CN111272369A - 一种环境试验工装及其振动试验、加速度试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环境试验工装及其振动试验、加速度试验方法，属于检测设备技术领域。该工装包括底座、支架和夹持部件，所述支架与底座转动连接，所述底座上设有用于使支架相对底座保持固定的锁紧组件A，所述夹持部件的两端均通过转轴与支架转动连接，所述支架上设有使夹持部件相对支架保持固定的锁紧组件B。环境试验工装既适用于产品振动试验，又适用于加速度试验，适用范围较广。一次装夹即可完成产品的整个振动试验或加速度试验，产品装夹后能得到很好的保护，产品试验安全性高。绕支撑筒的中心线方向转动支架，或者绕转轴转动夹持部件即可对产品的试验方向进行切换，操作简单可靠，试验效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种环境试验工装及其振动试验、加速度试验方法，属于检测设备技术领域。
背景技术
环境试验工装是在诸多产品环境试验(如加速度试验、振动试验、冲击试验等)中运用到的一种装夹工具，工装设计的合理性关系到工作效率和产品的试验安全性。例如，公开号为CN110375941A的中国专利文献，公开了一种振动测试夹具和振动试验装置，其中，该振动测试夹具包括：底座，用于与振动台固定连接；支撑台，可转动地连接于所述底座，所述支撑台具有用于固定待测样品的支撑面；以及锁定机构，用于使所述支撑台相对所述底座保持在第一支撑位置和第二支撑位置，在所述第一支撑位置，所述支撑面与所述振动台的振动方向相垂直，在所述第二支撑位置，所述支撑面与所述振动台的振动方向相平行。采用本发明的振动测试夹具进行测试时，无需对振动台进行旋转倒台操作，即可完成对样品多个方向的振动测试，可有效简化测试过程，有效提升工作效率。但是，装置存在以下不足：
1、完成样品竖直方向(Z轴)的振动测试后，需要将支撑台转动90度，以对样品的水平方向(X轴)进行振动测试。转动支撑台前，须要拆除全部第一紧固件和第二紧固件才可以转动支撑台；支撑台转动到位后，需要安装第一紧固件。对准支撑台和底座上的孔位，及拆装紧固件均较为耗时，试验效率低。
2、完成样品水平方向(X轴)的振动测试后，将样品从支撑台上拆下，并将样品转动一定角度后固定在支撑台上，样品拆装较为耗时，试验效率低。
3、装置只可以用于振动测试，功能较为单一。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种环境试验工装及其振动试验、加速度试验方法。
本发明通过以下技术方案得以实现：
一种环境试验工装，包括底座、支架和夹持部件，所述支架与底座转动连接，所述底座上设有用于使支架相对底座保持固定的锁紧组件A，所述夹持部件的两端均通过转轴与支架转动连接，所述支架上设有使夹持部件相对支架保持固定的锁紧组件B。
所述底座包括底板、支撑筒和两半圆形板，两半圆形板抱合形成一个整圆，并通过支撑筒安装在底板上；底板的边缘处开设有多个槽口。
所述锁紧组件A包括两自动弹簧插销A和两锁紧螺钉A，两自动弹簧插销A和两锁紧螺钉A均布安装在底座上，自动弹簧插销A的销轴A和锁紧螺钉A的直径相等，且销轴A的中心线与锁紧螺钉A的中心线垂直且相交。
所述支架包括U型座和定位筒，定位筒通过连接轴与U型座的底部连接，定位筒上均布设有4个通孔A，U型座的两侧板上对应设有两个转轴安装孔。
所述连接轴上安装有平面轴承。
所述锁紧组件B包括两自动弹簧插销B和两锁紧螺钉B，两自动弹簧插销B对称设在支架的两侧板上，两锁紧螺钉B对称设在支架的两侧板上。
所述夹持部件包括夹持板、压板和安装板，安装板通过两连接板与夹持板连接，压板与两连接板滑动连接，且压板位于安装板与夹持板之间，安装板上设有T形锁紧螺杆。
所述夹持板上设有若干产品定位凹槽A，所述压板上在与若干产品定位凹槽A相对应的位置设有若干产品定位凹槽B。、
一种环境试验工装的振动试验方法，包括以下主要步骤：
(1)安装环境试验工装：将环境试验工装的底座固定安装在振动试验装置的振动台上；
(2)安装试验产品：退松T形锁紧螺杆，推动压板向远离夹持板的方向滑动一段距离，将需要试验的产品的前端放入夹持板上相应的产品定位凹槽A内，推动压板，使压板上相应的产品定位凹槽B卡入产品的后端，拧紧T形锁紧螺杆将产品锁紧固定在夹持部件上；
(3)产品Z轴方向振动试验：启动振动试验装置，对产品的Z轴方向进行振动测试；
(4)产品X轴方向振动试验：关闭振动试验装置，使夹持部件绕转轴顺时针或逆时针转动90度，通过锁紧组件B锁紧夹持部件，然后启动振动试验装置，对产品的X轴方向进行振动测试；
(5)产品Y轴方向振动试验：关闭振动试验装置，使支架绕支撑筒的中心线逆时针或顺时针转动90度，通过锁紧组件A锁紧固定支架，然后启动振动试验装置，对产品的Y轴方向进行振动测试；
(6)关闭振动试验装置，即完成产品X轴、Y轴和Z轴方向的振动试验。
一种环境试验工装的加速度试验方法，包括以下主要步骤：
(1)安装环境试验工装：将环境试验工装的底座固定安装在加速度试验装置的工作台上；
(2)安装试验产品：退松T形锁紧螺杆，推动压板向远离夹持板的方向滑动一段距离，将需要试验的产品的前端放入夹持板上相应的产品定位凹槽A内，推动压板，使压板上相应的产品定位凹槽B卡入产品的后端，拧紧T形锁紧螺杆将产品锁紧固定在夹持部件上；
(3)产品Y轴方向加速度试验：启动加速度试验装置，对产品的+Y轴方向进行加速度测试，然后关闭加速度试验装置，使支架绕支撑筒的中心线转动180度，通过锁紧组件A中的两自动弹簧插销A锁紧固定支架，启动加速度试验装置，对产品的-Y轴方向进行加速度测试；
(4)产品Z轴方向加速度试验：关闭加速度试验装置，使支架绕支撑筒的中心线顺时针转动90度，锁紧固定支架，启动加速度试验装置，对产品的-Z轴方向进行加速度测试；关闭加速度试验装置，使支架绕支撑筒的中心线转动180度，锁紧固定支架，启动加速度试验装置，对产品的+Z轴方向进行加速度测试；
(5)产品X轴方向加速度试验：关闭加速度试验装置，使夹持部件绕产品的Y轴顺时针转动90度，通过锁紧组件B中的两自动弹簧插销B锁紧固定夹持部件，启动加速度试验装置，对产品的+X轴方向进行加速度测试；关闭加速度试验装置，使支架绕支撑筒的中心线转动180度，锁紧固定支架，启动加速度试验装置，对产品的-X轴方向进行加速度测试。
本发明的有益效果在于：
1、环境试验工装既适用于产品振动试验，又适用于加速度试验，适用范围较广。
2、一次装夹即可完成产品的整个振动试验或加速度试验，产品装夹后能得到很好的保护，产品试验安全性高。
3、夹持板上加工有多个产品定位凹槽A，压板上在与多个产品定位凹槽A相对应的位置加工有多个产品定位凹槽B，使夹持板和压板可以共同配合夹持多个类型的产品。
4、绕支撑筒的中心线方向转动支架，或者绕转轴转动夹持部件即可对产品的试验方向进行切换，操作简单可靠。
5、对产品做振动试验时，通过锁紧组件A和锁紧组件B分别锁紧固定支架和夹持部件；对产品做加速度试验时，通过锁紧组件A中的两自动弹簧插销A锁紧固定支架，通过锁紧组件B中的两自动弹簧插销B锁紧固定夹持部件即可，不用频繁拧紧、退松锁紧螺钉A和锁紧螺钉B，有助于提高试验效率。另外，当支架绕支撑筒的中心线转动，或者夹持部件绕转轴转动到所需位置附近时，持续按住相应的销轴，并来回转动支架或夹持部件，当销轴卡入所需通孔内时，即可完成转动支架或夹持部件的定位工作，有助于提高试验效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的底座的结构示意图；
图3为本发明的支架的结构示意图；
图4为本发明的夹持部件的结构示意图；
图5为本发明的压板的结构示意图；
图6为本发明与加速度试验装置的装配结构示意图；
图7为对产品进行加速度试验时的产品坐标系变化原理框图。
图中：1-底座，10-底板，100-槽口，11-支撑筒，12-半圆形板，2-锁紧组件A，20-销轴A，21-按钮A，3-支架，30-U型座，300-转轴安装孔，31-连接轴，32-定位筒，320-通孔A，4-锁紧组件B，40-销轴B，41-按钮B，5-夹持部件，50-夹持板，500-产品定位凹槽A，51-连接板，510-通孔B，511-滑槽，52-压板，520-产品定位凹槽B，521-滑块，53-安装板，54-T形锁紧螺杆，6-转轴，7-电机，8-配重块。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图7所示，本发明所述的一种环境试验工装，包括底座1、支架3和夹持部件5，所述支架3与底座1转动连接，所述底座1上安装有用于使支架3相对底座1保持固定的锁紧组件A2，所述夹持部件5的两端均通过转轴6与支架3转动连接，所述支架3上安装有使夹持部件5相对支架3保持固定的锁紧组件B4。
所述底座1包括底板10、支撑筒11和两半圆形板12，两半圆形板12抱合形成一个整圆，并通过支撑筒11安装在底板10上；底板10的边缘处开加工有多个槽口100。在使用时，连接轴31位于两半圆形板12的内侧。底板10通过紧固件(如螺栓、螺母等)固定安装在振动试验装置的振动台或者加速度试验装置的工作台上。
所述锁紧组件A2包括两自动弹簧插销A和两锁紧螺钉A，两自动弹簧插销A和两锁紧螺钉A均布安装在底座1上，自动弹簧插销A的销轴A20和锁紧螺钉A的直径相等，且销轴A20的中心线与锁紧螺钉A的中心线垂直且相交。在使用时，两自动弹簧插销A和两锁紧螺钉A均布安装在支撑筒11上。自动弹簧插销A为现有技术，按压销轴A20，销轴A20伸出壳体可以卡入到定位筒32上的某个通孔A320内，按压按钮A21，销轴A20退回到壳体内。锁紧螺钉A与支撑筒11螺纹连接，锁紧螺钉A可以伸入到通孔A320内。支架3绕支撑筒11的中心线转动90度、180度、270度和360度后，可以通过锁紧组件A2锁紧固定。
所述支架3包括U型座30和定位筒32，定位筒32通过连接轴31与U型座30的底部连接，定位筒32上均布加工有4个通孔A320，U型座30的两侧板上对应加工有两个转轴安装孔300。通孔A320用于与销轴A20配合卡住支架3，避免支架3相对底座1转动。两个转轴安装孔300对称加工在U型座30的两侧板上，并靠近U型座30的U型开口端。
所述连接轴31上安装有平面轴承。使支架3可以更为顺畅地绕支撑筒11的中心线转动。
所述锁紧组件B4包括两自动弹簧插销B和两锁紧螺钉B，两自动弹簧插销B对称安装在支架3的两侧板上，两锁紧螺钉B对称安装在支架3的两侧板上。与自动弹簧插销A一样，自动弹簧插销B也为现有技术，按压销轴B40，销轴B40伸出壳体，按压按钮A21，销轴A20退回到壳体内。连接板51上在与自动弹簧插销B的销轴B40相对应的位置加工有4个通孔B510，按压销轴B40，销轴B40伸出壳体可以卡入某个通孔B510内。夹持部件5绕转轴6转动90度、180度、270度和360度后，可以通过锁紧组件B4锁紧固定。
所述夹持部件5包括夹持板50、压板52和安装板53，安装板53通过两连接板51与夹持板50连接，压板52与两连接板51滑动连接，且压板52位于安装板53与夹持板50之间，安装板53上螺纹连接有T形锁紧螺杆54。在使用时，连接板51上并排加工有两滑槽511，压板52的两端均对应焊接有两滑块521，压板52通过滑块521与连接板51上的滑槽511滑动连接。
所述夹持板50上加工有多个产品定位凹槽A500，所述压板52上在与多个产品定位凹槽A500相对应的位置加工有多个产品定位凹槽B520。使夹持板50和压板52可以共同配合夹持多个类型的产品。
一种环境试验工装的振动试验方法，包括以下主要步骤：
具体的，振动试验装置选用现有的振动试验设备，只要振动试验设备的振动台能够在水平方向做往复直线振动即可。如图1所示，初始状态时，产品坐标系中的Z轴方向与振动台的振动方向(图中双箭头方向)平行或重合。
(1)安装环境试验工装：将环境试验工装的底座1固定安装在振动试验装置的振动台上；
(2)安装试验产品：退松T形锁紧螺杆54，推动压板52向远离夹持板50的方向滑动一段距离，将需要试验的产品的前端放入夹持板50上相应的产品定位凹槽A500内，推动压板52，使压板52上相应的产品定位凹槽B520卡入产品的后端，拧紧T形锁紧螺杆54将产品锁紧固定在夹持部件5上；
(3)产品Z轴方向振动试验：启动振动试验装置，对产品的Z轴方向进行振动测试；
(4)产品X轴方向振动试验：关闭振动试验装置，使夹持部件5绕转轴6顺时针或逆时针转动90度，通过锁紧组件B4锁紧夹持部件5，然后启动振动试验装置，对产品的X轴方向进行振动测试；
(5)产品Y轴方向振动试验：关闭振动试验装置，使支架3绕支撑筒11的中心线逆时针或顺时针转动90度，通过锁紧组件A2锁紧固定支架3，然后启动振动试验装置，对产品的Y轴方向进行振动测试；
(6)关闭振动试验装置，即完成产品X轴、Y轴和Z轴方向的振动试验。
一种环境试验工装的加速度试验方法，包括以下主要步骤：
具体的，如图6所示，加速度试验装置包括电机7、工作台和配重块8，工作台的中部安装在电机7的输出轴上，配重块8安装在工作台的一端。从上往下看，电机7可以带动工作台沿顺时针转动。图6中的坐标系为产品坐标系。
(1)安装环境试验工装：将环境试验工装的底座1固定安装在加速度试验装置的工作台上；
(2)安装试验产品：退松T形锁紧螺杆54，推动压板52向远离夹持板50的方向滑动一段距离，将需要试验的产品的前端放入夹持板50上相应的产品定位凹槽A500内，推动压板52，使压板52上相应的产品定位凹槽B520卡入产品的后端，拧紧T形锁紧螺杆54将产品锁紧固定在夹持部件5上；
(3)产品Y轴方向加速度试验：启动加速度试验装置，对产品的+Y轴方向进行加速度测试，然后关闭加速度试验装置，使支架3绕支撑筒11的中心线转动180度，通过锁紧组件A2中的两自动弹簧插销A锁紧固定支架3，启动加速度试验装置，对产品的-Y轴方向进行加速度测试；
(4)产品Z轴方向加速度试验：关闭加速度试验装置，使支架3绕支撑筒11的中心线顺时针转动90度，锁紧固定支架3，启动加速度试验装置，对产品的-Z轴方向进行加速度测试；关闭加速度试验装置，使支架3绕支撑筒11的中心线转动180度，锁紧固定支架3，启动加速度试验装置，对产品的+Z轴方向进行加速度测试；
(5)产品X轴方向加速度试验：关闭加速度试验装置，使夹持部件5绕产品的Y轴顺时针转动90度，通过锁紧组件B4中的两自动弹簧插销B锁紧固定夹持部件5，启动加速度试验装置，对产品的+X轴方向进行加速度测试；关闭加速度试验装置，使支架3绕支撑筒11的中心线转动180度，锁紧固定支架3，启动加速度试验装置，对产品的-X轴方向进行加速度测试。对产品的-X轴方向作加速度测试完毕后，关闭加速度试验装置。
综上所述，本发明的有益效果有：
1、环境试验工装既适用于产品振动试验，又适用于加速度试验，适用范围较广。
2、一次装夹即可完成产品的整个振动试验或加速度试验，产品装夹后能得到很好的保护，产品试验安全性高。
3、夹持板50上加工有多个产品定位凹槽A500，压板52上在与多个产品定位凹槽A500相对应的位置加工有多个产品定位凹槽B520，使夹持板50和压板52可以共同配合夹持多个类型的产品。
4、绕支撑筒11的中心线方向转动支架3，或者绕转轴6转动夹持部件5即可对产品的试验方向进行切换，操作简单可靠。
5、对产品做振动试验时，通过锁紧组件A2和锁紧组件B4分别锁紧固定支架3和夹持部件5；对产品做加速度试验时，通过锁紧组件A2中的两自动弹簧插销A锁紧固定支架3，通过锁紧组件B4中的两自动弹簧插销B锁紧固定夹持部件5即可，不用频繁拧紧、退松锁紧螺钉A和锁紧螺钉B，有助于提高试验效率。另外，当支架3绕支撑筒11的中心线转动，或者夹持部件5绕转轴6转动到所需位置附近时，持续按住相应的销轴，并来回转动支架3或夹持部件5，当销轴卡入所需通孔内时，即可完成转动支架3或夹持部件5的定位工作，有助于提高试验效率。
Claims (10)
1.一种环境试验工装，其特征在于：包括底座(1)、支架(3)和夹持部件(5)，所述支架(3)与底座(1)转动连接，所述底座(1)上设有用于使支架(3)相对底座(1)保持固定的锁紧组件A(2)，所述夹持部件(5)的两端均通过转轴(6)与支架(3)转动连接，所述支架(3)上设有使夹持部件(5)相对支架(3)保持固定的锁紧组件B(4)。
2.如权利要求1所述的环境试验工装，其特征在于：所述底座(1)包括底板(10)、支撑筒(11)和两半圆形板(12)，两半圆形板(12)抱合形成一个整圆，并通过支撑筒(11)安装在底板(10)上；底板(10)的边缘处开设有多个槽口(100)。
3.如权利要求1所述的环境试验工装，其特征在于：所述锁紧组件A(2)包括两自动弹簧插销A和两锁紧螺钉A，两自动弹簧插销A和两锁紧螺钉A均布安装在底座(1)上，自动弹簧插销A的销轴A(20)和锁紧螺钉A的直径相等，且销轴A(20)的中心线与锁紧螺钉A的中心线垂直且相交。
4.如权利要求1所述的环境试验工装，其特征在于：所述支架(3)包括U型座(30)和定位筒(32)，定位筒(32)通过连接轴(31)与U型座(30)的底部连接，定位筒(32)上均布设有4个通孔A(320)，U型座(30)的两侧板上对应设有两个转轴安装孔(300)。
5.如权利要求4所述的环境试验工装，其特征在于：所述连接轴(31)上安装有平面轴承。
6.如权利要求1所述的环境试验工装，其特征在于：所述锁紧组件B(4)包括两自动弹簧插销B和两锁紧螺钉B，两自动弹簧插销B对称设在支架(3)的两侧板上，两锁紧螺钉B对称设在支架(3)的两侧板上。
7.如权利要求1所述的环境试验工装，其特征在于：所述夹持部件(5)包括夹持板(50)、压板(52)和安装板(53)，安装板(53)通过两连接板(51)与夹持板(50)连接，压板(52)与两连接板(51)滑动连接，且压板(52)位于安装板(53)与夹持板(50)之间，安装板(53)上设有T形锁紧螺杆(54)。
8.如权利要求7所述的环境试验工装，其特征在于：所述夹持板(50)上设有若干产品定位凹槽A(500)，所述压板(52)上在与若干产品定位凹槽A(500)相对应的位置设有若干产品定位凹槽B(520)。
9.一种环境试验工装的振动试验方法，其特征在于：包括以下主要步骤：
(1)安装环境试验工装：将环境试验工装的底座(1)固定安装在振动试验装置的振动台上；
(2)安装试验产品：退松T形锁紧螺杆(54)，推动压板(52)向远离夹持板(50)的方向滑动一段距离，将需要试验的产品的前端放入夹持板(50)上相应的产品定位凹槽A(500)内，推动压板(52)，使压板(52)上相应的产品定位凹槽B(520)卡入产品的后端，拧紧T形锁紧螺杆(54)将产品锁紧固定在夹持部件(5)上；
(3)产品Z轴方向振动试验：启动振动试验装置，对产品的Z轴方向进行振动测试；
(4)产品X轴方向振动试验：关闭振动试验装置，使夹持部件(5)绕转轴(6)顺时针或逆时针转动90度，通过锁紧组件B(4)锁紧夹持部件(5)，然后启动振动试验装置，对产品的X轴方向进行振动测试；
(5)产品Y轴方向振动试验：关闭振动试验装置，使支架(3)绕支撑筒(11)的中心线逆时针或顺时针转动90度，通过锁紧组件A(2)锁紧固定支架(3)，然后启动振动试验装置，对产品的Y轴方向进行振动测试；
(6)关闭振动试验装置，即完成产品X轴、Y轴和Z轴方向的振动试验。
10.一种环境试验工装的加速度试验方法，其特征在于：包括以下主要步骤：
(1)安装环境试验工装：将环境试验工装的底座(1)固定安装在加速度试验装置的工作台上；
(2)安装试验产品：退松T形锁紧螺杆(54)，推动压板(52)向远离夹持板(50)的方向滑动一段距离，将需要试验的产品的前端放入夹持板(50)上相应的产品定位凹槽A(500)内，推动压板(52)，使压板(52)上相应的产品定位凹槽B(520)卡入产品的后端，拧紧T形锁紧螺杆(54)将产品锁紧固定在夹持部件(5)上；
(3)产品Y轴方向加速度试验：启动加速度试验装置，对产品的+Y轴方向进行加速度测试，然后关闭加速度试验装置，使支架(3)绕支撑筒(11)的中心线转动180度，通过锁紧组件A(2)中的两自动弹簧插销A锁紧固定支架(3)，启动加速度试验装置，对产品的-Y轴方向进行加速度测试；
(4)产品Z轴方向加速度试验：关闭加速度试验装置，使支架(3)绕支撑筒(11)的中心线顺时针转动90度，锁紧固定支架(3)，启动加速度试验装置，对产品的-Z轴方向进行加速度测试；关闭加速度试验装置，使支架(3)绕支撑筒(11)的中心线转动180度，锁紧固定支架(3)，启动加速度试验装置，对产品的+Z轴方向进行加速度测试；
(5)产品X轴方向加速度试验：关闭加速度试验装置，使夹持部件(5)绕产品的Y轴顺时针转动90度，通过锁紧组件B(4)中的两自动弹簧插销B锁紧固定夹持部件(5)，启动加速度试验装置，对产品的+X轴方向进行加速度测试；关闭加速度试验装置，使支架(3)绕支撑筒(11)的中心线转动180度，锁紧固定支架(3)，启动加速度试验装置，对产品的-X轴方向进行加速度测试。
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| JP2005077161A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Shimizu Corp | 多軸加力試験方法 |
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2020
- 2020-03-02 CN CN202010134967.4A patent/CN111272369A/zh active Pending
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