通孔的一端。

7.一种防松平衡装置，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的绳索松紧调节部件，还包括：

-弹性运动系统，其包括两个弹性运动机构，二者相对离心场的径线方向对称设置，每个所述弹性运动机构包括运动部件和弹性部件，所述弹性部件的一端固定设置，所述运动部件与所述弹性部件的另一端连接并进行往复运动；

-平衡机构，其包括绳索、第一定滑轮和第二定滑轮，所述绳索依次绕过第一定滑轮和第二定滑轮设置，且所述绳索的两端平行设置且分别与两个运动部件连接，所述绳索的每一端所受拉力和与其连接的运动部件所受离心力大小相等，方向相反，所述两个运动部件中，一个向渐近离心场的中心方向运动，另一个向渐远离心场的中心方向运动；

其中，所述绳索松紧调节部件位于两个弹性运动机构之间，所述导向杆的端部抵接位于第一定滑轮和第二定滑轮之间的绳索，所述导向杆在绳索的力的作用下移动以调节绳索的松紧。

8.一种离心振动设备，其特征在于，包括权利要求7所述的防松平衡装置。