CN113834741A - 一种端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置，激振装置包括偏心块部分，偏心块部分包括第一偏心板、第二偏心板、端面齿盘，端面齿盘包括分别固定在两个偏心板上的端面齿盘母和端面齿盘公，端面齿盘母和端面齿盘公能相互啮合以固定两者之间的周向啮合位置从而固定两个偏心板之间的夹角，并且，通过调节端面齿盘母和端面齿盘公之间的周向啮合位置以调节两个偏心板之间的夹角从而调节激振装置的激振力。本发明可通过改变端面齿盘的位置调整偏心块之间的夹角，改变偏心块的偏心质量，从而调节激振力，使管道获得不同的激振力进行共振弯曲疲劳试验。

Description

一种端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置
技术领域
本发明涉及机械零部件疲劳试验装置与制造技术，特别涉及一种用于全尺寸管道共振旋转弯曲疲劳试验的端面齿盘分度式的激振力可调惯性激振装置。
背景技术
海底管道失效的主要原因是在实际管道系统中，管道会持续受到外部的振动干扰，或者管道内部的工作状态发生周期变化。而管道连接间的焊接接头则是管道的薄弱环节。共振机理全尺寸疲劳试验机，能够加快管道的疲劳速度，缩短试验周期，进而减少人力物力的投入，降低费用，同时也能够为管道设计提供良好的依据，为海洋油气开发做出贡献。
惯性激振器作为共振弯曲疲劳试验机的重要组成部分，其基本原理是通过旋转带动偏心质量能使被激物件获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进行振动和强度试验。在大多数试验中，一般需要调节激振力的大小同时又不能改变激振频率来进行振动试验。激振力的调节有两种方法，一种是改变激振频率，调整激振力，但是在管道共振旋转弯曲疲劳试验对激振频率有严格要求，不适合改变激振频率来调整激振力；第二种方法是改变偏心块质量，但是在实际中改变偏心质量费时费力，为了方便调整，采用矢量叠加的方法可以有效改变激振力，从而满足试验要求。
在公开号为CN106111512A的中国发明专利申请中公开了一种偏心距径向可调式惯性激振器，采用步进电机和滚珠丝杆径向调节质量块的偏心距，双面齿同步带实现了两激振器的同步反转或者同步同向回转，保证了偏心距的精确调节，并且激振力调节范围大。但该装置结构复杂，制造成本高，并且导电滑环可靠性差，不适合剧烈振动条件下使用。公开号为CN1415432A的中国发明专利申请中公开了一种用于对惯性振动设备进行激振的惯性激振器，包括通过机械机构安装在主轴上、具有一定质量、随主轴一起旋转的偏重块；在惯性激振器启动过程中，偏重块的质心旋转半径从最小值连续变化到最大值；在停车过程中，质心旋转半径从最大值连续变化到最小值。惯性激振器启动时的转动惯量和通过惯性振动设备共振区时的激振力较小，从而降低了惯性激振器驱动装置的启动转矩和惯性振动设备的共振振幅。该激振器的优点在于可以降低启动时的共振振幅，但是，不能够连续调节共振时激振力，不适用于管道的共振疲劳试验；公告号为CN202562796U的中国实用新型专利中公开了一种共振弯曲式疲劳试验机及其激振器。该激振器采用单轴惯性激振器的方式对海洋立管系统进行激振，采用单电机驱动单个偏心质量轴向块进行激振，其激振力大小调节方式是通过改变偏心块的质量和数量来实现，可调范围窄，更换或增加偏心质量块需要停机进行。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种操作简单易于在设备中调节的惯性激振装置，该激振装置可通过改变端面齿盘的位置调整偏心块之间的夹角，改变偏心块的偏心质量，从而调节激振力，使管道获得不同的激振力进行共振弯曲疲劳试验。
本发明所采用的技术方案是：一种端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置，所述激振装置包括激振器轴，所述激振装置还包括偏心块部分，所述偏心块部分包括：
第一偏心板和第二偏心板，所述第一偏心板套设在所述激振器轴上并与所述激振器轴之间为间隙配合；所述第二偏心板连接在所述激振器轴上以能与所述激振器轴同步旋转；
端面齿盘，所述端面齿盘包括端面齿盘母和端面齿盘公，所述端面齿盘母和所述端面齿盘公均套设在所述激振器轴上并与所述激振器轴之间为间隙配合，所述端面齿盘母固定在所述第一偏心板上以能与所述第一偏心板同步旋转，所述端面齿盘公固定在所述第二偏心板上以能与所述第二偏心板同步旋转；所述端面齿盘母和所述端面齿盘公能相互啮合以固定所述端面齿盘母和所述端面齿盘公之间的周向啮合位置从而固定所述第一偏心板与所述第二偏心板之间的夹角，并且，通过调节所述端面齿盘母和所述端面齿盘公之间的周向啮合位置以调节所述第一偏心板与所述第二偏心板之间的夹角从而调节所述激振装置的激振力。
进一步地，所述偏心块部分还包括第一偏心副板和第二偏心副板，所述第一偏心副板固定在所述第一偏心板上，并且，所述第一偏心副板能在多个安装位置切换；所述第二偏心副板固定在所述第二偏心板上，并且，所述第二偏心副板能在多个安装位置切换；通过切换所述第一偏心副板的安装位置和/或切换所述第二偏心副板的安装位置调整所述第一偏心副板与所述第二偏心副板之间的夹角和/或所述第一偏心副板与所述第一偏心板之间的夹角和/或所述第二偏心副板与所述第二偏心板之间的夹角，以进一步调节所述激振装置的激振力。
进一步地，所述第一偏心板和所述第一偏心副板上对应设置有三个间距相同的螺栓孔，分别为左螺栓孔、中间螺栓孔和右螺栓孔；所述第一偏心副板的安装位置共三个，分别为：第一安装位置为所述第一偏心副板的三个螺栓孔与所述第一偏心板上的三个螺栓孔一一对应连接时所述第一偏心副板所处的位置；第二安装位置为所述第一偏心副板的左螺栓孔与所述第一偏心板上的中间螺栓孔连接、且第一偏心副板的中间螺栓孔与所述第一偏心板上的右螺栓孔连接时所述第一偏心副板所处的位置；第三安装位置为所述第一偏心副板的中间螺栓孔与所述第一偏心板上的左螺栓孔连接、且第一偏心副板的右螺栓孔与所述第一偏心板上的中间螺栓孔连接时所述第一偏心副板所处的位置。
进一步地，所述第二偏心板和所述第二偏心副板上对应设置有三个间距相同的螺栓孔，分别为左螺栓孔、中间螺栓孔和右螺栓孔；所述第二偏心副板的安装位置共三个，分别为：第一安装位置为所述第二偏心副板的三个螺栓孔与所述第二偏心板上的三个螺栓孔一一对应连接时所述第二偏心副板所处的位置；第二安装位置为所述第二偏心副板的左螺栓孔与所述第二偏心板上的中间螺栓孔连接、且第二偏心副板的中间螺栓孔与所述第二偏心板上的右螺栓孔连接时所述第二偏心副板所处的位置；第三安装位置为所述第二偏心副板的中间螺栓孔与所述第二偏心板上的左螺栓孔连接、且第二偏心副板的右螺栓孔与所述第二偏心板上的中间螺栓孔连接时所述第二偏心副板所处的位置。
进一步地，所述激振装置还包括轴承固定部分，所述轴承固定部分包括：
激振器轴承座，所述激振器轴承座上设置有用于连接管道配重的法兰；以及
轴承，所述轴承套设在所述激振器轴上，所述轴承的内圈与所述激振器轴连接、外圈与所述激振器轴承座连接，通过所述轴承使得所述激振器轴的转动不会带动管道配重及通过夹具与管道配重连接的管道发生转动。
进一步地，所述轴承由第一轴承和第二轴承组成，所述第一轴承和所述第二轴承之间通过轴承间隔环间隔开。
进一步地，所述激振器轴的两端分别设置有第一轴端挡板和第二轴端挡板，防止所述激振器轴在振动过程中轴向窜动。
本发明的有益效果是：适用于管道共振旋转弯曲疲劳试验机，可以通过调整偏心板及偏心副板的夹角，实现产生不同大小的激振力，以适用于不同尺寸管道的共振旋转弯曲疲劳试验要求；并且结构简单，可以产生较大的激振力，易于加工和操作，保证疲劳试验的稳定正常工作。
附图说明
图1：本发明的主视图；
图2：本发明的左视图；
图3：图2在A-A的剖面图；
图4：本发明的轴测图；
图5：本发明的端面齿盘图；
图6：本发明的偏心板图(第一偏心板和第二偏心板结构相同)；
图7：本发的偏心副板图(第一偏心副板和第二偏心副板结构相同)；
图8a：本发的偏心板和偏心副板组合图(第一偏心副板和第二偏心副板均处于第一安装位置)；
图8b：本发的偏心板和偏心副板组合图(第一偏心副板处于第二安装位置且第二偏心副板处于第一安装位置)；
图8c：本发的偏心板和偏心副板组合图(第一偏心副板和第二偏心副板均处于第二安装位置)；
图8d：本发的偏心板和偏心副板组合图(第一偏心副板处于第二安装位置且第二偏心副板处于第三安装位置)；
附图标注：1.第一偏心板、2.偏心块挡环、3.第一轴端挡板、4.平键、5.第一偏心副板、6.第二偏心副板、7.第二偏心板、8.第一激振器轴承挡圈、9.第一轴承端盖、10.激振器轴承座、11.第二轴承端盖、12.第二激振器轴承挡圈、13.第二轴端挡板、14.第一轴承、15、轴承间隔环、16.第二轴承、17.激振器轴、18.端面齿盘公、19.端面齿盘母。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如附图1至图8d所示，一种端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置，所述激振装置包括激振器轴17、第一轴端挡板3、第二轴端挡板13、偏心块部分和轴承固定部分。
所述激振器轴17一段阶梯轴，在轴径小的一端上设置有两个用于安装第一偏心板1和第二偏心板7的键槽，两个键槽间隔180度布置。所述第一轴端挡板3和所述第二轴端挡板13分别通过螺栓固定在所述激振器轴17的两端，防止所述激振器轴17在振动过程中轴向窜动。
所述偏心块部分的主要原理是通过电机带动偏心质量产生惯性力，计算方法是F0＝mω2r，其中F0为单个偏心板激振力，m为单个偏心板的偏心质量，ω为转动角速度，r为偏心距，通过调整偏心板的夹角，矢量合成，得到不同的偏心力。其结构是包括第一偏心板1和第二偏心板7，第一偏心板1套设在激振器轴17上，第二偏心板7通过平键4固定在激振器轴17上，两个偏心板上分别有齿盘并通过螺栓固定在上面，可以通过调节端面齿盘的啮合调整第一偏心板1和第二偏心板7的夹角，第一偏心副板5和第二偏心副板6分别通过螺栓固定在第一偏心板1和第二偏心板7上，偏心板和偏心副板之间有三个螺栓孔，可以同过螺栓孔的错位，改变两块偏心副板的夹角以及偏心副板与偏心板的夹角，进一步调整激振力，通过偏心板和偏心副板旋转产生的惯性力合成，共有四个惯性力矢量合成。
具体地，所述偏心块部分包括第一偏心板1、第二偏心板7、端面齿盘(包括端面齿盘母19和端面齿盘公18)、第一偏心副板5、第二偏心副板6、偏心块挡环2、平键4。
所述第一偏心板1套设在所述激振器轴17上并与所述激振器轴17之间为间隙配合。所述第二偏心板7通过平键4连接在所述激振器轴17上以能与所述激振器轴17同步旋转，所述平键4安装在键槽内。所述端面齿盘母19和所述端面齿盘公18均套设在所述激振器轴17上并与所述激振器轴17之间为间隙配合，所述端面齿盘母19通过螺栓固定在所述第一偏心板1上以能与所述第一偏心板1同步旋转，所述端面齿盘公18通过螺栓固定在所述第二偏心板7上以能与所述第二偏心板7同步旋转；所述端面齿盘母19和所述端面齿盘公18能相互啮合以固定所述端面齿盘母19和所述端面齿盘公18之间的周向啮合位置从而固定所述第一偏心板1与所述第二偏心板7之间的夹角，并且，能使所述第一偏心板1与所述第二偏心板7同步旋转，此外，通过调节所述端面齿盘母19和所述端面齿盘公18之间的周向啮合位置以调节所述第一偏心板1与所述第二偏心板7之间的夹角从而调节所述激振装置的激振力大小。具体调整方式为，首先将所述端面齿盘母19与所述端面齿盘公18所啮合的齿盘松开，将所述端面齿盘母19沿轴向向左移动，转动所述端面齿盘母19，找到和所述端面齿盘公18所啮合的齿，即可调整所述第一偏心板1与所述第二偏心板7之间的夹角，每个齿盘的齿数可以根据试验所需要的精度调整，进而调整所述第一偏心板1与所述第二偏心板7每转动一个齿所转动的夹角。
所述第一偏心副板5固定在所述第一偏心板1上，并且，所述第一偏心副板5能在三个安装位置切换，本实施例中，通过所述第一偏心板1和所述第一偏心副板5的螺栓孔的错位以调整所述第一偏心副板5的安装位置，具体为，所述第一偏心板1和所述第一偏心副板5上对应设置有三个间距相同的螺栓孔，分别为左螺栓孔、中间螺栓孔和右螺栓孔；所述第一偏心副板5的三个安装位置分别为：第一安装位置为所述第一偏心副板5的三个螺栓孔与所述第一偏心板1上的三个螺栓孔一一对应连接(即没有错位螺栓孔)时所述第一偏心副板5所处的位置；第二安装位置为所述第一偏心副板5的左螺栓孔与所述第一偏心板1上的中间螺栓孔连接、且第一偏心副板5的中间螺栓孔与所述第一偏心板1上的右螺栓孔连接(即向右错位一个螺栓孔)时所述第一偏心副板5所处的位置；第三安装位置为所述第一偏心副板5的中间螺栓孔与所述第一偏心板1上的左螺栓孔连接、且第一偏心副板5的右螺栓孔与所述第一偏心板1上的中间螺栓孔连接(即向左错位一个螺栓孔)时所述第一偏心副板5所处的位置。所述第二偏心副板6固定在所述第二偏心板7上，并且，所述第二偏心副板6能在三个安装位置切换，本实施例中，通过所述第二偏心板7和所述第二偏心副板6的螺栓孔的错位以调整所述第二偏心副板6的安装位置，具体为，所述第二偏心板7和所述第二偏心副板6上对应设置有三个间距相同的螺栓孔，分别为左螺栓孔、中间螺栓孔和右螺栓孔；所述第二偏心副板6的安装位置共三个，分别为：第一安装位置为所述第二偏心副板6的三个螺栓孔与所述第二偏心板7上的三个螺栓孔一一对应连接(即没有错位螺栓孔)时所述第二偏心副板6所处的位置；第二安装位置为所述第二偏心副板6的左螺栓孔与所述第二偏心板7上的中间螺栓孔连接、且第二偏心副板6的中间螺栓孔与所述第二偏心板7上的右螺栓孔连接(即向右错位一个螺栓孔)时所述第二偏心副板6所处的位置；第三安装位置为所述第二偏心副板6的中间螺栓孔与所述第二偏心板7上的左螺栓孔连接、且第二偏心副板6的右螺栓孔与所述第二偏心板7上的中间螺栓孔连接(即向左错位一个螺栓孔)时所述第二偏心副板6所处的位置。通过切换所述第一偏心副板5的安装位置和/或切换所述第二偏心副板6的安装位置调整所述第一偏心副板5与所述第二偏心副板6之间的夹角和/或所述第一偏心副板5与所述第一偏心板1之间的夹角和/或所述第二偏心副板6与所述第二偏心板7之间的夹角，以进一步调节所述激振装置的激振力。
由于所述激振器轴17为阶梯轴，且，所述第一偏心板1和所述第二偏心板7均安装在所述激振器轴17的小端上，因此，所述第一偏心板1和所述第二偏心板7的一侧通过所述激振器轴17的台阶限位、另一侧通过偏心块挡环2限位。
以当前图为例，所述端面齿盘公18和所述端面齿盘母19各有24个齿，所述第一偏心板1和所述第二偏心板7共有12种组合；所述第一偏心副板5和所述第二偏心副板6分别和所述第一偏心板1和所述第二偏心板7有3种组合，分别为没有错位螺栓孔、向右错位一个螺栓孔和向左错位一个螺栓孔；当所述第一偏心板1和所述第一偏心副板5没有错位螺栓孔，所述第二偏心板7和所述第二偏心副板6没有错位螺栓孔，如图8a所示，共有12中组合方案；所述第一偏心板1和所述第一偏心副板5向右错位一个螺栓孔，所述第二偏心板7和所述第二偏心副板6没有错位螺栓孔，如图8b所示，共有12中组合方案；所述第一偏心板1和所述第一偏心副板5向右错位一个螺栓孔，所述第二偏心板7和所述第二偏心副板6向右错位一个螺栓孔，如图8c所示，共有12中组合方案；所述第一偏心板1和所述第一偏心副板5向右错位一个螺栓孔，所述第二偏心板7和所述第二偏心副板6向左错位一个螺栓孔，如图8d所示，共有12中组合方案；所以偏心激振力共有48种组合方式。
所述轴承固定部分的作用是连接管道配重，在进行疲劳试验时，激振装置旋转产生激振力，管道是处于环向固定状态，所以在激振器轴17上装有轴承，目的是使激振器轴17转动，而管道及管道配重不转动。
具体地，所述轴承固定部分包括第一激振器轴承挡圈8、第一轴承端盖9、激振器轴承座10、第二轴承端盖11、第二激振器轴承挡圈12、轴承间隔环15、轴承(包括第一轴承14和第二轴承16)。所述激振器轴承座10上带通法兰，可以通过螺栓固定在管道配重上，其中，管道配重连接夹具，夹具连接管道。所述轴承套设在所述激振器轴17上，所述轴承的内圈与所述激振器轴17连接、外圈与所述激振器轴承座10连接，通过所述轴承使得所述激振器轴17的转动不会带动管道配重及通过夹具与管道配重连接的管道不发生转动；所述轴承的两侧分别设置有第一激振器轴承挡圈8和第二激振器轴承挡圈12，所述第一激振器轴承挡圈8和所述第二激振器轴承挡圈12固定在所述激振器轴17上，用于对所述轴承的内圈进行限位；所述轴承的两侧还分别设置有第一轴承端盖9和第二轴承端盖11，所述第一轴承端盖9和所述第二轴承端盖11均通过螺栓固定在所述激振器轴承座10上，用于对所述轴承的外圈进行限位；其中，为保证转动的稳定性，所述轴承由第一轴承14和第二轴承16组成，所述第一轴承14和所述第二轴承16之间通过轴承间隔环15间隔开，所述第一轴承14和所述第二轴承16均可采用圆柱滚子轴承。
在试验中本发明激振装置的调整方法为：首先将第一偏心副板5和第二偏心副板6拆下，将第一偏心板1和第二偏心板7调整至夹角为180度时错位一个齿，即此时激振装置激振力F＝2F0cos[(180-α)/2]，α为端面齿盘一个齿角度，F0为单个偏心板激振力，此时激振力最小，通过改变激振频率进行扫频试验，测量管道振动状态的应力，得到管道应力最大的激振频率即为管道固有频率，再将第一偏心副板5和第二偏心副板6固定在第一偏心板1和第二偏心板7上，此时第一偏心副板5与第一偏心板1之间、第二偏心副板6与第二偏心板7之间没有错位螺栓孔，三个螺栓孔都是处于重合状态，减小第一偏心板1和第二偏心板7之间的夹角，调整激振频率在固有频率的95％左右进行疲劳试验，测量试验应力是否达到要求，如不满足，进一步调整第一偏心板1和第二偏心板7之间的夹角(即(180-nα)/2，n是端面齿盘错位齿数)进行试验。
以外径14英寸，长度10m，壁厚12.7mm的管道为例，验证本发明每次改变一个齿对应力的影响是否满足试验要求，试验要求通过改变偏心板夹角可以改变应力在0Mpa～25MPa范围之内，所以本次试验未加偏心副板。为了降低管道共振时的固有频率，在管道两端增加配重，通过扫频试验，测量管道的固有频率fn＝12.7Hz，再将激振频率f调整在f＝12.065Hz，共振放大倍数
Figure BDA0003284927650000091
ξ为管道的阻尼系数，取值0.004，每次改变一个端面齿盘的一个齿，以错位一个齿和错位两个齿，即此时夹角为180°-15°和180°-2*15°，试验时去除第一偏心副板5和第二偏心副板6，第一偏心板1和第二偏心板7的偏心质量相同，设偏心质量为me，me＝8.24kg，第一偏心板1和第二偏心板7的偏心距相同，设偏心距为re，re＝106mm，单个偏心板激振力F0＝mere(2πf)2，激振装置激振力F＝2F0cos[(180-α)/2]，振动时放大后的激振装置激振力分别为F1和F2，F1＝2βF0cos[(180-α)/2]，F2＝2βF0cos[(180-2α)/2]，以本图为例α＝15°，管道应力分别为σ1和σ2，σ1＝(F1RmaxS)/(4I)，σ2＝(F2RmaxS)/(4I)，Rmax为所测量处距离管道轴线最大距离，S为管道两支点间的距离，I为管道截面惯性矩，带入数据得到管道应力值为20.02MPa，39.70MPa，表明可以有效的通过改变偏心板夹角改变试验应力，调整合适的应力。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置，所述激振装置包括激振器轴(17)，其特征在于，所述激振装置还包括偏心块部分，所述偏心块部分包括：
第一偏心板(1)和第二偏心板(7)，所述第一偏心板(1)套设在所述激振器轴(17)上并与所述激振器轴(17)之间为间隙配合；所述第二偏心板(7)连接在所述激振器轴(17)上以能与所述激振器轴(17)同步旋转；以及
端面齿盘，所述端面齿盘包括端面齿盘母(19)和端面齿盘公(18)，所述端面齿盘母(19)和所述端面齿盘公(18)均套设在所述激振器轴(17)上并与所述激振器轴(17)之间为间隙配合，所述端面齿盘母(19)固定在所述第一偏心板(1)上以能与所述第一偏心板(1)同步旋转，所述端面齿盘公(18)固定在所述第二偏心板(7)上以能与所述第二偏心板(7)同步旋转；所述端面齿盘母(19)和所述端面齿盘公(18)能相互啮合以固定所述端面齿盘母(19)和所述端面齿盘公(18)之间的周向啮合位置从而固定所述第一偏心板(1)与所述第二偏心板(7)之间的夹角，并且，通过调节所述端面齿盘母(19)和所述端面齿盘公(18)之间的周向啮合位置以调节所述第一偏心板(1)与所述第二偏心板(7)之间的夹角从而调节所述激振装置的激振力。
2.根据权利要求1所述的端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置，其特征在于，所述偏心块部分还包括第一偏心副板(5)和第二偏心副板(6)，所述第一偏心副板(5)固定在所述第一偏心板(1)上，并且，所述第一偏心副板(5)能在多个安装位置切换；所述第二偏心副板(6)固定在所述第二偏心板(7)上，并且，所述第二偏心副板(6)能在多个安装位置切换；通过切换所述第一偏心副板(5)的安装位置和/或切换所述第二偏心副板(6)的安装位置调整所述第一偏心副板(5)与所述第二偏心副板(6)之间的夹角和/或所述第一偏心副板(5)与所述第一偏心板(1)之间的夹角和/或所述第二偏心副板(6)与所述第二偏心板(7)之间的夹角，以进一步调节所述激振装置的激振力。
3.根据权利要求2所述的端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置，其特征在于，所述第一偏心板(1)和所述第一偏心副板(5)上对应设置有三个间距相同的螺栓孔，分别为左螺栓孔、中间螺栓孔和右螺栓孔；所述第一偏心副板(5)的安装位置共三个，分别为：第一安装位置为所述第一偏心副板(5)的三个螺栓孔与所述第一偏心板(1)上的三个螺栓孔一一对应连接时所述第一偏心副板(5)所处的位置；第二安装位置为所述第一偏心副板(5)的左螺栓孔与所述第一偏心板(1)上的中间螺栓孔连接、且第一偏心副板(5)的中间螺栓孔与所述第一偏心板(1)上的右螺栓孔连接时所述第一偏心副板(5)所处的位置；第三安装位置为所述第一偏心副板(5)的中间螺栓孔与所述第一偏心板(1)上的左螺栓孔连接、且第一偏心副板(5)的右螺栓孔与所述第一偏心板(1)上的中间螺栓孔连接时所述第一偏心副板(5)所处的位置。
4.根据权利要求2所述的端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置，其特征在于，所述第二偏心板(7)和所述第二偏心副板(6)上对应设置有三个间距相同的螺栓孔，分别为左螺栓孔、中间螺栓孔和右螺栓孔；所述第二偏心副板(6)的安装位置共三个，分别为：第一安装位置为所述第二偏心副板(6)的三个螺栓孔与所述第二偏心板(7)上的三个螺栓孔一一对应连接时所述第二偏心副板(6)所处的位置；第二安装位置为所述第二偏心副板(6)的左螺栓孔与所述第二偏心板(7)上的中间螺栓孔连接、且第二偏心副板(6)的中间螺栓孔与所述第二偏心板(7)上的右螺栓孔连接时所述第二偏心副板(6)所处的位置；第三安装位置为所述第二偏心副板(6)的中间螺栓孔与所述第二偏心板(7)上的左螺栓孔连接、且第二偏心副板(6)的右螺栓孔与所述第二偏心板(7)上的中间螺栓孔连接时所述第二偏心副板(6)所处的位置。
5.根据权利要求1所述的端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置，其特征在于，所述激振装置还包括轴承固定部分，所述轴承固定部分包括：
激振器轴承座(10)，所述激振器轴承座(10)上设置有用于连接管道配重的法兰；以及
轴承，所述轴承套设在所述激振器轴(17)上，所述轴承的内圈与所述激振器轴(17)连接、外圈与所述激振器轴承座(10)连接，通过所述轴承使得所述激振器轴(17)的转动不会带动管道配重及通过夹具与管道配重连接的管道发生转动。
6.根据权利要求5所述的端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置，其特征在于，所述轴承由第一轴承(14)和第二轴承(16)组成，所述第一轴承(14)和所述第二轴承(16)之间通过轴承间隔环(15)间隔开。
7.根据权利要求1所述的端面齿盘分度式激振力可调惯性激振装置，其特征在于，所述激振器轴(17)的两端分别设置有第一轴端挡板(3)和第二轴端挡板(13)，防止所述激振器轴(17)在振动过程中轴向窜动。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001165820A (ja) * 1999-12-10 2001-06-22 Toyota Motor Corp 車両の加振方法，加振器および振動特性検出方法
CN1719227A (zh) * 2005-07-08 2006-01-11 天津大学 自适应共振式曲轴弯曲疲劳实验机
CN201530452U (zh) * 2009-11-20 2010-07-21 吴金海 偏心手柄压紧的自行车手把倾角可调连接装置
CN104020038A (zh) * 2014-06-17 2014-09-03 山东大学 一种振动试验台用组合测试附件及静态疲劳试验方法
CN106248509A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 吉林大学 共振式轨枕弯曲疲劳试验机及其应用
CN111458241A (zh) * 2020-03-11 2020-07-28 天津大学 一种伺服同轴双驱动惯性激振器
CN112525457A (zh) * 2020-12-25 2021-03-19 北京航空航天大学 高温双轴无干涉高低周复合疲劳试验夹具及试验方法
CN213714693U (zh) * 2020-11-26 2021-07-16 云南师范大学 一种光学镜头残余偏振测试装置
CN113138115A (zh) * 2020-01-17 2021-07-20 天津益普科技发展有限公司 全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机
CN113324716A (zh) * 2020-02-28 2021-08-31 天津益普科技发展有限公司 全尺寸管道共振疲劳试验机的惯性式激振器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001165820A (ja) * 1999-12-10 2001-06-22 Toyota Motor Corp 車両の加振方法，加振器および振動特性検出方法
CN1719227A (zh) * 2005-07-08 2006-01-11 天津大学 自适应共振式曲轴弯曲疲劳实验机
CN201530452U (zh) * 2009-11-20 2010-07-21 吴金海 偏心手柄压紧的自行车手把倾角可调连接装置
CN104020038A (zh) * 2014-06-17 2014-09-03 山东大学 一种振动试验台用组合测试附件及静态疲劳试验方法
CN106248509A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 吉林大学 共振式轨枕弯曲疲劳试验机及其应用
CN113138115A (zh) * 2020-01-17 2021-07-20 天津益普科技发展有限公司 全尺寸海洋管道共振旋转弯曲疲劳试验机
CN113324716A (zh) * 2020-02-28 2021-08-31 天津益普科技发展有限公司 全尺寸管道共振疲劳试验机的惯性式激振器
CN111458241A (zh) * 2020-03-11 2020-07-28 天津大学 一种伺服同轴双驱动惯性激振器
CN213714693U (zh) * 2020-11-26 2021-07-16 云南师范大学 一种光学镜头残余偏振测试装置
CN112525457A (zh) * 2020-12-25 2021-03-19 北京航空航天大学 高温双轴无干涉高低周复合疲劳试验夹具及试验方法

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