CN201314865Y - 静压球铰支撑装置 - Google Patents

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濮龙锋
李平
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Abstract

一种静压球铰支撑装置，包括静压球头、静压球座以及支承连接杆，静压球头为一球体，静压球座内对应静压球头设有圆缺形凹球面，并设有缺口与圆缺形凹球面贯通，支承连接杆的一端通过缺口与静压球头固定连接，缺口直径大于支承连接杆的直径，支承连接杆的另一端设有转接端面；在圆缺形凹球面的上部设置第一高压油腔，对应缺口处设置密封圈；下部设置第二高压油腔；圆缺形凹球面的中部设置低压油腔；第一高压油腔和第二高压油腔与进油口连通，低压油腔与回油口连通；转接端面作为试件支撑连接端，静压球座底部作为工作台支撑连接端。本方案解决了现有双球面静压支撑装置偏转角度较小，不能满足不同试验需要的问题。

Description

静压球铰支撑装置
技术领域
本实用新型涉及力学环境试验的振动台技术领域，具体涉及一种静压球铰支撑装置。该静压球铰支撑装置能够消除两台或多台电动振动台同时作用于一件物品时的异步振动误差，实现振动解耦。
背景技术
电动振动台是一种振动力学环境模拟试验设备，在国防、航天、航空、通讯、电子、汽车、摩托车、家电等行业中得到广泛的使用。当一个试件的体积较大时就需要采用两台或多台振动台配合对一个试件进行同步振动来测试试件的抗振动性能。
目前市场上，常使用一种双球面静压轴承来连接工作台面和试件，以实现多台振动台或者多自由度振动台的振动解耦，如图1所示，该双球面静压轴承由静压球面1和静压球座4在支撑方向上通过定位连接轴5连接构成，静压球面1相对静压球座4在支撑方向的垂直方向上转动连接。静压球面1或静压球座4上设有高压油腔2和低压油腔3，在支撑方向上静压球面1的凸球面与静压球座4的凹球面通过油膜形成的封油面浮动配合。使用时，将一定压力的液压油通入双球面静压轴承的高压油腔2，经过封油面流向低压油腔3，将静压球面1浮起，既可以承受激振方向作用力，又可以做一定角度偏转，从而自动消除异步误差，保证振动试验设备在中、高频率工况下可靠地工作，实现两台或多台电动振动台同步振动时的振动解耦。
上述双球面静压轴承虽然实现了两台或多台电动振动台同步振动时的振动解耦，但其可偏转的角度范围比较小，偏转角度一般为±6°，当试验要求偏转角度比较大的时候，则无法满足试验需要，甚至使振动系统无法可靠地工作，对振动系统产生破坏，并威胁到试验人员的生命安全。
因此，针对现有技术的缺点，本实用新型提供一种静压球铰支撑装置来解决上述问题。
发明内容
本实用新型提供一种静压球铰支撑装置，其目的主要是解决现有双球面静压支撑装置偏转角度较小，不能满足不同试验需要的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种静压球铰支撑装置，包括静压球头、静压球座以及支承连接杆，所述静压球头为一球体，静压球座内对应静压球头设有圆缺形凹球面，静压球座设有缺口与圆缺形凹球面贯通，静压球头装配在静压球座内的圆缺形凹球面中，支承连接杆的一端通过缺口与静压球头固定连接，缺口直径大于支承连接杆的直径，支承连接杆的另一端设有转接端面；
在所述圆缺形凹球面的上部水平环绕凹球面设置第一高压油腔，缺口处设置密封圈；在所述圆缺形凹球面的下部水平环绕凹球面设置第二高压油腔；在所述圆缺形凹球面的中部水平环绕凹球面设置低压油腔；第一高压油腔和第二高压油腔与进油口连通，低压油腔与回油口连通；在使用状态下，高压油通过进油口分别进入第一高压油腔和第二高压油腔，再经低压油腔至回油口形成回路，其中，高压油在静压球座的圆缺形凹球面与静压球头的球面之间形成压力油膜差动的浮动支撑结构；
所述转接端面作为试件支撑连接端，静压球座底部作为工作台支撑连接端。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述圆缺形凹球面的“上部”、“中部”和“底部”均是在图2～4所示的位置下的“上部”、“中部”和“底部”。
2、上述方案中，所述第一高压油腔与第二高压油腔以静压球头的球心为基准上下对称设置。
3、上述方案中，在所述圆缺形凹球面的底部设置第二低压油腔，第二低压油腔与回油口连通。
4、上述方案中，所述静压球座由第一半球座和第二半球座拼接固连构成。
5、上述方案中，缺口直径大于支承连接杆的直径，指的是支撑连接杆与静压球座上的缺口两端面之间存在一定间隙，从而使得静压球头相对于静压球座可以发生偏转，其偏转角度为±20°，使静压球铰支撑装置在支撑方向的垂直方向上具有振动解耦能力。
6、上述方案中，所述静压球座底部作为支撑工作台支撑连接端，可根据台面型号进行调整，可以适用于不同型号的振动台。
本实用新型工作原理和效果是：将一定压力的液压油通入静压球铰支承装置的高压油腔，经过封油面流向低压油腔，将静压球头浮起，既可以承受激振方向作用力，又可以实现大角度的偏转，偏转角度为±20°。从而在两台(多台)电动振动台同步振动时，通过安装静压球铰支承装置进行振动解耦，自动消除异步误差，保证振动系统安全可靠地工作；或者多自由度振动台工作时在振动台与水平台之间使用该静压球铰支承装置做连接，起到各自由度之间的振动解耦。另外本实用新型属纯液体摩擦，摩擦阻力小，功率损耗少，传动效率高，静压球面所受合力始终对准球心，运行平稳，没有振动。
由于本实用新型静压球铰支承装置既可以承受激振方向作用力，又可以实现比较大角度的偏转，保证系统可靠工作，避免对振动系统产生破坏，保护试验人员生命安全，并且该项装置可以独立于振动系统电动振动台，具有很好的通用性和适应性，使安装调试较方便，维护保养过程更简单。
附图说明
附图1为现有技术双球面静压轴承结构示意图；
附图2为本实用新型实施例结构示意图；
附图3为本实用新型实施例结构截面示意图；
附图4为本实用新型实施例另一截面示意图。
以上附图中：1、静压球面；2、高压油腔；3、低压油腔；4、静压球座；5、定位连接轴；6、转接端面；7、静压球头；8、第一半球座；9、第二半球座；10、第一高压油腔；11、低压油腔；12、支承连接杆；13、静压球座；14、第二高压油腔；15、第二低压油腔；16、缺口。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例：
如图2～4所示，一种静压球铰支撑装置，包括静压球头7、静压球座13以及支承连接杆12，上述静压球头7为一球体，静压球座13内对应静压球头7设有圆缺形凹球面(图中未标出)，静压球座13设有缺口16与圆缺形凹球面贯通，静压球头7装配在静压球座13内的圆缺形凹球面中，支承连接杆12的一端通过缺口16与静压球头7固定连接，缺口16直径大于支承连接杆12的直径，支承连接杆12的另一端设有转接端面6。
在上述圆缺形凹球面的上部水平环绕凹球面设置第一高压油腔10，缺口16处设置密封圈(图中未示出)；在上述圆缺形凹球面的下部水平环绕凹球面设置第二高压油腔14；在上述圆缺形凹球面的中部水平环绕凹球面设置低压油腔11，在上述圆缺形凹球面的底部设置第二低压油腔15；第一高压油腔10和第二高压油腔14与进油口连通，低压油腔11和第二低压油腔15与回油口连通。在使用状态下，高压油通过进油口分别进入第一高压油腔10和第二高压油腔14，再经低压油腔11至回油口形成回路，其中，高压油在静压球座13的圆缺形凹球面与静压球头7的球面之间形成压力油膜差动的浮动支撑结构。
上述转接端面6作为试件支撑连接端，静压球座13底部作为工作台支撑连接端。
其中，第一高压油腔10与第二高压油腔14以静压球头7的球心为基准上下对称设置。静压球座13由第一半球座8和第二半球座9拼接固连构成。
上述缺口16直径大于支承连接杆12的直径，指的是支撑连接杆12与静压球座13上的缺口16两端面之间存在一定间隙，从而使得静压球头7相对于静压球座13可以发生偏转，其偏转角度为±20°，使静压球铰支撑装置在支撑方向的垂直方向上具有振动解耦能力，从而克服了原来双球面静压轴承支承方式所带来的偏转角度较小的缺陷。
工作时，将一定压力的液压油通入静压球铰支承装置的高压油腔，经过封油面流向低压油腔，将静压球头浮起，既可以承受激振方向作用力，又可以实现偏转角度为±20°的大角度偏转，从而在两台(多台)电动振动台同步振动时，通过安装静压球铰支承装置进行振动解耦，自动消除异步误差，保证振动系统安全可靠地工作；或者多自由度振动台工作时在振动台与水平台之间使用该静压球铰支承装置做联接，起到各自由度之间运动解耦。另外本实用新型属纯液体摩擦，摩擦阻力小，功率损耗少，传动效率高，静压球面所受合力始终对准球心，运行平稳，没有振动。并且该项支撑装置可以独立于振动系统电动振动台，具有很好的通用性和适应性，使安装调试较方便，维护保养过程更简单。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1、一种静压球铰支撑装置，其特征在于：包括静压球头(7)、静压球座(13)以及支承连接杆(12)，所述静压球头(7)为一球体，静压球座(13)内对应静压球头(7)设有圆缺形凹球面，静压球座(13)设有缺口(16)与圆缺形凹球面贯通，静压球头(7)装配在静压球座(13)内的圆缺形凹球面中，支承连接杆(12)的一端通过缺口(16)与静压球头(7)固定连接，缺口(16)直径大于支承连接杆(12)的直径，支承连接杆(12)的另一端设有转接端面(6)；
在所述圆缺形凹球面的上部水平环绕凹球面设置第一高压油腔(10)，缺口(16)处设置密封圈；在所述圆缺形凹球面的下部水平环绕凹球面设置第二高压油腔(14)；在所述圆缺形凹球面的中部水平环绕凹球面设置低压油腔(11)；第一高压油腔(10)和第二高压油腔(14)与进油口连通，低压油腔(11)与回油口连通；在使用状态下，高压油通过进油口分别进入第一高压油腔(10)和第二高压油腔(14)，再经低压油腔(11)至回油口形成回路，其中，高压油在静压球座(13)的圆缺形凹球面与静压球头(7)的球面之间形成压力油膜差动的浮动支撑结构；
所述转接端面(6)作为试件支撑连接端，静压球座(13)底部作为工作台支撑连接端。
2、根据权利要求1所述的静压球铰支撑装置，其特征在于：所述第一高压油腔(10)与第二高压油腔(14)以静压球头(7)的球心为基准上下对称设置。
3、根据权利要求1所述的静压球铰支撑装置，其特征在于：在所述圆缺形凹球面的底部设置第二低压油腔(15)，第二低压油腔(15)与回油口连通。
4、根据权利要求1所述的静压球铰支撑装置，其特征在于：所述静压球座(13)由第一半球座(8)和第二半球座(9)拼接固连构成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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