CN1651892A - 力学结构抗振性能仿真试验平台系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是力学结构抗振性能仿真试验平台系统，其特征是：台面支撑机构由四个空气弹簧支撑机构组成，四个空气弹簧支撑机构分布在下台面四周；激振机构由四个回转油缸、液控单向阀连接组成，每个回转油缸分别连通一个液控单向阀，液控单向阀另一端与液压控制装置连接，回转油缸的活塞是偏心质量，通过液压控制装置输入的液压油改变偏心质量的位移；从而改变振动台面的振动幅值；四个回转油缸通过柔性联轴器与传动装置相连接；由传动装置带动四个回转油缸按设定方向转动，回转油缸偏心质量旋转时产生的离心力在振动方向上按设定相位合成，形成正弦规律变化的激振力，改变活塞的相对位置可以使振动方向在垂直或水平方向转换。
Description
技术领域：本发明涉及一种仿真试验平台系统，特别是力学结构抗振性能仿真试验平台系统。
背景技术：产品通过仿真试验进行各种振动模拟测试，以满足产品出厂时的振动试验要求。振动试验是厂家保证产品质量重要的一项工作，一般涉及如下参数测试：振动的频率、振动位移、速度、加速度等。现有的振动试验设备多采用机械设定方式，如在振动仿真试验中，通过机械方式设定为垂直振动或水平振动时，以及当振动参数需要修改时，均需进行重新调整，设定振动频率或振动量。一次试验中这一过程需要多次，不同参数试验都需要调整，因此，一次完整的试验需要花费很长时间。同时现有的振动试验设备线性性能较差，试验存在较大的失真，影响仿真试验的结果。虽然近些年也有采用电控制方式进行调节的振动试验的设备出现，但其性能、调节的方便性仍无法达到让人满意的效果。
发明内容：本发明的目的是提供一种力学结构抗振性能力学结构抗振性能仿真试验平台系统，以便在仿真试验过程中，不需要对仿真试验平台进行过多的机械设定，就可快速方便输入任意参量试验的目的，完成振动试验台频率、位移、速度、加速度和失真度等重要参数的测量。
本发明的目的是这样实现的，力学结构抗振性能仿真试验平台系统，它由台面、底座、台面支撑机构、导向机构、激振机构、传动装置、液压控制装置组成，台面与底座之间由台面支撑机构支撑，并由导向机构固定，其特征是：台面支撑机构由四个空气弹簧支撑机构组成，四个空气弹簧支撑机构分布在下台面四周；激振机构由四个回转油缸、液控单向阀连接组成，每个回转油缸分别连通一个液控单向阀，液控单向阀另一端与液压控制装置连接，回转油缸的活塞是偏心质量，通过液压控制装置输入的液压油改变偏心质量的位移；从而改变振动台面的振动幅值；四个回转油缸通过柔性联轴器与传动装置相连接；由传动装置带动四个回转油缸按设定方向转动，回转油缸偏心质量旋转时产生的离心力在振动方向上按设定相位合成，形成正弦规律变化的激振力，改变活塞的相对位置可以使振动方向在垂直或水平方向转换。
所述空气弹簧支撑机构由橡胶空气弹簧、空气储气筒、小孔节流器、气管连接构成，空气储气筒呈“工字”形状，空气储气筒的上筒固定的空气弹簧，工作台面四周有四个定位活塞安放在空气弹簧中内；空气储气筒中部有小孔节流器，空气储气筒底部筒臂有气管，四个空气储气筒用气管相连。其中一个空气储气筒上装有气门嘴，空气储气筒通过给气使橡胶空气簧内压力升高，可通过调节储气筒内的进气量，使振动台保持在规定高度上。
本发明的特点是：由于台面由空气弹簧支撑机构支撑，形成无强迫导向惯性激励系统，即典型的单自由度振动系统，该系统的固有频率低于工作频率，故振动台工作时处于超共振工作状态。另外空气弹簧有良好的隔振作用，因此不需专用地基。而激振机构由四个偏心质量的活塞油缸的组成，通过液压控制装置输入的液压油改变偏心质量的位移；从而改变振动台面的振动幅值；四个回转油缸通过柔性联轴器与传动装置相连接；由传动装置带动四个回转油缸按设定方向转动，可形成垂直或水平振动。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
附图说明：图1是本发明实施例传动装置结构示意图；
图2是本发明实施例液压控制装置及激振机构结构示意图；
图3是本发明实施例空气弹簧支撑机构结构示意图；
图4是本发明实施例导向机构结构示意图。
图中，1、激振机构；2、回转油缸；3、柔性联轴器；4、轴一；5、轴二；6、手轮一；7、手轮二；8、三角带；9、电机；10、变速器；11、轴三；12、手轮三；13、轴四；14、节流阀；15、二位四通阀；16、三位四通电磁阀；17、五联同步缸；18、单向阀；19、液控单向阀；20、台面；21、底座；22、油管；23、柱塞缸；24、橡胶空气弹簧；25、定位活塞；26、空气储气筒；27、小孔节流器；28、气门嘴；29、排气阀；30、凸台；31、气管；32、驱动轴。
具体实施方式：如图1所示，四个回转油缸2通过四个柔性联轴器3与传动装置相连接；连接在柔性联轴器3上的轴一4与手轮一6、轴二5与手轮二7、轴四13与手轮三、轴四13与驱动轴32通过变速箱10连接；调节手轮一、手轮二、手轮三可以设定四个回转油缸2的初始位相，当电机9通过三角带8带动驱动轴32时，回转油缸2的偏心质量旋转产生离心力，这时在振动方向上按设定相位合成形成正弦规律变化的激振力，使台面20以及安装在台面20上的试验品按确定的方向产生振动。设定相位可以使台面20的振动方向以垂直、水平方向振动。
如图2所示，回转油缸2分别通过液控单向阀19由与五个柱塞缸23组成的五联同步缸17油路连接，其中五联同步缸17的四个柱塞缸23与液控单向阀19连接形成四个闭路，一个柱塞缸23连接三位四通电磁阀16。液控单向阀19为回转油缸2的进出油的控制阀。二位四通阀15是电磁换向阀；它同时也连接到四个柱塞缸23前端的液控单向阀19，二位四通阀15动作，油管22进入压力油，将液控单向阀19打开。延迟三秒后，三位四通电磁阀16动作。五联同步缸17中间的活塞向上运动，回转油缸2通过油管22分别放出等体积液压油。偏心活塞同步，向背离旋转中心方向运动，不平衡力矩增大，位移幅值也随之增大。当达到所需要的位移幅值时。二位四通阀15和三位四通电磁阀16复零位。液压单向阀19关闭，五联同步缸17停止运动。活塞固定在所需位置不动，则位移稳定不变。
如图3所示，台面支撑机构由四个空气弹簧组成，四个空气弹簧分布在台面20四周，每个空气弹簧由橡胶空气弹簧24、空气储气筒26、小孔节流器27、气管31、排气阀29组成，空气储气筒26呈“工字”形状，空气储气筒26的上筒固定的空气弹簧支承台面的定位活塞25，空气储气筒26中部有小孔节流器27，空气储气筒26底部筒壁有气管31，四个空气储气筒26用气管31相互连通，其中一个空气储气筒上装有气门嘴28，空气储气筒26通过普通气管或小型空气泵将空气打入空气储气筒26内，使橡胶空气簧24内压力升高，可通过调节空所储气筒26内的进气量，使振动台面20保持在规定高度上。
如图4所示，导向机构包括振动台面20下部四个定位活塞25安放在空气弹簧24上。空气弹簧24呈环形，包围着振动台面20的四个定位活塞25，空气弹簧24的中心有一凸台30，凸台30与定位活塞25的中心孔配合，空气弹簧24隔振性能良好，振动台面20被振动时，不会对周围产生影响。
本发明可通固定在台面上的传感器将振动信号转换成电信号送到控制计算单元，经过数据处理，实现对振动台频率、位移、速度、加速度和失真度等重要参数的测量，显示振动波形。并可根据需要进行频谱分析，系统具有良好的扩展性，可根据用户的要求同时控制、测量两台机械振动台或同时监测一部碰撞台、冲击台。系统有良好的控制精度和可靠性，且操作简单、直观，利于实现试验室中央管理。
Claims (5)
1、力学结构抗振性能仿真试验平台系统，它由台面、底座、台面支撑机构、导向机构、激振机构、传动装置、液压控制装置组成，台面与底座之间由台面支撑机构支撑，并由导向机构固定，其特征是：台面支撑机构由四个空气弹簧支撑机构组成，四个空气弹簧支撑机构分布在下台面四周；激振机构由四个回转油缸、液控单向阀连接组成，每个回转油缸分别连通一个液控单向阀，液控单向阀另一端与液压控制装置连接，回转油缸的活塞是偏心质量，通过液压控制装置输入的液压油改变偏心质量的位移；从而改变振动台面的振动幅值；四个回转油缸通过柔性联轴器与传动装置相连接；由传动装置带动四个回转油缸按设定方向转动，回转油缸偏心质量旋转时产生的离心力在振动方向上按设定相位合成，形成正弦规律变化的激振力，改变活塞的相对位置可以使振动方向在垂直或水平方向转换。
2、根据权利要求1力学结构抗振性能力学结构抗振性能仿真试验平台系统，其特征是：所述空气弹簧支撑机构由橡胶空气弹簧、空气储气筒、小孔节流器、气管连接构成，空气储气筒呈“工字”形状，空气储气筒的上筒固定的空气弹簧，工作台面四周有四个定位活塞安放在空气弹簧中内；空气储气筒中部有小孔节流器，空气储气筒底部筒臂有气管，四个空气储气筒用气管相连。
3、根据权利要求2力学结构抗振性能力学结构抗振性能仿真试验平台系统，其特征是：其中一个空气储气筒上装有气门嘴(28)。
4、根据权利要求1力学结构抗振性能力学结构抗振性能仿真试验平台系统，其特征是：所述的台面(20)下部四个定位活塞(25)安放在空气弹簧(24)上。
5、根据权利要求1力学结构抗振性能力学结构抗振性能仿真试验平台系统，其特征是：空气弹簧(24)的中心有一凸台(30)，凸台(30)与定位活塞(25)的中心孔配合，。
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