CN112629797A - 一种可产生负波的垂向高速冲击试验机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可产生负波的垂向高速冲击试验机，该试验机的底座上相对设置有导柱，导柱上间隙连接有冲击台和试验台，冲击台和试验台上设置有互锁结构；底座上还设置有提升液压缸，提升液压缸上端连接有释放装置，释放装置能与试验台插接或者分离；底座上还设置有刹车装置，刹车装置的上端与冲击台连接。本发明可获得更高的加速度响应峰值，冲击效果远超传统冲击试验机；可获得更加清晰的不同脉宽的冲击负波；产生的冲击振动并不会传递给地面建筑；试验台、冲击台上不设置液压油路，提高试验机液压系统的可靠性，耐久性。

Description

一种可产生负波的垂向高速冲击试验机

技术领域

本发明涉及一种冲击试验机技术领域，特别涉及一种可产生负波的垂向高速冲击试验机。

背景技术

随着航空航海零部件工业的迅速发展，对零部件产品的质量要求也越来越高，在满足设计规范的同时，其力学特性还要符合各项技术要求。而为了验证各零部件的最终性能，就需要借助试验设备来进行试验检测，以确保各零部件的使用安全性。冲击试验机作为检测和考核各类金属和非金属材料抗冲击性能的试验设备，在飞机和舰船等领域关键零部件（转向节、传动轴等）的性能测试中有着广泛应用。

在冲击试验中，除了高加速度的强冲击外，往往伴随负波冲击，国内现有的单向自由跌落冲击机和摆锤激励冲击试验机并不能产生负波，或者可以产生负波但却达不到载荷要求。

发明内容

发明目的：

本发明提供一种可产生负波的垂向高速冲击试验机，其目的是解决上述的冲击试验机不能够产生高速大冲击及负波载荷的试验工况的问题。

技术方案：

一种可产生负波的垂向高速冲击试验机，该试验机的底座上相对设置有导柱，导柱上间隙连接有冲击台和试验台，冲击台和试验台上设置有互锁结构；底座上还设置有提升液压缸，提升液压缸上端连接有释放装置，释放装置能与试验台插接或者分离；底座上还设置有刹车装置，刹车装置的上端与冲击台连接。

释放装置包括释放液压缸、释放拔销、释放装置固定支架和释放装置定位支架，释放液压缸固定于释放装置固定支架上，释放装置固定支架固定于提升液压缸上端，释放液压缸的释放液压杆和释放拔销的一端连接，释放拔销的另一端与试验台插接或者分离；释放装置固定支架上还设置有释放装置定位支架，释放装置定位支架与释放拔销间隙连接，释放装置定位支架上设置的释放装置导柱轴套套接在导柱上。

互锁机构包括抓取轴和抓取套，抓取轴固定在冲击台的两侧，抓取套固定于试验台的两侧，抓取轴和抓取套对应设置，抓取轴和抓取套能卡接或者分离。

抓取轴包括抓取轴主体、挡块和挡块挡板，抓取轴主体固定于冲击台两侧，抓取轴主体上方的两侧设置有挡块，另两侧设置有挡块挡板，挡块挡板也固定于冲击台上，挡块的上端与抓取轴主体铰接，且铰接处还设置有扭簧，扭簧的一端顶触抓取轴主体，扭簧的另一端顶触挡块。

抓取套包括复位挡板、复位按钮、复位挡块和抓取套主体，抓取套主体固定于试验台的两侧，抓取套主体的两侧设置有复位挡板，复位挡板的条形孔中设置有复位按钮，复位按钮通过复位弹簧与复位挡块连接，复位按钮能卡接在复位挡板内部上下设置的凹槽中，抓取套主体的端部凸沿能与挡块端部卡接或者分离。

刹车装置的液压制动钳通过刹车装置支架固定于底座上，刹车装置的刹车片与冲击台固定连接，刹车片置于液压制动钳的钳盘中。

该试验机还设置有试验台加速装置，试验台加速装置为弹力绳，弹力绳下端与底座通过吊环连接，另一端与试验台上的弹力绳挂钩连接或者分离。

该试验机还设置有冲击台加速装置，冲击台加速装置为弹射液压缸，弹射液压缸固定在底座上，弹射液压缸的弹射液压杆上端与冲击台顶触或者分离。

导柱上端安装导柱固定支架。

冲击台上设置有波形发生器。

优点效果：

（1）本发明基于动量守恒为原则，采用试验台加速向下驱动和冲击台加速向上驱动，即相向加速的对撞形式，且试验台和冲击台在空中对向碰撞，动能转化效率高，能量损失少；可获得更高的加速度响应峰值，冲击效果远超传统冲击试验机；

（2）本发明采用互锁机构结构，可使试验台和冲击台在碰撞时快速锁紧，由刹车装置对试验台和冲击台同时制动，通过调整刹车片和液压刹车钳之间的摩擦系数，可获得更加清晰的不同脉宽的冲击负波；

（3）本发明有三种冲击模式，能够模拟更加真实的冲击试验环境，并且三种冲击模式均可产生负波，可以模拟不同载荷下的冲击试验；

（4）在高强冲击情况下，由于试验台和冲击台的碰撞并不依托地面基础，因此产生的冲击振动并不会传递给地面建筑，避开了振动源对周围环境的影响；

（5）本发明的试验台、冲击台上不设置液压油路，不会产生因高速冲击对油路的破坏，提高试验机液压系统的可靠性，耐久性。

因此，本发明于普通设备测试可做轻型和中型冲击试验，于特殊设备测试可做高速强冲击试验，实现一机多用，既节省时间、人力、金钱，并且又安全可靠。

附图说明

图1为本发明整体装配示意图；

图2为释放装置结构俯视图；

图3为释放装置结构侧视图；

图4为释放装置结构示意图；

图5为释放装置装配示意图；

图6为释放装置连接状态示意图；

图7为释放装置释放状态示意图；

图8为互锁机构结构主视图；

图9为互锁机构结构剖视图；

图10为抓取轴结构示意图；

图11为抓取套结构示意图；

图12复位挡板结构示意图；

图13为抓取轴与抓取套刚接触时的状态图；

图14为抓取轴与抓取套锁定过程中的状态图；

图15为抓取轴与抓取套锁定时的状态图；

图16为抓取轴与抓取套解锁时的状态图；

附图标记：

1.弹射液压缸，2.上底座，3.刹车片，4.液压制动钳，5.钳盘，6.冲击台，7.提升液压缸，8.提升液压杆，9.抓取套，9-1.复位挡板，9-2.复位按钮，9-3.复位挡块，9-4.抓取套主体，9-5.复位弹簧，9-6.条形孔，9-7.凹槽，10.试验台，11.释放装置固定法兰，12.释放拔销，13.释放装置固定支架，14.释放液压缸支架，15.释放液压缸，16.释放液压杆，17.导柱固定支架，18.释放装置导柱轴套，19.释放装置定位支架，20.销钉，21.弹力绳挂钩，22.弹力绳，23.导柱，24.波形发生器，25.导柱轴套，26.抓取轴，26-1.抓取轴主体，26-2.挡块挡板，26-3.挡块，26-4.扭簧，27.弹射液压杆，28.导柱固定法兰，29.刹车装置支架，30.下底座，31.吊环。

具体实施方式

为了模拟真实环境，我国急需开发一种在试验室环境下的大载荷、低成本、高加速度并可以产生负波的强冲击试验机，以满足民用和军用设备的冲击试验需求。

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，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。本发明提出了一种新的负波产生方式，即通过互锁机构把试验台和冲击台连接在一起同时制动，连接方式也可换成其他可行的机构连接方式。可以理解的是，所描述的实施例是本发明一部分实施例，本发明中的实施例属于本发明保护的范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

如图1所示，一种可产生负波的垂向高速冲击试验机，该试验机包括底座、试验台10、冲击台6、提升液压缸7、释放装置、互锁机构和刹车装置，其中还包括试验台加速装置和冲击台加速装置。底座包括下底座30和上底座2，上底座2设置在下底座30上，下底座30的表面积大于上底座2的表面积。该试验机的下底座30和上底座2上固定相对设置有两根导柱23，两根导柱23通过导柱固定法兰28安装在上底座2上，导柱23上从下至上通过导柱轴套25间隙连接有冲击台6和试验台10，试验台10、冲击台6与导柱23接触的部分都安装有导柱轴套25，冲击台6和试验台10上设置有互锁结构；上底座2上还设置有提升液压缸7，提升液压缸7也可为其他任何可实现提升的小型起重设备；提升液压缸7上端连接有释放装置，释放装置能与试验台10插接或者分离；上底座2上还设置有刹车装置，刹车装置的上端与冲击台6连接。

如图1-5所示，释放装置安装在试验机两侧的提升液压缸7上方，安装位置如图1所示。释放装置包括横向布置的释放液压缸15、释放拔销12、释放装置固定支架13和释放装置定位支架19，释放液压缸15通过释放液压缸支架14固定于释放装置固定支架13上，释放装置固定支架13通过其下方设置的释放装置固定法兰11固定于提升液压缸7上端的提升液压杆8上，释放液压缸15的释放液压杆16和释放拔销12的一端通过销钉20连接，释放拔销12的另一端与试验台10插接或者分离；释放装置固定支架13上还设置有释放装置定位支架19，释放装置定位支架19与释放拔销12间隙连接，释放装置定位支架19为一“L”形支架，一端固定于释放装置固定支架13上，并被释放拔销12穿过，与释放拔销12间隙连接，另一端上设置有释放装置导柱轴套18，释放装置定位支架19上设置的释放装置导柱轴套18套接在导柱23上。即释放装置固定支架13通过释放装置导柱轴套18定位在导柱23上，只能沿着导柱23上下运动。通过释放液压缸15的驱动，使释放拔销12能够横向伸缩，与试验台10插接或者分离，从而实现提升装置带动试验台10上升或者释放试验台10。

如图6-7所示，为释放拔销12与试验台10释放过程示意图。

如图1和图8-12所示，互锁机构位于冲击台6和试验台10的两侧，互锁机构包括抓取轴26和抓取套9，抓取轴26固定在冲击台6的两侧，抓取套9固定于试验台10的两侧，抓取轴26和抓取套9对应设置，抓取轴26和抓取套9能卡接或者分离。互锁机构可使试验台和冲击台在碰撞时快速锁紧，由刹车装置对试验台和冲击台同时制动，通过调整刹车片和液压刹车钳之间的摩擦系数，可获得更加清晰的不同脉宽的冲击负波。

当试验台10和冲击台6相撞时，通过互锁机构快速锁紧，使试验台10和冲击台6连接在一起，在互锁机构的作用下，刹车装置对试验台10和冲击台6同时刹车，可以对试验台10上的测试件产生负波冲击。

抓取轴26包括抓取轴主体26-1、挡块26-3和挡块挡板26-2，抓取轴主体26-1固定于冲击台6两侧，抓取轴主体26-1上方的两侧设置有挡块26-3，另两侧设置有挡块挡板26-2，两侧挡板26-2上的孔与挡块26-3上端的孔通过销轴构成铰接，挡块26-3上端的圆弧面可以在抓取轴主体26-1的圆弧腔内旋转滑动（如图9所示），并能够承受试验台的刹车力。

且铰接处还设置有扭簧26-4，扭簧26-4的一端顶触抓取轴主体26-1的表面，扭簧26-4的另一端顶触挡块26-3的内表面。在扭簧26-4的初始状态时，挡块26-3会翘出来一部分。

抓取套9包括复位挡板9-1、复位按钮9-2、复位挡块9-3和抓取套主体9-4，抓取套主体9-4固定于试验台10的两侧，抓取套主体9-4的两侧设置有复位挡板9-1，复位挡板9-1的条形孔9-6中设置有复位按钮9-2，复位按钮9-2通过复位弹簧9-5与复位挡块9-3连接，复位按钮9-2能卡接在复位挡板9-1内部上下设置的凹槽9-7中，抓取套主体9-4的端部凸沿能与挡块26-3卡接或者分离。

互锁机构抓取过程示意图如图13-16所示，当试验台10与冲击台6相向运动时，抓取轴26会插到抓取套9内，在抓取套主体9-4的作用下，挡块26-3受抓取套主体9-4端部的挤压，回缩到抓取轴主体26-1的空腔内，试验台10与冲击台6继续运动，当其运动到锁紧位置时，即抓取套主体9-4端部刚刚脱离挡块26-3，在扭簧26-4的作用下，挡块26-3从抓取轴主体26-1的空腔内弹出，并卡在抓取套主体9-4下端的凸沿上，实现互锁，位置如图14所示。

按下复位按钮9-2，使复位按钮9-2从复位挡板9-1的上部凹槽9-7内滑出，此时复位弹簧9-5处于压缩状态，向下拨动复位按钮9-2，使其与复位挡块9-3沿着条形孔9-6向下运动，当滑到复位挡板9-1下部的凹槽9-7位置时，复位按钮9-2在复位弹簧9-5的作用下滑入凹槽内，使复位挡块9-3位置固定，此过程中，复位挡块9-3会推动挡块26-3，使挡块26-3回缩到抓取轴主体26-1的空腔内，并保持这个位置。如图16所示，实现解锁，从而使试验台10和冲击台6分离。

试验台10和冲击台6分离后，试验台10与冲击台6向反方向运动时，当其运动到抓取轴26和抓取套9彻底分开的位置，在扭簧26-4的作用下，挡块26-3从抓取轴主体26-1的空腔内弹出，再次调整复位按钮9-2，将复位挡块9-3调整回初始位置，互锁机构回到初始状态。

刹车装置是通过液压制动钳4制动，其通过刹车装置支架29固定于下上底座2上。液压制动钳4有两个钳盘5，刹车装置的刹车片3与冲击台6固定连接，刹车片3置于两个钳盘5构成的钳口中，并可在钳口中上下自由滑动。当液压制动钳4制动时，两个钳盘5便会夹住刹车片3，对冲击台6刹车，通过互锁机构，对试验台10上的测试件施加负波冲击。

冲击台6和试验台10发生冲击碰撞后，刹车装置触发，液压制动钳4的钳口闭合，夹紧刹车片3，即可使冲击台6和试验台10快速制动，同时也能产生负波。液压制动钳4为常开式刹车钳。互锁机构可使试验台和冲击台在碰撞时快速锁紧，由刹车装置对试验台和冲击台同时制动，通过调整刹车片和液压刹车钳之间的摩擦系数，可获得更加清晰的不同脉宽的冲击负波。

该试验机还设置有试验台加速装置，试验台加速装置为弹力绳22，或者其他弹性元件，弹力绳22下端与上底座2通过吊环31连接，另一端与试验台10上的弹力绳挂钩21连接。根据试验的载荷要求，选择弹力绳22安装在试验台10上，或者拆卸下来。

该试验机还设置有冲击台加速装置，冲击台加速装置为弹射液压缸1，弹射液压缸1处于两根导柱23之间且将下端固定在上底座2上，弹射液压缸1的弹射液压杆27上端设置有连接法兰，通过连接法兰能与冲击台6顶触或者分离。冲击台6加速过程中，冲击台6即将到平衡位置时，弹射液压杆27瞬间减速，使冲击台6与冲击台加速装置分离；冲击台加速装置的加速是通过液压系统中的伺服液压蓄能器实现的。

如图1所示，导柱23上端安装导柱固定支架17。使两个导柱23保持平行。

如图1所示，冲击台6上设置有波形发生器24。在实际冲击试验过程中，正波脉宽和加速度峰值取决于波形发生器24材料(橡胶)、结构参数以及碰撞前的速度大小；负波的脉宽和加速度峰值与刹车装置阻尼力相关。通过合理设计波形发生器24材料、结构、厚度、碰撞前的速度以及刹车装置装置的阻尼力，在满足冲击强度的前提下，可获得所需要的理想正、负波冲击波形。本发明的冲击试验机能够满足特殊设备的高强度冲击试验要求，并且由于撞击不依托于地面，因此，撞击后产生的振动不会对周围环境产生影响。

试验的控制过程包括：由于试验台10和冲击台6的行程和加速度不同，因此加速过程时间不同，可根据实际情况设定，本发明实施例中以试验台10加速时间大于冲击台6加速过程时间来说明，因此试验台10先释放开始加速，通过传感器检测试验台10的位置来控制冲击台6的开始加速。当试验台10、冲击台6接近撞击点时，冲击台加速装置停止加速并反向制动，使其与冲击台6分离。发生碰撞时，互锁机构将试验台10与冲击台6互锁在一起，同时刹车装置刹车，对试验台10施加负波冲击。至此，完成一次冲击试验的控制过程。

本发明基于动量守恒原则，确定冲击台6与试验台10质量比，通过调整冲击台6与试验台10碰撞前的速度，使冲击台6达到速度最大变换量，进而产生高加速度响应峰值，其冲击效果远超传统冲击试验机，即单向碰撞冲击试验机和摆锤冲击试验机。为使本装置受力均衡，试验台加速装置、提升液压缸7、释放装置和刹车装置均为对称设置。本发明中，提升液压缸7、释放装置、刹车装置、冲击台加速装置均连接有电控元器件，电控元器件分别与电脑终端的控制系统有线连接或者无线连接，本发明中采用有线连接。本发明框架上设置有位移传感器，用于测量试验台10和冲击台6的位移变化。位移传感器将实时信号有线传输至电脑控制系统。电脑控制系统通过位移传感器实时信号监测分析冲击台6与试验台10的位移变化，试验时控制系统根据试验模式及冲击台6与试验台10的位移变化产生相应的信号命令，通过电控元器件控制提升液压缸7、释放装置、刹车装置和冲击台加速装置的工作状态。一些传感元器件可安装在冲击机框架上或相应零部件上，本领域技术人员可以根据试验需求自行设置传感元器件。储能器（液压泵站）、电控箱、人机交互试验台等均外置，电控元器件、液压系统及控制器均由外接电源供电。本发明中的控制系统、控制系统与各电控元件以及控制系统与各传感器的连接关系为现有技术。本发明中涉及的电控元件、传感元器件、液压或者气压泵站、电控箱、人机交互试验台等均为现有产品。

高强工作模式

试验开始前，检查各个设备是否处于正常工作状态，安装弹力绳22，使其与试验台10连接。将释放液压缸15和提升液压缸7收缩至初始位置，通过冲击台加速装置的弹射液压缸1，将试验台10和冲击台6调整到平衡位置，将测试样品放置于试验台10上。试验开始前检查完毕，准备开始试验。首先开启弹射液压缸1、提升液压缸7和释放液压缸15的油泵。刹车装置准备就绪，开启刹车装置内部的液压制动钳4，冲击台6在弹射液压缸1的作用下可上下移动。按下复位按钮9-2，调整复位挡块9-3，使试验台10与冲击台6可以自由分开。开启释放装置，释放液压缸15中液压油提供压力，推动释放液压杆16向前伸出，释放液压杆16推动释放拔销12，使释放拔销12卡在试验台10两侧的卡槽上。开启提升液压缸7，提升液压缸7中液压油提供压力，推动提升液压杆8向上伸出，提升液压杆8通过释放装置固定法兰11，将整个液压释放装置提升至预定高度。由于释放液压杆16卡在试验台10两侧的卡槽上，故液压提升液压缸将整个液压释放装置和试验台10及试验台10上的测试样品沿着导柱23提升至预定高度。同时弹射液压缸1开启，在液压油的作用下，弹射液压缸1中弹射液压杆27回缩，弹射液压杆带动冲击台6，下降到预定位置。

开始试验时，液压释放装置开启，释放液压缸15中液压油提供反向压力，将释放液压杆16快速抽回，释放液压杆16带动释放拔销12向远离试验台10方向拔出，释放拔销12脱离试验台10。试验台10在重力势能和弹力绳22弹性势能的作用下﹐试验台10沿导柱23自由下落。由于试验台10下落行程长、速度慢，冲击台6弹射行程短，速度快，故试验台10下落到一定位置时，通过位移传感器传递触发信号，此时激活冲击台加速装置，冲击台加速装置触发后，推动冲击台6以极高速沿着导柱23向上运动。冲击台6即将到平衡位置时，冲击台加速装置瞬间减速，使冲击台6与冲击台加速装置分离。试验台10和冲击台6在平衡位置相撞，且试验台10和冲击台6在空中对向碰撞，动能转化效率高，能量损失少；可获得更高的加速度响应峰值，冲击效果远超传统冲击试验机；试验台10撞击在冲击台6上的波形发生器24产生正波，使被测试样品受到正波冲击。此时抓取轴26插进在抓取套9内，抓取轴26和抓取套9发生互锁。撞击完成后，根据动量守恒，试验台10运动方向发生改变，冲击台6速度发生变化，但是运动方向没变，继续向上运动，即试验台10和冲击台6返回沿导柱23向上运动。此时刹车装置触发，刹车装置中的液压制动钳4快速锁紧冲击台上6的刹车片3，试验台10和冲击台6在规定的脉宽时间内减速至停止，在此过程中对试验台10及其上面的被测试样品产生负波冲击。一次试验结束。

以上为一次完整的高强工作模式试验过程。该种模式，冲击载荷最大，适应于设备做高强程度冲击试验。

中等工作模式

试验开始前，检查各个设备是否处于正常工作状态，不安装弹力绳22。将释放液压缸15和提升液压缸7收缩至初始位置，通过冲击台加速装置的弹射液压缸1，将试验台10和冲击台6调整到平衡位置，将测试样品放置于试验台10上。试验开始前检查完毕，准备开始试验。首先开启弹射液压缸1、提升液压缸7和释放液压缸15的油泵。刹车装置准备就绪，开启刹车装置内部的液压制动钳4，冲击台6在弹射液压缸1的作用下可上下移动。按下复位按钮9-2，调整复位挡块9-3，使试验台10与冲击台6可以自由分开。开启释放装置，释放液压缸15中液压油提供压力，推动释放液压杆16向前伸出，释放液压杆16推动释放拔销12，使释放拔销12卡在试验台10两侧的卡槽上。开启提升液压缸7，提升液压缸7中液压油提供压力，推动提升液压杆8向上伸出，提升液压杆8通过释放装置固定法兰11，将整个液压释放装置提升至预定高度。由于释放液压杆16卡在试验台10两侧的卡槽上，故液压提升液压缸将整个液压释放装置和试验台10及试验台10上的测试样品沿着导柱23提升至预定高度。同时弹射液压缸1开启，在液压油的作用下，弹射液压缸1中弹射液压杆27回缩，弹射液压杆带动冲击台6，下降到预定位置。

开始试验时，液压释放装置开启，释放液压缸15中液压油提供反向压力，将释放液压杆16快速抽回，释放液压杆16带动释放拔销12向远离试验台10方向拔出，释放拔销12脱离试验台10。试验台10在重力势能的作用下﹐试验台10沿导柱23自由下落。由于试验台10下落行程长、速度慢，冲击台6弹射行程短，速度快，故试验台10下落到一定位置时，通过位移传感器传递触发信号，此时激活冲击台加速装置，冲击台加速装置触发后，推动冲击台6以极高速沿着导柱23向上运动。冲击台6即将到平衡位置时，冲击台加速装置瞬间减速，使冲击台6与冲击台加速装置分离。试验台10和冲击台6在平衡位置相撞；试验台10撞击在冲击台6上的波形发生器24产生正波，使被测试样品受到正波冲击。此时抓取轴26插进在抓取套9内，抓取轴26和抓取套9发生互锁。撞击完成后，根据动量守恒，试验台10运动方向发生改变，冲击台6速度发生变化，但是运动方向没变，继续向上运动，即试验台10和冲击台6返回沿导柱23向上运动。此时刹车装置触发，刹车装置中的液压制动钳4快速锁紧冲击台上6的刹车片3，试验台10和冲击台6在规定的脉宽时间内减速至停止，在此过程中对试验台10及其上面的被测试样品产生负波冲击。一次试验结束。

该种模式，可实现中等冲击载荷，适应于设备做中强度冲击试验。

普通工作模式

试验开始前，检查各个设备是否处于正常工作状态，解除弹力绳22和试验台10的连接，且冲击台加速装置关闭，即冲击台6不向上弹射，试验台10做自由落体运动。

将释放液压缸15和提升液压缸7收缩至初始位置，通过冲击台加速装置的弹射液压缸1，将试验台10和冲击台6调整到平衡位置，将测试样品放置于试验台10上。试验开始前检查完毕，准备开始试验。首先开启弹射液压缸1、提升液压缸7和释放液压缸15的油泵。刹车装置准备就绪，开启刹车装置内部的液压制动钳4，冲击台6在弹射液压缸1的作用下可上下移动。按下复位按钮9-2，调整复位挡块9-3，使试验台10与冲击台6可以自由分开。开启释放装置，释放液压缸15中液压油提供压力，推动释放液压杆16向前伸出，释放液压杆16推动释放拔销12，使释放拔销12卡在试验台10两侧的卡槽上。开启提升液压缸7，提升液压缸7中液压油提供压力，推动提升液压杆8向上伸出，提升液压杆8通过释放装置固定法兰11，将整个液压释放装置提升至预定高度。由于释放液压杆16卡在试验台10两侧的卡槽上，故液压提升液压缸将整个液压释放装置和试验台10及试验台10上的测试样品沿着导柱23提升至预定高度。同时弹射液压缸1开启，在液压油的作用下，弹射液压缸1中弹射液压杆27回缩，弹射液压杆带动冲击台6，下降到预定位置，并使用液压制动钳4的钳盘5锁紧刹车片3，将冲击台6的位置固定。

开始试验时，液压释放装置开启，释放液压缸15中液压油提供反向压力，将释放液压杆16快速抽回，释放液压杆16带动释放拔销12向远离试验台10方向拔出，释放拔销12脱离试验台10。试验台10在重力势能的作用下﹐试验台10沿导柱23自由下落。试验台10和冲击台6相撞；试验台10撞击在冲击台6上的波形发生器24产生正波，使被测试样品受到正波冲击。此时抓取轴26插进在抓取套9内，抓取轴26和抓取套9发生互锁。撞击完成后，试验台10运动方向发生改变，沿导柱23向上运动。由于冲击台已经固定，在抓取轴26和抓取套9的作用下，试验台10减速停止，在此过程中对试验台10及其上面的被测试样品产生负波冲击。一次试验结束。

该种自由落体运动的冲击模式，冲击载荷小，适应于设备做低强度冲击试验。

在实际操作中，可以根据实际需要的冲击载荷量，来选择工作模式。

最后应说明的是：

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种可产生负波的垂向高速冲击试验机，其特征在于：该试验机的底座上相对设置有导柱（23），导柱（23）上间隙连接有冲击台（6）和试验台（10），冲击台（6）和试验台（10）上设置有互锁结构；底座上还设置有提升液压缸（7），提升液压缸（7）上端连接有释放装置，释放装置能与试验台（10）插接或者分离；底座上还设置有刹车装置，刹车装置的上端与冲击台（6）连接。

2.根据权利要求1所述的可产生负波的垂向高速冲击试验机，其特征在于：释放装置包括释放液压缸（15）、释放拔销（12）、释放装置固定支架（13）和释放装置定位支架（19），释放液压缸（15）固定于释放装置固定支架（13）上，释放装置固定支架（13）固定于提升液压缸（7）上端，释放液压缸（15）的释放液压杆（16）和释放拔销（12）的一端连接，释放拔销（12）的另一端与试验台（10）插接或者分离；释放装置固定支架（13）上还设置有释放装置定位支架（19），释放装置定位支架（19）与释放拔销（12）间隙连接，释放装置定位支架（19）上设置的释放装置导柱轴套（18）套接在导柱（23）上。

3.根据权利要求1所述的可产生负波的垂向高速冲击试验机，其特征在于：互锁机构包括抓取轴（26）和抓取套（9），抓取轴（26）固定在冲击台（6）的两侧，抓取套（9）固定于试验台（10）的两侧，抓取轴（26）和抓取套（9）对应设置，抓取轴（26）和抓取套（9）能卡接或者分离。

4.根据权利要求3所述的可产生负波的垂向高速冲击试验机，其特征在于：抓取轴（26）包括抓取轴主体（26-1）、挡块（26-3）和挡块挡板（26-2），抓取轴主体（26-1）固定于冲击台（6）两侧，抓取轴主体（26-1）上方的两侧设置有挡块（26-3），另两侧设置有挡块挡板（26-2），挡块挡板（26-2）也固定于冲击台（6）上，挡块（26-3）的上端与抓取轴主体（26-1）铰接，且铰接处还设置有扭簧（26-4），扭簧（26-4）的一端顶触抓取轴主体（26-1），扭簧（26-4）的另一端顶触挡块（26-3）。

5.根据权利要求3所述的可产生负波的垂向高速冲击试验机，其特征在于：抓取套（9）包括复位挡板（9-1）、复位按钮（9-2）、复位挡块（9-3）和抓取套主体（9-4），抓取套主体（9-4）固定于试验台（10）的两侧，抓取套主体（9-4）的两侧设置有复位挡板（9-1），复位挡板（9-1）的条形孔（9-6）中设置有复位按钮（9-2），复位按钮（9-2）通过复位弹簧（9-5）与复位挡块（9-3）连接，复位按钮（9-2）能卡接在复位挡板（9-1）内部上下设置的凹槽（9-7）中，抓取套主体（9-4）的端部凸沿能与挡块（26-3）端部卡接或者分离。

6.根据权利要求1所述的可产生负波的垂向高速冲击试验机，其特征在于：刹车装置的液压制动钳（4）通过刹车装置支架（29）固定于底座上，刹车装置的刹车片（3）与冲击台（6）固定连接，刹车片（3）置于液压制动钳（4）的钳盘（5）中。

7.根据权利要求1所述的可产生负波的垂向高速冲击试验机，其特征在于：该试验机还设置有试验台加速装置，试验台加速装置为弹力绳（22），弹力绳（22）下端与底座通过吊环（31）连接，另一端与试验台（10）上的弹力绳挂钩（21）连接或者分离。

8.根据权利要求1所述的可产生负波的垂向高速冲击试验机，其特征在于：该试验机还设置有冲击台加速装置，冲击台加速装置为弹射液压缸（1），弹射液压缸（1）固定在底座上，弹射液压缸（1）的弹射液压杆（27）上端与冲击台（6）顶触或者分离。

9.根据权利要求1所述的可产生负波的垂向高速冲击试验机，其特征在于：导柱（23）上端安装导柱固定支架（17）。

10.根据权利要求1所述的可产生负波的垂向高速冲击试验机，其特征在于：冲击台（6）上设置有波形发生器（24）。

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