CN111678717A - 离心试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离心试验装置，包括：试样安装箱(1)、液体平衡箱(2)、离心加载力臂(3)和电机(4)；试样安装箱(1)和液体平衡箱(2)设置在离心加载力臂(3)的两端，电机(4)设置在离心加载力臂(3)的中部，用于带动离心加载力臂(3)旋转；其中，试样安装箱(1)和液体平衡箱(2)为流线型；试样安装箱(1)为中空结构，内部设置有万向装置(11)，万向装置(11)用于固定待考核设备(5)；液体平衡箱(2)内承载有配重液。风阻小，可实现多自由度快捷试验。

Description

离心试验装置
技术领域
本发明涉及结构性能试验技术领域，尤其涉及一种离心试验装置。
背景技术
航空航天机载设备或者结构在服役过程中可能面临较高加速度的环境，如飞机在机动动作时，或者火箭发射过程中，其内部设备或者结构通常承受较高的加速度。为了考核航空航天机载设备在高加速度下的强度性能，通常要进行离心试验。
离心试验需要采用一种旋转试验装置来实施，图1为现有离心试验装置示意图。如图1所示，试验时将待考核设备固定在离心试验装置的离心加载力臂的一端。然后根据所考核设备的重量和其力臂的长短，在离心加载力臂的另外一端安装配重块，保证离心试验时的平衡。正式试验时，开动电机，电机旋转带动离心加载力臂的旋转，离心加载力臂高速旋转时会产生离心加速度，为了达到所需要的加速度，试验前需要根据所需要的加速度来计算电机的转速。通过调节电机的转速来调节加速度的大小。离心试验通常需要进行X、Y和Z三个方向的加速度，以考核设备不同方向的抗加速度性能。
当前的试验装置存在以下缺点：1)每次离心试验通常需要进行3个自由度的离心试验，一个自由度试验完成后，必须将待考核设备松开，然后重新固定。因此每次离心试验安装非常麻烦，需要多次拆卸；2)由于待考核设备形状多向，导致试验过程中的离心设备高速旋转时的风阻非常大，限制了设备能力的发挥，由于速度越快，风阻越大，加之电机功率的限制，通常难以达到很高的加速度。因此对于一些所考核的加速度很高的情况，当前试验装置通常难以满足试验要求；3)为了保证离心设备的平稳高速运转，必须设备配重块，但这种配重块需要每次根据设备的重量和力臂的长短进行选择。因此需要配备事先加工合适的配制块，提高了试验成本，并影响试验效率。
发明内容
本发明实施例提供一种离心试验装置，风阻小，可实现多自由度快捷试验。
本发明实施例提供一种离心试验装置，包括：试样安装箱1、液体平衡箱2、离心加载力臂3和电机4；试样安装箱1和液体平衡箱2设置在离心加载力臂3的两端，电机4设置在离心加载力臂3的中部，用于带动离心加载力臂3旋转；其中，
试样安装箱1和液体平衡箱2为流线型；
试样安装箱1为中空结构，内部设置有万向装置11，万向装置11用于固定待考核设备5；
液体平衡箱2内承载有配重液。
可选的，试样安装箱1和液体平衡箱2形状相同。
可选的，试样安装箱1内还设置有锁止把手12；
锁止把手12用于锁定万向装置11。
可选的，试样安装箱1内还包括固定板13和连接件14；
待考核设备5和万向装置11固定在固定板13的两侧，万向装置11通过连接件14固定在试样安装箱1的内壁上。
可选的，试样安装箱1上设置有口盖15；
口盖15用于待考核设备5的取出和放入。
可选的，液体平衡箱2的顶部设置有液体加注通道21。
可选的，液体平衡箱2内设置有防晃板22和调节杆23；
防晃板22和调节杆23连接，调节杆23用于调节防晃板22在液体平衡箱2内的高度；
液体加注通道21穿过防晃板22。
可选的，防晃板22的四周设置有密封垫圈。
可选的，液体加注通道21上设置有可开启的盖板24。
可选的，液体平衡箱2的底部设置有排液口25。
本发明实施例提供的离心试验装置，包括：试样安装箱1、液体平衡箱2、离心加载力臂3和电机4；试样安装箱1和液体平衡箱2设置在离心加载力臂3的两端，电机4设置在离心加载力臂3的中部，用于带动离心加载力臂3旋转；其中，试样安装箱1和液体平衡箱2为流线型；试样安装箱1为中空结构，内部设置有万向装置11，万向装置11用于固定待考核设备5；液体平衡箱2内承载有配重液。本发明实施例提供的离心试验装置克服了传统离心试验设备每个自由度试验完成后需要重新安装、试验过程中风阻大和每次需要单独加工专用配重块的三个问题，具有风阻小、能自平衡、可实现多自由度快捷试验等优点。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有离心试验装置示意图；
图2为本发明实施例提供的离心试验装置的结构示意图一；
图3为本发明实施例提供的离心试验装置的结构示意图二；
图4为本发明实施例提供的试样安装箱的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的液体平衡箱的结构示意图；
附图标记说明：
1—试样安装箱；2—液体平衡箱；3—离心加载力臂；
4—电机；5—待考核设备；11—万向装置；
12—锁止把手；13—固定板；14—连接件；
15—口盖；21—液体加注通道；22—防晃板；
23—调节杆；24—盖板；25—排液口。
具体实施方式
图2为本发明实施例提供的离心试验装置的结构示意图一，图3为本发明实施例提供的离心试验装置的结构示意图二。如图2和3所示，本发明实施例提供的离心试验装置，包括：试样安装箱1、液体平衡箱2、离心加载力臂3和电机4；试样安装箱1和液体平衡箱2设置在离心加载力臂3的两端，电机4设置在离心加载力臂3的中部，用于带动离心加载力臂3旋转；其中，
试样安装箱1和液体平衡箱2为流线型；试样安装箱1为中空结构，内部设置有万向装置11，万向装置11用于固定待考核设备5；液体平衡箱2内承载有配重液。
示例性的，本发明实施例提供的离心试验装置从外观上看，与传统离心试验设备最大的不同在于多了图2所示的试样安装箱1和液体平衡箱2。其中试样安装箱1为流线型试样安装箱，其内部用于安装待考核设备5。液体平衡箱2为用于配制的流线型液体平衡箱，其内部用于承载液体。
本发明实施例提供的离心试验装置因为采用流线型，大幅降低了离心试验时的风阻，从而可以达到更高的加速度，通过采用液体配重，而非过去的金属块配重，降低成本和试验周期；通过采用试样安装箱配合万向装置，可以实现自由度的任意调节，且方便快捷，不同自由度进行试验时不再需要拆卸。
示例性的，流线型试样安装箱1与流线型液体平衡箱2外形尺寸完全相同，可以保证试验过程中离心加载臂两端风阻的相等，进一步降低风阻。
示例性的，图4为本发明实施例提供的试样安装箱的结构示意图，如图4所示，流线型试样安装箱可以打开，其内部有万向安装夹具，可以与待考核设备连接，当需要进行不同自由度的离心试验时，只需要打开流线型试样安装箱，沿万向装置调整所考核的设备方向并进行锁死即可，方便快捷，且突破了传统试验设备只能进行X、Y和Z三个方向测试的局限。
示例性的，试样安装箱1上设置有口盖15；口盖15用于待考核设备5的取出和放入。口盖15试验时处于关闭状态。
可选的，试样安装箱1内还包括固定板13和连接件14；待考核设备5和万向装置11固定在固定板13的两侧，万向装置11通过连接件14固定在试样安装箱1的内壁上。
具体的，待考核设备5通过螺栓与固定板13连接；固定板13与万向装置11连接，万向装置11用于调整固定板15的方位。本实施例不对万向装置进行具体限定，可以采用现有各类万向结构。
万向装置11通过连接件14与流线型试样安装箱1固定。
可选的，试样安装箱1内还设置有锁止把手12；锁止把手12用于锁定万向装置11。
示例性的，图5为本发明实施例提供的液体平衡箱的结构示意图，如图5所示，液体平衡箱2内用于承载配重用液体，配重液用于离心试验设备试验时的平衡配重，由于采用液体配重而非过去的配重块配重，使得不再需要每次试验时加工不同的配重块，从而降低试验成本。液体配重的最大好处是质量可以任意可调。
可选的，液体平衡箱2的顶部设置有液体加注通道21，该通道有两个用途，一是加注液体，二是如果加注的液体质量不合适，当进行离心试验调试时，多余液体会沿着该通道流出以实现自平衡。在离心力作用下，多余的液体会沿着所预留的液体加注通道21流出，直至达到平衡状态。
示例性的，液体加注通道21上设置有可开启的盖板24，盖板24在液体加注时和离心试验调试时应处于打开状态，当离心试验调试完成、多余液体已经流出的情况下应将口盖关闭。
示例性的，液体平衡箱2内设置有防晃板22和调节杆23；防晃板22和调节杆23连接，调节杆23用于调节防晃板22在液体平衡箱2内的高度；液体加注通道21穿过防晃板22。
具体的，防晃板22用于压在液体表面上，防止高速离心试验时液体的晃动，其高度应可以随着液体高低进行调节，调节杆23可以与防晃板22垂直连接，用于调节防晃板的高度。示例性的，防晃板22的四周设置有密封垫圈，随着防晃板22在液体平衡箱2内上下移动时，保证防晃板22与液体平衡箱2密切接触。
示例性的，液体平衡箱2的底部设置有排液口25。
本发明实施例提供的离心试验装置，为了克服风阻大的问题，将原来的设备和配重块安装在具有流线型的安装箱中，改变目前直接将所考核设备和配重块暴露在外部的方式，通过专门设计的低风阻流线型安装箱来克服高速离心试验过程中所考核设备与配重块的高风阻问题。
本发明实施例提供的离心试验装置，为了解决每个自由度试验完成后均需要重新安装才能进行另外一个自由度试验的问题，通过在流线型安装箱中布置万向安装夹具的方式予以解决。每次试验后当需要变换自由度时，只要打开流线型安箱，调整所考核设备的方位，然后锁死万向装置即可。
本发明实施例提供的离心试验装置，为了解决针对不同的考核设备必须设计加工相应的配重块的问题，采用了一种外形与前面流线型安装箱完全相同，但实际为液体贮箱的方法予以解决。采用液体而非金属块，用于离心试验设备试验时的平衡配重。由于采用液体配重而非过去的配重块配重，使得不再需要每次试验时加工不同的配重块，从而降低试验成本。液体配重的最大好处是质量可以任意可调。液体的另外一个好处是可以实现自平衡，离心试验设备旋转时，如果配重的液体质量不合适，在离心力作用下，多余的液体会沿着所预留的管道流出，直至达到平衡状态。

Claims (10)

1.一种离心试验装置，其特征在于，包括：试样安装箱(1)、液体平衡箱(2)、离心加载力臂(3)和电机(4)；所述试样安装箱(1)和所述液体平衡箱(2)设置在所述离心加载力臂(3)的两端，所述电机(4)设置在所述离心加载力臂(3)的中部，用于带动所述离心加载力臂(3)旋转；其中，
所述试样安装箱(1)和所述液体平衡箱(2)为流线型；
所述试样安装箱(1)为中空结构，内部设置有万向装置(11)，所述万向装置(11)用于固定待考核设备(5)；
所述液体平衡箱(2)内承载有配重液。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述试样安装箱(1)和所述液体平衡箱(2)形状相同。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述试样安装箱(1)内还设置有锁止把手(12)；
所述锁止把手(12)用于锁定所述万向装置(11)。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述试样安装箱(1)内还包括固定板(13)和连接件(14)；
所述待考核设备(5)和所述万向装置(11)固定在所述固定板(13)的两侧，所述万向装置(11)通过所述连接件(14)固定在所述试样安装箱(1)的内壁上。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述试样安装箱(1)上设置有口盖(15)；
所述口盖(15)用于所述待考核设备(5)的取出和放入。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液体平衡箱(2)的顶部设置有液体加注通道(21)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述液体平衡箱(2)内设置有防晃板(22)和调节杆(23)；
所述防晃板(22)和所述调节杆(23)连接，所述调节杆(23)用于调节所述防晃板(22)在所述液体平衡箱(2)内的高度；
所述液体加注通道(21)穿过所述防晃板(22)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述防晃板(22)的四周设置有密封垫圈。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述液体加注通道(21)上设置有可开启的盖板(24)。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液体平衡箱(2)的底部设置有排液口(25)。
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