CN205002938U - 一种可调节式激振顶杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于振动试验技术领域，具体涉及一种可调节式激振顶杆。技术方案：包括依次连接的外套支撑管、传力连杆、绝缘端头、测力传感器和产品端绝缘块；传力连杆可在外套支撑管内伸缩以调节长度；传力连杆为外螺纹连接，通过旋拧备紧螺母能够实现整个激振顶杆高度的精确调节；测力传感器两端的绝缘端头保证了力信号不被弱电流干扰，提高力控激振系统的试验精度。有益效果：解决了在试验状态转换前后需要耗费大量人力和时间来调整激振器距离的问题，使激振器顶杆长度可调，实现快速试验状态转换；同时使用该激振顶杆能有效满足低频大载荷的激振要求。
Description
技术领域
本实用新型属于振动试验技术领域，具体涉及一种可调节式激振顶杆。
背景技术
振动特性试验又称模态试验，是通过特定类型的激励方式，获取产品结构的响应，并分析得到包括模态频率、模态振型、模态质量、阻尼等一系列结构特性参数，为完善结构设计、修正模型提供重要的试验依据。激振器在振动特性试验中处于核心地位，是一种提供激励源的重要设备。激振顶杆作为激振器的连接部件，主要作用为将激励力传递至试验产品，以获取结构的振动响应。激振顶杆设计的好坏直接影响激振力传递效果，从而影响试验效果。
在运载火箭全箭振动特性试验中，通常采用自由-自由边界条件以模拟火箭的飞行状态，其一阶固有频率可达到1Hz甚至更低。为了提高激振器在扫频试验中低频段的激振能力，需要将其固支在地面或铸块上。由于各型号产品的外形、固支铸块尺寸、地轨间距等因素影响以及同一型号产品在不同飞行秒状态下质量不同，使得在产品在调节自由状态垂直后的平衡位置发生变化，造成激振器固支安装时的距离产生偏差。这就给激振器的安装连接到来很大的工作量，尤其是纵向加载，需要人工提升或降低激振器高度来达到激振顶杆与火箭箭体的匹配连接。因此亟需提供一种可调节长度的激振顶杆，以提高人员在激振器安装操作时的效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术需人工提升或降低激振器高度、操作效率低的技术问题，提供了一种可调节式激振顶杆。
实现本实用新型目的的技术方案如下：
一种可调节式激振顶杆，包括依次连接的外套支撑管、传力连杆、绝缘端头、测力传感器和产品端绝缘块；外套支撑管两端分别与激振器和传力连杆连接；在外套支撑管两端分别固定连接有一个螺母；传力连杆的一端与外套支撑管连接，另一端与绝缘端头螺接；传力连杆具有外螺纹，与其连接的螺母的螺纹匹配；传力连杆两端分别安装有一个备紧螺母；绝缘端头位于将测力传感器和传力连杆之间，与测力传感器和传力连杆螺纹连接；测力传感器两端具有内螺纹，两端分别安装有一个转接螺柱，通过转接螺柱与绝缘端头和产品端绝缘块连接。
所述外套支撑管的壁厚2mm。
所述固定连接在外套支撑管一端，并与传力连杆连接的螺母的螺纹不少于20mm。
所述绝缘端头采用的绝缘材料为聚四氟乙烯。
所述绝缘端头的两端分别安装有一个备紧螺母。
所述转接螺柱材质的硬度低于测力传感器材质的硬度。
所述转接螺柱材质为铜。
所述产品端绝缘块采用的材料为聚酰胺。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型采用外套支撑管和传力连杆两段形式，传力连杆可在外套支撑管内伸缩以调节长度；传力连杆为外螺纹连接，通过旋拧备紧螺母实现整个激振系统高度的精确调节；力传感器两端的绝缘端头保证了力信号不被弱电流干扰，提高力控激振系统的试验精度。
此种可伸缩式激振顶杆已成功运用于运载火箭全箭振动特性试验中，解决了在试验状态转换前后需要耗费大量人力和时间来调整激振器距离的问题，使激振器顶杆长度可调，实现快速试验状态转换；同时使用该激振顶杆能满足低频大载荷(低频段可达0.5Hz、激励力可达400N)的激振要求。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的激振顶杆与激振器的安装；
图3为本实用新型的激振顶杆在火箭纵向激振中的使用效果图.
图中：
1-外套支撑管、2-传力连杆、3-绝缘端头、4-测力传感器、5-产品端绝缘块、6-螺母、7-备紧螺母、8-转接螺柱、9-火箭发动机喷管、10-可调节式激振顶杆、11-振器磁体端、12-固支工装、13-固定铸块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的描述。
本实施例提供了一种可调节式激振顶杆，其组成如图1所示，包括外套支撑管1、传力连杆2、绝缘端头3、测力传感器4和产品端绝缘块5。
外套支撑管1两端分别与激振器和传力连杆2连接；在外套支撑管1两端分别焊有一定深度和孔径的螺母6，以保证各部件紧密连接和激振力的有效传递；其中，与激振器端连接的螺母6孔径为固定尺寸的M8内螺纹。外套支撑管1的壁厚2mm，能够有效的传递500N以内的激振力，满足强度设计要求。
传力连杆2的一端与外套支撑管1连接，另一端与绝缘端头3螺接；传力连杆2两端均采用备紧螺母7进行防松处理。传力连杆2可在外套支撑管1内伸缩以调节激振顶杆的整体长度。传力连杆2根据试验件的附加刚度要求，可设计不同直径；传力连杆2加工成外螺纹形式，并与焊接在外套支撑管1一端的螺母6的螺纹匹配。焊接在外套支撑管1一端的螺母6的螺纹不少于20mm，以提高侧向抗剪切强度；传力连杆2使用了备紧螺母7，提高激振的可靠性和稳定性。
绝缘端头3用于将测力传感器4和传力连杆2端隔离，避免弱电流对力信号的干扰；绝缘端头3具有内螺纹，采用的绝缘材料为聚四氟乙烯，满足加工要求和具备信号屏蔽效果；绝缘端头3的两端采用备紧螺母7，避免在激振过程中绝缘端头3松动掉落。
测力传感器4两端具有英制内螺纹，需采用转接螺柱8将英制螺纹转换为公制，提升测力传感器4的使用范围；转接螺柱8使用硬度低于测力传感器4的铜材质，保证了测力传感器4内螺纹不易损坏，提高测力传感器4使用寿命。
产品端绝缘块5用于将测力传感器4和待测产品端隔离，避免弱电流对力信号的干扰；产品端绝缘块5采用的绝缘材料为聚酰胺，一方面能够满足绝缘要求，另一方面要求其质量较轻，避免增加激振顶杆的质量。
本实施例的可伸缩式激振顶杆在某型号运载火箭全箭振动特性试验的纵向激振中得到了应用。该运载火箭纵向激振点选择在两台发动机喷管喉部，以激振获取结构振动特性参数和脉动压力数据。本实施例的可伸缩式激振顶杆与激振器的安装方式如图2所示，图3为该试验中使用效果所示，图中9为火箭发动机喷管，10为可调节式激振顶杆，11为激振器的振器磁体端，12为激振器的固支工装，13为激振器的固定铸块。
本实施例的激振顶杆安装步骤为：
1)将加工好的焊接有M8螺母6的外套支撑管1旋入激振器上M8连接螺杆上，并用备紧螺母7锁紧；
2)将传力连杆2旋入外套支撑管1内，并用备紧螺母7锁紧；
3)将带有匹配螺纹的绝缘端头3与传力连杆2连接，并用备紧螺母7锁紧；
4)将绝缘端头3与箭体上的测力传感器4连接，在实际加载安装时可根据待测产品与激振器位置关系，预留自由调节的距离；
5)试验状态转换时，只需将本实施例的激振顶杆从测力传感器4处断开；状态转换完毕，将传力连杆2调节至合适高度，然后连接测力传感器4，即可立即开展试验。
在本次试验中分别使用随机激励、正弦扫频、步进调谐等激振方式测试，结果表明该使用该激振顶杆的激振系统频段可达0.5～6000Hz、激励力最大可达400N。
本实施例的可调节式激振顶杆主要用于振动特性试验，特别是在大型运载火箭全箭振动特性试验中，实现快速便捷的试验状态转换，提高安装操作效率、缩短试验耗时。本实施例的提供的可调节式激振顶杆也可用于在振动特性试验中提供横向、纵向或其他方向的振动激励，也可在其他试验中提供振动激励。
本实用新型采用外套支撑管1和传力连杆2两段形式，传力连杆2可在外套支撑管1内伸缩以调节长度；传力连杆2为外螺纹连接，通过旋拧备紧螺母7能够实现整个激振顶杆高度的精确调节；测力传感器4两端的绝缘端头3保证了力信号不被弱电流干扰，提高力控激振系统的试验精度。此种可调节式激振顶杆已成功运用于运载火箭全箭振动特性试验中，解决了在试验状态转换前后需要耗费大量人力和时间来调整激振器距离的问题，使激振器顶杆长度可调，实现快速试验状态转换；同时使用该激振顶杆能有效满足低频大载荷(低频段可达0.5Hz、激励力可达400N)的激振要求。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种可调节式激振顶杆，其特征在于：包括依次连接的外套支撑管(1)、传力连杆(2)、绝缘端头(3)、测力传感器(4)和产品端绝缘块(5)；
外套支撑管(1)两端分别与激振器和传力连杆(2)连接；在外套支撑管(1)两端分别固定连接有一个螺母(6)；
传力连杆(2)的一端与外套支撑管(1)连接，另一端与绝缘端头(3)螺接；传力连杆(2)具有外螺纹，与其连接的螺母(6)的螺纹匹配；传力连杆(2)两端分别安装有一个备紧螺母(7)；
绝缘端头(3)位于将测力传感器(4)和传力连杆(2)之间，与测力传感器(4)和传力连杆(2)螺纹连接；
测力传感器(4)两端具有内螺纹，两端分别安装有一个转接螺柱(8)，通过转接螺柱(8)与绝缘端头(3)和产品端绝缘块(5)连接。
2.如权利要求1所述的一种可调节式激振顶杆，其特征在于：所述外套支撑管(1)的壁厚2mm。
3.如权利要求1所述的一种可调节式激振顶杆，其特征在于：所述固定连接在外套支撑管(1)一端并与传力连杆(2)连接的螺母(6)的螺纹不少于20mm。
4.如权利要求1所述的一种可调节式激振顶杆，其特征在于：所述绝缘端头(3)采用的绝缘材料为聚四氟乙烯。
5.如权利要求1所述的一种可调节式激振顶杆，其特征在于：所述绝缘端头(3)的两端分别安装有一个备紧螺母(7)。
6.如权利要求1所述的一种可调节式激振顶杆，其特征在于：所述转接螺柱(8)材质的硬度低于测力传感器(4)材质的硬度。
7.如权利要求1所述的一种可调节式激振顶杆，其特征在于：所述转接螺柱(8)材质为铜。
8.如权利要求1所述的一种可调节式激振顶杆，其特征在于：所述产品端绝缘块(5)采用的材料为聚酰胺。
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| CN201520401663.4U CN205002938U (zh) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 一种可调节式激振顶杆 |
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2015
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