CN110542529A - 一种油箱晃振试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种油箱晃振试验装置，该装置包括：基座、激振器、设置在基座上的驱动装置、设置在基座上的旋转支架以及分别与驱动装置的驱动端和旋转支架连接的曲柄连杆机构，基座与旋转支架转动连接，激振器设置在基座或旋转支架上，激振器产生的激振力的方向至少包括两个，旋转支架在驱动端的驱动下摆动，旋转支架包括安装面，安装面用于安装待测试油箱。本发明实施例的油箱晃振试验装置能为待测试油箱提供多方向且较高频率的振动，从而更好地模拟油箱的实际工作环境。

Description

一种油箱晃振试验装置

技术领域

本发明涉及试验设备技术领域，特别是涉及一种油箱晃振试验装置。

背景技术

油箱在飞机飞行的过程中，往往会因为飞机机身承受气流压力不均的情况出现晃动，也会因为飞机发动机的振动或其他原因而出现振动，因此油箱在使用过程中，往往承受飞机机身及飞机发动机所传递来的多种不同的作用力，长时间使用后，可能会出现疲劳损坏的情况。因此，油箱在出厂或安装之前，需要使用油箱晃振试验装置对其进行疲劳强度测试，具体过程为先将待测试的油箱安装在油箱晃振试验装置上，然后通过为油箱提供振动和晃动的作用力，检测其在预设时间内是否会出现损坏，以此来判断该油箱是否能满足疲劳强度性能的要求。

现有技术中的油箱晃振试验装置通常采用伺服液压系统来为油箱提供振动的作用力，伺服液压系统通常需要在实验室的振动台上使用，振动台上设置有固定油箱的工装卡具，通过将油箱固定在工装卡具上，使伺服液压系统的执行元件驱动振动台并使其产生振动进而带动油箱产生振动。

但是伺服液压系统的执行元件通常为液压缸，只能实现一个方向的运动，因此也只能为油箱提供一个方向上的振动，且其往复运动的速度较慢，因此为油箱提供的振动频率较低，因此该油箱晃振试验装置为油箱提供的振动并不能很好地模拟油箱的实际工作环境，因此使得油箱晃振试验装置对油箱在振动的状态下测试得出的疲劳强度性能与油箱在实际使用中的疲劳强度性能相差较大，进而使得油箱在实际使用中可能出现疲劳损坏的情况。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种油箱晃振试验装置，能够为待测试油箱提供多方向且较高频率的振动。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种油箱晃振试验装置，包括：基座、激振器、设置在所述基座上的驱动装置、设置在所述基座上的旋转支架以及分别与所述驱动装置的驱动端和所述旋转支架连接的曲柄连杆机构，所述基座与所述旋转支架转动连接，所述激振器设置在所述基座或所述旋转支架上，所述激振器产生的激振力的方向至少包括两个，所述旋转支架在所述驱动端的驱动下摆动，所述旋转支架包括安装面，所述安装面用于安装待测试油箱。

所述激振力的方向包括两个方向，所述两个方向相互垂直。

所述曲柄连杆机构包括：互相连接的曲柄和连杆，所述曲柄与所述驱动端传动连接，所述连杆与所述旋转支架转动连接。

所述基座包括：底部以及分别设置在所述底部两端的侧部，所述底部和所述侧部均为框架式结构，所述旋转支架分别与两个所述侧部连接。

所述旋转支架包括：支架底部以及分别设置在所述支架底部两端的支架侧部，两个所述侧部分别与两个所述支架侧部转动连接。

在所述支架侧部上设置有转轴，在所述侧部上设置有具有通孔的固定件，所述转轴与所述固定件转动连接。

所述旋转支架还包括：摇臂，所述摇臂与所述连杆转动连接。

所述旋转支架的安装面上设置有减震装置，所述减震装置用于安装所述待测试油箱。

所述油箱晃振试验装置还包括：油箱绑带，所述油箱绑带的两端分别连接在所述旋转支架上，所述油箱绑带用于固定所述待测试油箱。

所述旋转支架还包括：至少四个挂钩，所述油箱绑带通过所述挂钩连接在所述旋转支架上。

本发明实施例提供的油箱晃振试验装置，通过在基座上设置旋转支架，旋转支架包括安装面，在使用本发明实施例提供的油箱晃振试验装置时，可以将待测试油箱安装在安装面上；通过在基座或旋转支架上设置激振器，使得在使用中可以通过调整激振器的振动频率来为基座或旋转支架提供频率较高的振动的作用力，进而为待测试油箱提供高频振动；通过将激振器的激振力方向设置为至少两个，使得本发明实施例的油箱晃振试验装置可以为待测试油箱提供至少两个方向的振动；通过在基座上设置驱动装置，并设置分别与驱动装置的驱动端和旋转支架连接的曲柄连杆机构，使得旋转支架可在驱动装置的驱动下摆动，进而为安装在旋转支架上的待测试油箱提供晃动力。由于本发明实施例的油箱晃振试验装置可以为待测试油箱提供至少两个方向的振动的作用力，以及可以为待测试油箱提供高频振动，因此可以更好地模拟油箱的实际工作环境，进而使得采用本发明实施例的油箱晃振试验装置测试出的待测试油箱的疲劳强度性能更为准确，进而使得待检测油箱在实际使用中不易出现疲劳损坏的情况。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的油箱晃振试验装置的一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的油箱晃振试验装置的一种局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的油箱晃振试验装置的另一种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的油箱晃振试验装置的另一种局部结构示意图。

图标：100.油箱晃振试验装置，110.基座，111.底部，112.侧部，1121.通孔，1122.固定件，120.激振器，130.驱动装置，131.驱动端，140.旋转支架，141.安装面，142.支架底部，143.支架侧部，1431.转轴，144.摇臂，145.减震装置，146.挂钩，147.支架，148.垫块，150.曲柄连杆机构，151.曲柄，152.连杆，160.油箱绑带，210.待测试油箱。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种油箱晃振试验装置100，包括：基座110、激振器120、设置在基座110上的驱动装置130、设置在基座110上的旋转支架140以及分别与驱动装置130的驱动端131和旋转支架140连接的曲柄连杆机构150，基座110与旋转支架140转动连接，激振器120设置在基座110或旋转支架140上，激振器120产生的激振力的方向至少包括两个，旋转支架140在驱动端131的驱动下摆动，旋转支架140包括安装面141，安装面141用于安装待测试油箱210。

本发明实施例提供的油箱晃振试验装置100在使用中，首先在待测试油箱210内注入试验用溶液，通常注入2/3的油箱容量，接着将待测试油箱210安装在旋转支架140的安装面141上，其次启动激振器120，激振器120自身产生的激振力带动旋转支架140以及安装在旋转支架140上的待测试油箱210产生振动，使用振动振幅测量设备(图1中未示出)以及加速度传感器测试待测试油箱210是否按照预设试验条件振动，关闭激振器120；接着启动驱动装置130，驱动装置130通过曲柄连杆机构150驱动旋转支架140摆动，进而带动待测试油箱210晃动，使用晃动角度测量设备测试待测试油箱210是否按照预设试验条件晃动，关闭驱动装置130；接着启动激振器120和驱动装置130，使本发明实施例的油箱晃振试验装置100同时为待测试油箱210提供振动和晃动，测试其在预设的时间内是否出现损坏，若无损坏情况出现，则待测试油箱210的疲劳强度性能可以满足要求。

需要说明的是，第一，本发明实施例的驱动装置130可以设置为电机或液压马达等，只要其驱动端131可以驱动旋转支架140进行摆动即可。

第二，激振器120的工作原理为：由电机带动设置有偏心体的轴转动，偏心体在转动的过程中会产生离心力，激振器120便会在该离心力的作用下产生与该离心力的方向相同的振动。为了简化激振器120的结构，在本发明实施例中，具有偏心体的轴可以设置为一个，这样一来，该轴在电机的带动下转动时，由于偏心体在圆周运动的任一位置处所产生的离心力均与该位置与转动中心的连线在一条直线上，因此其可以产生多个方向的离心力，进而使得激振器120可以产生多个方向的振动。

可选地，还可以设置四个具有偏心体的轴，且四个轴并排安装。为描述方便，将四个轴分别命名为第一轴、第二轴、第三轴和第四轴，其中，第一轴与第二轴同步且反向同速旋转，第一轴的偏心体和第二轴的偏心体的初始位置相同，此时两个偏心体在一个方向(例如水平方向)上产生的离心力的分力大小相等却方向相反，因此互相抵消，而在另一个方向(例如竖直方向)上产生的离心力的分力之和则为激振器120在该方向(竖直方向)上产生振动的作用力；第三轴与第四轴设置方式与第一轴与第二轴相同，只是第三轴和第四轴的偏心体的初始位置与第一轴和第二轴的偏心体的初始位置相差90°，第三轴和第四轴可以产生水平方向上的振动，因此采用该种结构的激振器120可以获得竖直方向和水平方向两个方向互相垂直的振动。

激振器120在使用中，可以通过调整激振器120的电机的转速，进而调节轴的转速以及调整偏心体距离轴心的距离、偏心体的质量，来调节激振器120的振动幅度，进而调节待测试油箱210的振动幅度；通过调节轴的转速，来调节待测试油箱210的振动频率。

本发明实施例提供的油箱晃振试验装置100，通过在基座110上设置旋转支架140，旋转支架140包括安装面141，在使用本发明实施例提供的油箱晃振试验装置100时，可以将待测试油箱210安装在安装面141上；通过在基座110或旋转支架140上设置激振器120，使得在使用中可以通过调整激振器120的振动频率来为基座110或旋转支架140提供频率较高的振动的作用力，进而为待测试油箱210提供高频振动；通过将激振器120的激振力方向设置为至少两个，使得本发明实施例的油箱晃振试验装置100可以为待测试油箱210提供至少两个方向的振动；通过在基座110上设置驱动装置130，并设置分别与驱动装置130的驱动端131和旋转支架140连接的曲柄连杆机构150，使得旋转支架140可在驱动装置130的驱动下摆动，进而为安装在旋转支架140上的待测试油箱210提供晃动力。由于本发明实施例的油箱晃振试验装置100可以为待测试油箱210提供至少两个方向的振动的作用力，以及可以为待测试油箱210提供高频振动，因此可以更好地模拟油箱的实际工作环境，进而使得采用本发明实施例的油箱晃振试验装置100测试出的待测试油箱210的疲劳强度性能更为准确，进而使得待测试油箱210在实际使用中不易出现疲劳损坏的情况。

此处需要说明的是，通常情况下，晃动指的来回摇动或者上下摆动，因此旋转支架140在驱动装置130的驱动下摆动，进而带动待测试油箱210摆动，也可以理解为带动待测试油箱210晃动。

可选地，如图2所示，曲柄连杆机构150可以包括：互相连接的曲柄151和连杆152，曲柄151与驱动端131传动连接，连杆152与旋转支架140转动连接。本发明实施例的油箱晃振试验装置100在使用中，驱动装置130的驱动端131带动曲柄151进行旋转，曲柄151通过连杆152带动旋转支架140绕旋转支架140与基座110的连接部位进行摆动，进而带动待测试油箱210进行晃动。需要说明的是，连杆152与旋转支架140的连接部位和旋转支架140与基座110的连接部位不为同一位置。

采用上述的结构，使得本发明实施例的油箱晃振试验装置100结构较为简单，容易实现。此外，还可以通过调节驱动装置130的转速来调整待测试油箱210的晃动频率，通过调整曲柄151的长度、连杆152的长度以及连杆152与旋转支架140连接部位和旋转支架140与基座110的连接部位之间的距离可以调整待测试油箱210的晃动幅度。

可选地，如图1所示，在本发明实施例中，基座110可以包括：底部111以及分别设置在底部111两端的侧部112，底部111和侧部112均为框架式结构，旋转支架140分别与两个侧部112连接。底部111可以由四个方管首尾相连而成，每两个方管可以采用焊接或螺栓连接的方式进行连接，为了增加底部111的强度，示例性的，可以在相对的两个方管之间设置加强筋。侧部112也可以采用四个方管首尾相连而成，每两个方管可以采用焊接或螺栓连接的方式进行连接。采用上述的结构，使得基座110的整体强度较高，且用材较少，在满足基座110具有较高强度的基础上节约了成本。

可选地，如图3所示，在本发明实施例中，旋转支架140可以包括：支架底部142以及分别设置在支架底部142两端的支架侧部143，两个侧部112分别与两个支架侧部143转动连接。需要说明的是，支架底部142和支架侧部143的结构可以参考底部111和侧部112的结构进行设计，该种结构的有益效果此处不再赘述。采用分别将基座110的两个侧部112与旋转支架140的两个支架侧部143连接在一起的结构，提高了旋转支架140在基座110上连接的稳定性，同时也避免了旋转支架140与基座110连接部位较少而导致待测试油箱210和旋转支架140在晃动的过程中，待测试油箱210远离旋转支架140与基座110连接部位的一端出现额外的晃动，进而影响对待测试油箱210疲劳性能测试的准确性的情况。

可选地，如图1和图3所示，本发明实施例中，在支架侧部143上设置有转轴1431，在侧部112上设置有具有通孔1121的固定件1122，转轴1431与固定件1122转动连接。转轴1431与固定件1122转动连接可以为在转轴1431与通孔1121之间设置轴承(图4中未示出)，该轴承可以设置为角接触向心轴承，由于角接触向心轴承可以同时承受径向力和轴向力，因此可以减少旋转支架140在出现轴向窜动时，旋转支架140为角接触向心轴承提供轴向力，进而导致角接触向心轴承的内圈与外圈脱离的情况。此外，为了防止轴承在使用中出现较大磨损，可以在轴承的内圈与外圈之间加注润滑油。

可选地，如图2所示，在本发明实施例中，旋转支架140还可以包括：摇臂144，摇臂144与连杆152转动连接。摇臂144可以通过垫块148连接在支架侧部143上，由于支架侧部143的方管的截面尺寸一般较小，通过设置具有较大截面面积的垫块148，增加了摇臂144与支架侧部143的方管的连接强度。通过设置摇臂144，使得驱动装置130可以依次通过曲柄151、连杆152和摇臂144驱动旋转支架140进行摆动，进而带动待测试油箱210晃动。需要说明的是，摇臂144可以设置为板状结构。

可选地，如图4所示，在本发明实施例中，旋转支架140的安装面141上设置有减震装置145，减震装置145用于安装待测试油箱210。由于油箱在飞机上安装时，为了减少飞机的机身振动时给油箱带来较大的冲击力，通常情况下，在油箱与机身之间设置有减震装置145，以缓冲该冲击力。因此，在本发明实施例中，通过在安装面141上设置减震装置145，然后在减震装置145上设置可以安装待测试油箱210的支架147，将待测试油箱210安装在该支架147上，使得采用本发明实施例的油箱晃振试验装置100可以更好地模拟待测试油箱210的实际工作环境。需要说明的是，减震装置145可以设置为减震器。

可选地，如图1所示，在本发明实施例中，油箱晃振试验装置100还可以包括：油箱绑带160，油箱绑带160的两端分别连接在旋转支架140上，油箱绑带160用于固定待测试油箱210。需要说明的是，由于在飞机中，还有部分油箱受安装空间所限采用油箱绑带160连接在飞机机身上，因此，在本发明实施例的油箱晃振试验装置100上设置油箱绑带160，可以为该种固定方式的油箱提供测试。此外，还使得本发明实施例的油箱晃振试验装置100可以同时为两个待测试油箱210提供测试，因此提高了本发明实施例的油箱晃振试验装置100的测试效率。

可选地，如图1和图4所示，在本发明实施例中，旋转支架140还可以包括：至少四个挂钩146，油箱绑带160通过挂钩146连接在旋转支架140上。需要说明的是，本发明实施例对挂钩146的数量不做具体限定，示例性的，可以使用四个挂钩146，且四个挂钩146呈四边形设置在支架底部142。优选地，挂钩146的数量设置为偶数个，其中两两相对设置，且每两个挂钩146可以连接一个油箱绑带160，在使用本发明实施例的油箱晃振试验装置100时，待测试油箱210可以通过多个油箱绑带160进行固定，这样一来，可以增加待测试油箱210在旋转支架140上的固定稳定性，进而使待测试油箱210在晃动时不会因油箱绑带160过少而出现额外的晃动的情况。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种油箱晃振试验装置(100)，其特征在于，包括：基座(110)、激振器(120)、设置在所述基座(110)上的驱动装置(130)、设置在所述基座(110)上的旋转支架(140)以及分别与所述驱动装置(130)的驱动端(131)和所述旋转支架(140)连接的曲柄连杆机构(150)，所述基座(110)与所述旋转支架(140)转动连接，所述激振器(120)设置在所述基座(110)或所述旋转支架(140)上，所述激振器(120)产生的激振力的方向至少包括两个，所述旋转支架(140)在所述驱动端(131)的驱动下摆动，所述旋转支架(140)包括安装面(141)，所述安装面(141)用于安装待测试油箱(210)。

2.根据权利要求1所述的油箱晃振试验装置(100)，其特征在于，所述激振器(120)产生的激振力的方向包括两个方向，所述两个方向相互垂直。

3.根据权利要求1所述的油箱晃振试验装置(100)，其特征在于，所述曲柄连杆机构(150)包括：互相连接的曲柄(151)和连杆(152)，所述曲柄(151)与所述驱动端(131)传动连接，所述连杆(152)与所述旋转支架(140)转动连接。

4.根据权利要求1所述的油箱晃振试验装置(100)，其特征在于，所述基座(110)包括：底部(111)以及分别设置在所述底部(111)两端的侧部(112)，所述底部(111)和所述侧部(112)均为框架式结构，所述旋转支架(140)分别与两个所述侧部(112)连接。

5.根据权利要求4所述的油箱晃振试验装置(100)，其特征在于，所述旋转支架(140)包括：支架底部(142)以及分别设置在所述支架底部(142)两端的支架侧部(143)，两个所述侧部(112)分别与两个所述支架侧部(143)转动连接。

6.根据权利要求5所述的油箱晃振试验装置(100)，其特征在于，在所述支架侧部(143)上设置有转轴(1431)，在所述侧部(112)上设置有具有通孔(1121)的固定件(1122)，所述转轴(1431)与所述固定件(1122)转动连接。

7.根据权利要求3所述的油箱晃振试验装置(100)，其特征在于，所述旋转支架(140)还包括：摇臂(144)，所述摇臂(144)与所述连杆(152)转动连接。

8.根据权利要求1所述的油箱晃振试验装置(100)，其特征在于，所述旋转支架(140)的安装面(141)上设置有减震装置(145)，所述减震装置(145)用于安装所述待测试油箱(210)。

9.根据权利要求1所述的油箱晃振试验装置(100)，其特征在于，所述油箱晃振试验装置(100)还包括：油箱绑带(160)，所述油箱绑带(160)的两端分别连接在所述旋转支架(140)上，所述油箱绑带(160)用于固定所述待测试油箱(210)。

10.根据权利要求9所述的油箱晃振试验装置(100)，其特征在于，所述旋转支架(140)还包括：至少四个挂钩(146)，所述油箱绑带(160)通过所述挂钩(146)连接在所述旋转支架(140)上。