CN113532780A - 一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明针对缓冲材料振动传递特性测试所需质量系统存在整块式质量块制作成本高及使用不便、组合式质量系统需要反复拆卸螺栓以及螺母组合效率较低的不足，同时不带有质量系统系统水平方向限位功能的不足，本发明开发了带有导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，配合台面固定装置进行缓冲材料的振动传递特性测试。方形质量系统底面为正方形结构，采用砝码式组合和活结螺杆组合快速锁紧，顶部带有导向装置。相对于组合式质量块，质量调整时只需将螺母小范围调整即可进行质量系统砝码的快速锁紧组合，质量系统锁紧后为刚性结构；方形质量系统带有四杆导向装置，与振动传递固定装置相配合后，防止质量系统在振动过程中发生水平方向移动和转动。
Description
技术领域
本发明涉及材料力学性能测试领域，主要涉及缓冲材料的振动传递特性测试，特别涉及到用于缓冲材料振动传递测试的一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统。
背景技术
缓冲包装材料的振动传递特性是运输包装防护要求的重要性能之一，通过振动传递特性实验得到系统的传递率，即系统在稳态强迫振动中的响应幅度与激励幅度的无量纲比值。包装材料的振动传递特性测试系统则由缓冲材料和质量块组成，测试时分别在振动台和质量块上安装加速度传感器，记录系统随频率变化的激励和响应加速度，通过不同频率下响应加速度与激励加速度的比值得到系统的传递率与频率关系曲线，即系统的振动传递特性。通过传递率与频率关系曲线可以确定系统的共振频率、系统在不同频率下的振动传递率数值以及确定材料的阻尼参数。
文献一(ZL201921951843.4一种台面重力式缓冲材料振动传递性试验固定装置CN211061475U)发明了一种固定装置，该装置采用在振动台台面安装支架固定装置，质量块系统与支架之间进行线性滑动导向配合，虽然该专利具有直接测试得到缓冲材料本身的缓冲特性数据的优点，但该专利中未给出质量系统如何实现快速的重量调整，而振动传递特性测试过程中，质量系统的调整是非常重要的一个方面。
文献二(ZL201320302164.0缓冲材料振动传递性试验可调式质量块CN203241401U)针对包装用缓冲材料振动传递特性测试采用整块式质量块制作成本高及使用不便的不足，以及ASTM标准中盒式可调质量块紧固操作的不便，根据质量块在工作时仅仅上下两个面与缓冲材料全面接触，其他四个面不会与材料接触对测试没有影响的特点，设计了一种非盒式结构的可调式质量块。该可调式质量块可根据安装质量调节块的材质和数量的不同调节质量块的质量。但该质量块系统在组合过程中需要反复的拆卸螺栓以及螺母，组合效率较低，操作不方便。而且该质量块系统由于无固定装置，无法应用于文献一的装置中。
文献三(GB/T8169-2008)，缓冲材料振动传递特性测试过程中，要保证振动过程中质量块与缓冲材料的完全接触受力，必须要求质量块与缓冲材料在水平方向上不能发生移动，而该标准采用的缓冲材料和质量块同为方型结构，为了防止质量块发生水平方向的移动和转动，该标准附录固定装置采用了四周加带胶圈的横挡杆进行限位。在测试过程中固定装置完全依托胶圈阻挡质量块的横向移动，由于胶圈的弹性使得质量块与缓冲材料之间达不到完全的接触，影响缓冲测试的准确性。
缓冲材料振动传递特性测试过程中,要求质量块必须为刚性结构，同时重心位于竖直中心线上，即如果质量块为组合结构，组合结构之间必须准确对齐，同时完全紧固在一起，否则会影响测试的准确性。
发明内容
针对缓冲材料振动传递特性测试所需质量系统存在整块式质量块制作成本高及使用不便、组合式质量系统需要反复拆卸螺栓以及螺母组合效率较低的不足，同时不带有导向装置以及质量系统水平方向限位功能的不足，本发明开发了带有导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，配合台面固定装置进行缓冲材料的振动传递特性测试。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，底面为正方形结构，采用砝码式组合和活结螺杆组合快速锁紧结构，顶部带有导向装置；包含质量系统底板(1)、垫板(2)、砝码式质量组A(3)、活结螺杆组件(4)、砝码式质量组B(5)、顶板组合(6)、导板组合(7)和导杆连接板(8)，其中垫板(2)通过螺栓与质量系统底板(1)固定，一对活结螺杆组件(4)放置于垫板(2)的开槽位置通过螺栓固定于质量系统底板(1)上；砝码式质量组A(3)、砝码式质量组B(5)和顶板组合(6)通过轴位螺钉进行定位配合依次四边对齐放置于垫板(2)的上方；通过活结螺杆组件(4)将砝码式质量组A(3)、砝码式质量组B(5)和顶板组合(6)与质量系统底板(1)和垫板(2)锁紧在一起；导板组合(7)和导杆连接板(8)依次安装于顶板组合(6)上。
本发明的有益效果是：1)相对于整块式质量块，组合质量系统所需要的材料较少；2)相对于组合式质量块，活结螺杆式快速组合方形质量系统质量调整时不需要将压紧螺母完全拆卸，只需将压紧螺母小范围调整即可进行质量系统砝码的快速锁紧组合，质量系统锁紧后为刚性结构；3)砝码式质量块带有导向定位销，保证质量块之间配合的平衡性；4)活结螺杆式快速组合方形质量系统带有四杆导向装置，与振动传递固定装置相配合后，使得质量系统只能在竖直方向运动，防止质量系统在振动过程中发生水平方向移动和转动。
附图说明
图1为本发明一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统组装图。
图2为图1的分解组合结构图。
图3为图1的使用组合过程图。
图4是图2中垫板(2)的结构图。
图5是图2中活结螺杆组件(4)的组合结构图。
图6是图2中砝码式质量组B(5)的组合图。
图7是图6中质量板(51)的主视图。
图8是图6中质量板(51)的左视图。
图9是图2中顶板组合(6)的组合结构图。
图10是图9中质量顶板(61)的主视图。
图11是图2中导板组合(7)的组合结构图。
图12是本发明一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统(13)与固定装置组合应用结构图。
图中：1.质量系统底板，2.垫板，3.砝码式质量组A，4.活结螺杆组件，5.砝码式质量组B，6.顶板组合，7.导板组合，8.导杆连接板，11.振动台台面，12.缓冲材料，13.一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，14.固定支架，15.响应传感器，16.激励传感器，21.垫板固定孔，22.定位孔A，23.活结螺杆组件放置槽，41.轴支座下块，42.转轴，43.轴支座上块，44.内六角螺栓A，45.活结螺杆，46.圆螺母，47.垫片，48.蝶形螺母，51.质量板，511.限位孔槽A，512.轴位螺钉孔A，513.定位孔B，52.轴位螺钉，61.质量顶板，611.导向杆固定螺孔，612.限位孔槽B，613.轴位螺钉孔B，614.传感器固定孔，62.锁紧螺母，63.导向杆，71.导板，711.导向孔，712.导板固定孔，72.线性轴承。
具体实施方式
参照附图1、附图2和附图3，一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，底面为正方形结构，采用砝码式组合和活结螺杆组合快速锁紧，顶部带有导向装置，包含质量系统底板(1)、垫板(2)、砝码式质量组A(3)、活结螺杆组件(4)、砝码式质量组B(5)、顶板组合(6)、导板组合(7)和导杆连接板(8)，其中垫板(2)通过螺栓与质量系统底板(1)固定，一对活结螺杆组件(4)放置于垫板(2)的开槽位置通过螺栓固定于质量系统底板(1)上；砝码式质量组A(3)、砝码式质量组B(5)和顶板组合(6)依次四边对齐放置于垫板(2)的上方；通过活结螺杆组件(4)将砝码式质量组A(3)、砝码式质量组B(5)和顶板组合(6)与质量系统底板(1)和垫板(2)固定在一起；导板组合(7)和导杆连接板(8)依次安装于顶板组合(6)上。
参照附图1、附图2和附图3，质量系统底板(1)为正方形结构。
参照附图4，垫板(2)为正方形H状结构，包含有垫板固定孔(21)、定位孔A(22)和活结螺杆组件放置槽(23)，其中四个垫板固定孔(21)位于对角线上，四个垫板定位孔A(22)位于中心线上，一对活结螺杆组件放置槽(23)位于H状结构的开口部。
参照附图5和附图1，活结螺杆组件(4)由轴支座下块(41)、转轴(42)、轴支座上块(43)、活结螺杆(45)、圆螺母(46)、垫片(47)和蝶形螺母(48)组成，活结螺杆(45)安装于转轴(42)上，转轴(42)由一对轴支座下块(41)和轴支座上块(43)固定；圆螺母(46)、垫片(47)和蝶形螺母(48)安装于活结螺杆(45)上；活结螺杆组件(4)通过两对内六角螺栓A(44)固定于质量系统底板(1)上表面的两对边中间位置。
参照附图6、附图7和附图8，砝码式质量组B(5)由质量板(51)和轴位螺钉(52)组成，质量板(51)四边中间带有限位孔槽A(511)，中心线上带有四组同轴的轴位螺钉孔A(512)和定位孔B(513)，四个轴位螺钉(52)安装于质量板(51)的轴位螺钉孔A(512)中。
参照附图2，砝码式质量组A(3)与砝码式质量组B(5)主体结构相同。
参照附图9和附图10，顶板组合(6)带有四根均布导向杆(63)，由质量顶板(61)、四个锁紧螺母(62)、四个导向杆(63)和四个轴位螺钉(52)组成；其中：质量顶板(61)四边中间带有限位孔槽B(612)，中心线上带有四个轴位螺钉孔B(613)，45度对角线上带有4个导向杆固定螺孔(611)，质量顶板(61)的中心带有传感器固定孔(614)；四个轴位螺钉(52)安装于质量顶板(61)的轴位螺钉孔B(613)中；四组锁紧螺母(62)和导向杆(63)安装于质量顶板(61)的导向杆固定螺孔(611)中。
参照附图11，导板组合(7)带有四只线性轴承(72)，由导板(71)和线性轴承(72)组成，导板(71)四个角部带有导向孔(711)，中心线上带有四个导板固定孔(712)；四个线性轴承(72)固定于导板(71)的导向孔(711)处。
参照附图11和附图1，顶板组合(6)的四个导向杆(63)与导板组合(7)的四个线性轴承(72)滑动配合。
参照附图1、附图2和附图3，导杆连接板(8)固定于顶板组合(6)的四个导向杆(63)的顶端。
实施例一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统(13)的安装和振动传递特性测试
1)上部搭建
首先将一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统(13)的蝶形螺母(48)松开，将顶板组合(6)、导板组合(7)和导杆连接板(8)组成的上部单独分离开；然后将导杆连接板(8)拆开，把导板组合(7)从系统中分离；再将导板组合(7)导板(71)上导板固定孔(712)用螺栓与固定支架(14)的横梁上部中心固定在一起；再把顶板组合(6)的四个导向杆(63)穿过导板组合(7)的四个线性轴承(72)，最后将导杆连接板(8)固定于顶板组合(6)的四个导向杆(63)顶端，一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统(13)的上部搭建完成。
2)下部搭建
将缓冲材料(12)放置于振动台台面(11)的中心，然后将不带有顶板组合(6)、导板组合(7)和导杆连接板(8)的一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统(13)的下部放置于缓冲材料(12)的正上方，选择一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统(13)中砝码式质量组A(3)和砝码式质量组B(5)的数量组成所需的质量系统，组合过程中轴位螺钉(52)与砝码式质量组B(5)的定位孔B(513)和垫板(2)的定位孔A(22)插入定位。
3)上下部组合
将搭建完成上部的顶板组合(6)置于下部组合上并对齐，调整下部活结螺杆组件(4)圆螺母(46)、垫片(47)和蝶形螺母(48)位置，将活结螺杆(45)旋转至与顶板组合(6)质量顶板(61)垂直，活结螺杆(45)处于质量顶板(61)的限位孔槽B(612)和质量板(51)的限位孔槽A(511)中，通过垫片(47)和蝶形螺母(48)将质量顶板(61)和活结螺杆式快速组合方形质量系统(13)下部锁合在一起，整个质量系统锁紧成为一个整体。
4)振动传递特性测试
将响应传感器(15)固定于顶板组合(6)上质量顶板(61)的传感器固定孔(614)处；将激励传感器(16)固定于振动台台面(11)上。
启动振动台，一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统(13)与固定装置配合即可只在竖直方向上进行线性运动，通过响应传感器(15)、激励传感器(16)实时记录振动时台面的激励和质量系统的响应数据，从而得到缓冲材料在该质量系统下缓冲振动系统随频率变化的传递特性曲线。
5)质量系统的分解和调整
当需要拆除或调整质量系统的重量时，首先松开活结螺杆组件(4)的蝶形螺母(48)，将活结螺杆组件(4)的活结螺杆(45)从质量顶板(61)的限位孔槽B(612)和质量板(51)的限位孔槽A(511)中转出。
再将一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统(13)的上部顶板组合(6)上移固定，将不带有顶板组合(6)、导板组合(7)和导杆连接板(8)的一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统(13)中的砝码式质量组A(3)和砝码式质量组B(5)移除或增加。
Claims (9)
1.一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，其特征在于：底面为正方形结构，采用砝码式组合和活结螺杆组合快速锁紧结构，顶部带有导向装置；包含质量系统底板(1)、垫板(2)、砝码式质量组A(3)、活结螺杆组件(4)、砝码式质量组B(5)、顶板组合(6)、导板组合(7)和导杆连接板(8)，其中垫板(2)通过螺栓与质量系统底板(1)固定，一对活结螺杆组件(4)放置于垫板(2)的开槽位置通过螺栓固定于质量系统底板(1)上；砝码式质量组A(3)、砝码式质量组B(5)和顶板组合(6)通过轴位螺钉进行定位配合依次四边对齐放置于垫板(2)的上方；通过活结螺杆组件(4)将砝码式质量组A(3)、砝码式质量组B(5)和顶板组合(6)与质量系统底板(1)和垫板(2)锁紧在一起；导板组合(7)和导杆连接板(8)依次安装于顶板组合(6)上。
2.根据权利要求1所述的一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，其特征在于：质量系统底板(1)为正方形结构。
3.根据权利要求1所述的一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，其特征在于：垫板(2)为正方形H状结构，包含有垫板固定孔(21)、定位孔A(22)和活结螺杆组件放置槽(23)，其中四个垫板固定孔(21)位于对角线上，四个定位孔A(22)位于中心线上，一对活结螺杆组件放置槽(23)位于H状结构的开口部。
4.根据权利要求1所述的一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，其特征在于：活结螺杆组件(4)由轴支座下块(41)、转轴(42)、轴支座上块(43)、活结螺杆(45)、圆螺母(46)、垫片(47)和蝶形螺母(48)组成，活结螺杆(45)安装于转轴(42)上，转轴(42)由一对轴支座下块(41)和轴支座上块(43)固定；圆螺母(46)、垫片(47)和蝶形螺母(48)安装于活结螺杆(45)上；活结螺杆组件(4)通过内六角螺栓A(44)固定于质量系统底板(1)上表面的两对边中间位置。
5.根据权利要求1所述的一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，其特征在于：砝码式质量组B(5)由质量板(51)和轴位螺钉(52)组成，质量板(51)四边中间带有限位孔槽A(511)，中心线上带有四组同轴的轴位螺钉孔A(512)和定位孔B(513)，四个轴位螺钉(52)安装于质量板(51)的轴位螺钉孔A(512)中。
6.根据权利要求1所述的一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，其特征在于：顶板组合(6)带有四根均布导向杆(63)，由质量顶板(61)、四个锁紧螺母(62)、四个导向杆(63)和四个轴位螺钉(52)组成；其中：质量顶板(61)四边中间带有限位孔槽B(612)，中心线上带有四个轴位螺钉孔B(613)，45度对角线上带有4个导向杆固定螺孔(611)，质量顶板(61)的中心带有传感器固定孔(614)；四个轴位螺钉(52)安装于质量顶板(61)的轴位螺钉孔B(613)中；四组锁紧螺母(62)和导向杆(63)安装于质量顶板(61)的导向杆固定螺孔(611)中。
7.根据权利要求1所述的一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，其特征在于：导板组合(7)带有四只线性轴承(72)，由导板(71)和线性轴承(72)组成，导板(71)四个角部带有导向孔(711)，中心线上带有四个导板固定孔(712)；四个线性轴承(72)固定于导板(71)的导向孔(711)处。
8.根据权利要求1所述的一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，其特征在于：顶板组合(6)的四个导向杆(63)与导板组合(7)的四个线性轴承(72)滑动配合。
9.根据权利要求1所述的一种带导向装置的活结螺杆式快速组合方形质量系统，其特征在于：导杆连接板(8)固定于顶板组合(6)的四个导向杆(63)的顶端。
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