CN201965010U - 冲击刚度的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冲击刚度的测量装置，包括主工作台面、跌落台面，主工作台面设置于机座上，机座通过隔振器设置于减振底座上；主工作台面上固定设置支座，支座上设置被测元件，被测元件的顶部设置力传感器，被测元件连接位移传感器；主工作台面的上方设置有跌落台面，跌落台面的底部设置波形发生器；波形发生器设置于力传感器的正上方。本实用新型采用力传感器和位移传感器，能够实现高弹的冲击刚度等冲击特性试验研究和冲击参数测试，相比于隔振器的冲击刚度试验中通过测得的加速度计算得到冲击力和变形的方法，本实用新型对冲击刚度的测量更加准确、直观、便捷。

Description

冲击刚度的测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种冲击刚度的测量装置。

背景技术

针对船舶动力装置中常用的隔振器的冲击性能试验，可在落锤式或跌落式冲击试验机上完成，通过测得的落锤冲击加速度计算得到冲击力的时历曲线，通过加速度积分计算得到缓冲元件的压缩变形，再通过落锤高度计算出冲击速度，由此得到缓冲元件在不同冲击速度下的冲击特性曲线和冲击刚度等性能参数。

但是对于高弹性联轴器的轴向、径向冲击刚度等抗冲击性能的试验，目前还没有相应的试验装置和测量方法。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种冲击刚度的测量装置，它可以

为解决上述技术问题，本实用新型冲击刚度的测量装置的技术解决方案为：

包括主工作台面、跌落台面，主工作台面设置于机座上，机座通过隔振器设置于减振底座上；主工作台面上固定设置支座，支座上设置被测元件，被测元件的顶部设置力传感器，被测元件连接位移传感器；主工作台面的上方设置有跌落台面，跌落台面的底部设置波形发生器；波形发生器设置于力传感器的正上方。

所述力传感器为石英压电式传感器。

所述位移传感器通过夹具与被测元件的顶部被冲击端刚性连接。所述位移传感器为激光位移传感器。

所述主工作台面通过导向柱与机座连接；跌落台面与导向柱活动连接；跌落台面连接提升装置；跌落台面设有配重。

本实用新型可以达到的技术效果是：

本实用新型采用力传感器和位移传感器，能够实现高弹的冲击刚度等冲击特性试验研究和冲击参数测试，相比于隔振器的冲击刚度试验中通过测得的加速度计算得到冲击力和变形的方法，本实用新型对冲击刚度的测量更加准确、直观、便捷。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型冲击刚度的测量装置的结构示意图。

图中附图标记说明：

1为跌落台面，        2为提升装置，

3为主工作台面，      4为机座，

5为减振底座，        6为隔振器，

7为支座，            8为位移传感器，

9为被测元件，        10为力传感器，

11为波形发生器，     12为配重，

13为导向柱。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型冲击刚度的测量装置，包括主工作台面3、跌落台面1，主工作台面3设置于机座4上，机座4通过隔振器6设置于减振底座5上；主工作台面3上固定设置支座7，支座7上设置被测元件9，被测元件9的顶部设置力传感器10，被测元件9设置位移传感器8，位移传感器8通过夹具与被测元件9的顶部被冲击端刚性连接；

主工作台面3通过导向柱13与机座4连接；主工作台面3的上方设置有跌落台面1，跌落台面1与导向柱13活动连接；

跌落台面1的底部设置波形发生器11；波形发生器11设置于力传感器10的正上方；

跌落台面1用于对被测元件9产生冲击载荷输入。

跌落台面1连接提升装置2，提升装置2固定设置于机座4上；调节提升装置2，能够使跌落台面1沿导向柱13上下移动，从而调节跌落台面1与主工作台面3之间的距离。跌落台面1设有配重12。

力传感器10采用石英压电式传感器。

位移传感器8采用激光位移传感器，测量被测元件9的冲击变形，位移传感器8发射的激光投射至被测元件9另一端的主工作台面3。

本实用新型是一种基于冲击力直接测量和元件变形直接测量的冲击刚度试验装置，用于高弹性联轴器的轴向、径向冲击刚度等抗冲击性能的试验研究。

本实用新型的力传感器10用于测量被测元件(高弹性联轴器)9受到的冲击力时历过程，实现冲击力的直接测量；即当跌落台面1跌落，波形发生器11与被测元件9发生碰撞时，被测元件9受到的冲击力，该冲击力具有幅值大、范围宽、频率高等特点。

本实用新型将力传感器10设置于被测元件9与波形发生器11的碰撞面之间，即将力传感器10安装在力流的传递路径上，使全部过程力通过力传感器10，实现全部力的直接测量，能够保证测量结果的准确性

由于压电式传感器具有测量范围宽、频响范围宽、线形好、迟滞小、灵敏度与测量范围无关、刚性高、抗过载、不疲劳、工作温度范围宽、使用寿命长等特点，能够满足本实用新型对力传感器的各种需求，因此采用石英压电式传感器对被测元件进行所承受的冲击力测量。

采用压力式传感器时，在测量方法上，力可由传递途径上的全部力或部分力的模式直接测量。全部力的直接测量是全部过程力通过传感器传递，因此要求将传递力的路径断开，在此路径的断开处安装已校准的力传感器，使全部过程力通过传感器，这种测量方法灵敏度高、测量精度高、重复性好、线性号、迟滞小、容易安装；部分力测量模式即分流测力模式，是当需要测量的力非常大或当传感器不能直接安装到力的传递途径中时，将传感器安装在力的分流中，虽然这种方式抗过载能力强、成本低、测量范围更宽，但是传感器的安装方式和力的作用点将对传感器的线形、迟滞、灵敏度有较大影响。对比可知，本实用新型采用压电式传感器，在两种力测量方式中，全部力的直接测量更准确、有效、便捷。

本实用新型测量高弹性联轴器受到冲击力的方法不仅远远准确便捷于该类试验普遍通过冲击加速度推算得到冲击力的方法，而且也优于其它类型力传感器的使用和测量方式。

本实用新型直接通过力传感器测得高弹性联轴器受到的冲击力时历值，通过位移传感器测得冲击载荷下的元件变形时历值，通过此两时历值直接绘制出高弹性联轴器的冲击刚度曲线，以取代误差较大的数学推导方式。

本实用新型的位移传感器8用于测量冲击载荷下被测元件9的变形时历过程，即当跌落台面1跌落，波形发生器11与被测元件9发生碰撞阶段，被测元件9的变形量。

激光位移传感器8的测量原理是：

根据三角测量原理，位移传感器8通过其光斑定位确定激光投射点(主工作台面3)至位移传感器8之间的距离。而被测元件9受到冲击时，其受冲击端(即被测元件9的安装点)会产生冲击力方向的相应位移，而其与主工作台面3的固定端(即激光投射点)不会发生位置改变，因此，位移传感器8所测得的距离变化值即为被测元件9在冲击激励下的变形值。

本实用新型采用激光位移传感器测量冲击变型，能够记录下被测元件在受到冲击载荷时的整个变形过程。在完整性上，远优于现有试验测量中使用的橡皮泥或针管记录元件变形峰值的方法；在精确度和便捷度上，亦远优于通过加速度积分等数学推导方式得出被测元件变形的方法。

本实用新型可直接对高弹性联轴器轴向冲击刚度进行试验测试，对于径向刚度的测试也可以通过相应工装来实现。本实用新型也可应用于隔振器等其它船舶动力装置中弹性元件的冲击试验研究。

本实用新型的测量原理如下：

试验时被测元件9受到的冲击载荷为半正弦波，峰值和脉宽的大小由波形发生器11、跌落台面1的跌落高度而定。在正式试验前，通过调整落锤高度和选择不同的波形发生器11进行调试，直至满足冲击载荷的波形要求，作为正式试验时的跌落高度和波形发生器11选用。

正式试验时，跌落台面1及配重12被提升到跌落高度，然后突然释放使其自由跌落，波形发生器11与被测元件9发生碰撞完成冲击过程，产生冲击载荷。与被测元件9连接的力传感器10测得该碰撞冲击阶段被测元件9受到的冲击力时历过程值，位移传感器8测得该碰撞冲击阶段被测元件9的变形时历过程值。通过此两时历值即可直接绘制出高弹冲击刚度曲线。

Claims (5)

1.一种冲击刚度的测量装置，其特征在于：包括主工作台面(3)、跌落台面(1)，主工作台面(3)设置于机座(4)上，机座(4)通过隔振器(6)设置于减振底座(5)上；主工作台面(3)上固定设置支座(7)，支座(7)上设置被测元件(9)，被测元件(9)的顶部设置力传感器(10)，被测元件(9)连接位移传感器(8)；

主工作台面(3)的上方设置有跌落台面(1)，跌落台面(1)的底部设置波形发生器(11)；波形发生器(11)设置于力传感器(10)的正上方。

2.根据权利要求1所述的冲击刚度的测量装置，其特征在于：所述力传感器(10)为石英压电式传感器。

3.根据权利要求1所述的冲击刚度的测量装置，其特征在于：所述位移传感器(8)通过夹具与被测元件(9)的顶部被冲击端刚性连接。

4.根据权利要求1或3所述的冲击刚度的测量装置，其特征在于：所述位移传感器(8)为激光位移传感器。

5.根据权利要求1所述的冲击刚度的测量装置，其特征在于：所述主工作台面(3)通过导向柱(13)与机座(4)连接；跌落台面(1)与导向柱(13)活动连接；跌落台面(1)连接提升装置(2)；跌落台面(1)设有配重(12)。

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