CN112504596A - 一种阀门三轴振动试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀门三轴振动试验装置，包括竖直振动扩展台和振动工装，竖直振动扩展台下面与振动台连接，上面与振动工装和产品连接；所述振动工装与试验件阀门的连接面为一斜面，通过该斜面使试验件在振动工装上的安装与沿斜面向上的方向成一定角度，使得振动时产品的位移、速度、加速度、均方根加速度矢量分解为互相垂直的三个方向，且该三个方向中有两个方向与阀门的入口、出口方向平行。

Description

一种阀门三轴振动试验装置
技术领域
本发明涉及一种运载火箭用典型阀门三轴振动试验装置。
背景技术
由于运载火箭阀门产品在火箭飞行过程中经历严酷的振动力学环境，因此阀门单机产品均需在地面完成振动试验考核。
目前运载火箭阀门产品的振动试验大多按单方向进行，并依次进行三个方向的振动试验，试验时间长、效率低。对于单向阀、手动截止阀、过滤器等体积(质量)较小的阀门，振动量级通常小于50％振动台振动能力，可以考虑使用三轴振动工装同时进行三轴振动代替传统的分别单轴振动试验方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提出一种三轴振动试验装置，可实现一次三个方向振动代替三次三个方向的振动试验，提高了试验效率。
本发明解决技术的方案是：一种阀门三轴振动试验装置，包括竖直振动扩展台和振动工装，竖直振动扩展台下面与振动台连接，上面与振动工装和产品连接；所述振动工装与试验件阀门的连接面为一斜面，通过该斜面使试验件在振动工装上的安装与沿斜面向上的方向成一定角度，使得振动时产品的位移、速度、加速度、均方根加速度矢量分解为互相垂直的三个方向，且该三个方向中有两个方向与阀门的入口、出口方向平行。
优选的，所述的振动工装与竖直振动扩展台为一体结构，为带一斜面的圆柱形；所述斜面上设置多个相互平行的T型槽，T型槽四周设置用于与振动台连接且与圆柱轴线平行的通孔；所述T型槽用于连接试验件，T型槽的轴线方向与试验件的入口方向、或者出口方向或者与入口、出口方向垂直方向平行。
所述的斜面与水平方向夹角54-55°。优选的，所述的斜面与水平方向夹角54.74°。
优选的，在圆柱形斜面或者顶面上安装用于振动控制的振动传感器。
优选的，所述的竖直振动扩展台为带一斜面的圆柱形结构，振动工装为截面为等腰直角三角形结构，振动工装的直角面安装在竖直振动扩展台的斜面上，振动工装的斜面上设置T型槽，所述T型槽用于连接试验件，T型槽的轴线方向与试验件的入口方向、或者出口方向或者与入口、出口方向垂直方向平行。
所述竖直振动扩展台斜面与水平面的夹角范围35-36°。优选的，所述竖直振动扩展台斜面与水平面的夹角为35.26°。
优选的，竖直振动扩展台顶面或振动工装的斜面安装用于振动控制的振动传感器。
优选的，所述竖直振动扩展台和振动工装的材料为5A12。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明可实现阀门三个方向的同时振动，将原先单个方向的分别振动合为三个方向的共同振动，大幅度提高试验效率。此外，阀门振动试验多为通气振动，模拟其在箭上需承受的压力环境，试验前先与地面管路连接，连接时需严格控制多余物的进入及防止产品接头损伤，使用三轴振动试验装置，仅需连接一次阀门产品和地面供气设备，消除了反复拆装过程中可能引入的质量风险。
附图说明
图1为本发明方案一设计图；
图2为本发明方案二设计图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
根据矢量空间分解原理，在三维空间内，一个方向的位移、速度、加速度等矢量可分解为大小相等、方向互相垂直的三个矢量，分解后的值大小为原先的
Figure BDA0002765359710000021
倍。根据这一原理，提出三轴振动试验装置的设计方法，三轴振动试验装置包括竖直振动扩展台和振动工装，扩展台是振动台竖直振动方向常用的连接部件，下面与振动台连接，上面与振动工装和产品连接。
根据产品特点，将振动工装与产品连接面设计成一斜面，且产品在振动工装上的安装与沿斜面向上的方向成一定角度，使得振动时产品的位移、速度、加速度等矢量可分解为按其特点互相垂直的三个方向，对此本文提出图1和图2两种设计方案。
根据振动台水平方向振动可动质量大于竖直方向的特点，选择竖直方向为振动台振动方向，可实现更大量级振动试验。本文所做装置材料为5A12，具有较高的强度质量比。图1、图2设计工装边缘8孔用于连接工装与振动台，斜面上的T型槽用于连接试验件。
图1中振动工装与竖直振动扩展台为一体结构，下称工装，为带一斜面的圆柱形；所述斜面上设置由凸块组成的多个相互平行的T型槽，T型槽四周设置用于与振动台连接且与圆柱轴线平行的通孔；所述T型槽用于连接试验件，T型槽的轴线方向与试验件的三方向之一平行(入口方向、或者出口方向或者与入口、出口方向垂直方向)。设计斜面的方向与水平方向成54.74°夹角，作用是将竖直方向的矢量(位移、速度、加速度、均方根加速度)分为垂直于斜面的矢量和沿斜面向上的矢量，其中沿斜面向上矢量大小为垂直于斜面矢量的
Figure BDA0002765359710000031
倍，T型槽的方向是在斜面上沿斜面向上的方向上旋转45°即与试验件三方向中任一方向平行，这样可以保证产品的某一振动方向与T型槽的深度方向相同时，另2个方向分别为垂直于斜面的方向和斜面上垂直于槽深度方向。
图1中工装上8孔用于连接工装和振动台，使用M10内六角螺栓连接。工装斜面上T型槽用于连接试验件，连接方式较灵活，可以选择另做连接工装或使用压板固定。如另作连接工装，该连接工装应满足2个要求，一是可以固定试验件，二是带φ11圆孔用于固定到斜面上。T型槽中放置一T型滑块，滑块上带有M10螺纹孔，用于连接M10螺栓或螺柱。使用时，将连接工装或压板通过M10螺栓或螺柱固定在斜面上。
图2为2个工装的组合方式，下面的工装2即竖直振动扩展台，作用将竖直方向矢量(位移、速度、加速度、均方根加速度)分为垂直于斜面的矢量和沿斜面向上的矢量，其中垂直于斜面的矢量的大小为沿斜面向上矢量的
Figure BDA0002765359710000041
倍，所述的竖直振动扩展台为带一斜面的圆柱形结构；上面工装1即所述振动工装作用是将垂直斜面的矢量分为大小相等，方向互相垂直的2个矢量，且这2个矢量分别为T型槽深方向和垂直于斜面方向。采用截面为等腰直角三角形结构，振动工装的直角面安装在竖直振动扩展台的斜面上，振动工装的斜面上设置T型槽，所述T型槽用于连接试验件，T型槽的轴线方向与试验件的三方向之一平行。竖直振动扩展台的斜面与水平面夹角为35.26度。
工装2中8孔用于连接工装1和振动台，使用M10内六角螺栓连接，9个M10螺纹孔用于连接工装1和工装2。工装1中9孔用于连接工装1和工装2，T型槽作用与方案一相同。
根据两种方案做出了实物并进行了试验验证。按照方案一加工的工装进行振动试验，控制点位于工装顶端，控制方向为竖直方向；按照方案二加工的工装进行振动试验，控制点位于斜面上，控制方向沿产品要求的振动方向。经试验验证及计算，试验均方根加速度与理论值的最大方向偏差满足试验要求。
经对比，虽然两个方案设计思路略有不同，但最终结果有明显相似之处，即最终的带槽斜面与水平面的夹角相同，且T型槽深度方向相同。然而，就振动试验控制精度而言，图2设计工装略优于图1设计工装，因其偏心力矩较小，质心较低，控制及监测曲线较好。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (10)

1.一种阀门三轴振动试验装置，其特征在于：包括竖直振动扩展台和振动工装，竖直振动扩展台下面与振动台连接，上面与振动工装和产品连接；所述振动工装与试验件阀门的连接面为一斜面，通过该斜面使试验件在振动工装上的安装与沿斜面向上的方向成一定角度，使得振动时产品的位移、速度、加速度、均方根加速度矢量分解为互相垂直的三个方向，且该三个方向中有两个方向与阀门的入口、出口方向平行。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的振动工装与竖直振动扩展台为一体结构，为带一斜面的圆柱形；所述斜面上设置多个相互平行的T型槽，T型槽四周设置用于与振动台连接且与圆柱轴线平行的通孔；所述T型槽用于连接试验件，T型槽的轴线方向与试验件的入口方向、或者出口方向或者与入口、出口方向垂直方向平行。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的斜面与水平方向夹角54-55°。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述的斜面与水平方向夹角54.74°。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：在圆柱形斜面或者顶面上安装用于振动控制的振动传感器。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的竖直振动扩展台为带一斜面的圆柱形结构，振动工装为截面为等腰直角三角形结构，振动工装的直角面安装在竖直振动扩展台的斜面上，振动工装的斜面上设置T型槽，所述T型槽用于连接试验件，T型槽的轴线方向与试验件的入口方向、或者出口方向或者与入口、出口方向垂直方向平行。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述竖直振动扩展台斜面与水平面的夹角范围35-36°。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述竖直振动扩展台斜面与水平面的夹角为35.26°。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：竖直振动扩展台顶面或振动工装的斜面安装用于振动控制的振动传感器。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述竖直振动扩展台和振动工装的材料为5A12。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113124900A (zh) * 2021-04-01 2021-07-16 西安航天精密机电研究所 一种惯性仪表斜面振动测试装置及测试方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5156051A (en) * 1989-06-07 1992-10-20 M/Rad Corporation Vibration test fixture
CN201047797Y (zh) * 2006-12-28 2008-04-16 苏州试验仪器总厂 单轴多向振动试验装置
JP2008128665A (ja) * 2006-11-16 2008-06-05 Fujitsu Ten Ltd 振動試験方法、振動試験補助装置、及び振動試験システム
CN101451905A (zh) * 2007-11-30 2009-06-10 中国船舶重工集团公司第七○四研究所 三轴综合振动/冲击试验装置
CN101623690A (zh) * 2009-07-29 2010-01-13 深圳市计量质量检测研究院 一种产品可靠性筛选装置及方法
CN207336012U (zh) * 2017-07-12 2018-05-08 郑州云海信息技术有限公司 一种振动连接工装
CN109520677A (zh) * 2019-01-23 2019-03-26 中汽研汽车检验中心(武汉)有限公司 阀门检测系统及阀门检测试验台
CN111551385A (zh) * 2020-05-21 2020-08-18 天津航天瑞莱科技有限公司 一种分体式斜坡型工装
CN111855117A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 中国石油天然气集团有限公司 一种三维向量振动夹具

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5156051A (en) * 1989-06-07 1992-10-20 M/Rad Corporation Vibration test fixture
JP2008128665A (ja) * 2006-11-16 2008-06-05 Fujitsu Ten Ltd 振動試験方法、振動試験補助装置、及び振動試験システム
CN201047797Y (zh) * 2006-12-28 2008-04-16 苏州试验仪器总厂 单轴多向振动试验装置
CN101451905A (zh) * 2007-11-30 2009-06-10 中国船舶重工集团公司第七○四研究所 三轴综合振动/冲击试验装置
CN101623690A (zh) * 2009-07-29 2010-01-13 深圳市计量质量检测研究院 一种产品可靠性筛选装置及方法
CN207336012U (zh) * 2017-07-12 2018-05-08 郑州云海信息技术有限公司 一种振动连接工装
CN109520677A (zh) * 2019-01-23 2019-03-26 中汽研汽车检验中心(武汉)有限公司 阀门检测系统及阀门检测试验台
CN111551385A (zh) * 2020-05-21 2020-08-18 天津航天瑞莱科技有限公司 一种分体式斜坡型工装
CN111855117A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 中国石油天然气集团有限公司 一种三维向量振动夹具

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何石磊: "振动试验夹具的动态设计及管理系统的开发研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)基础科学辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113124900A (zh) * 2021-04-01 2021-07-16 西安航天精密机电研究所 一种惯性仪表斜面振动测试装置及测试方法

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