CN209927443U - 一种节流器振动响应特性的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种节流器振动响应特性的测试装置。本实用新型包括激光测距仪，电气比例阀，气用电磁阀，X‑Y二维平移台，限位组件，高精度大理石平台，工控机及显示屏。节流器放置于高精度大理石平台上并使用限位组件限位；气用电磁阀断开；调节X‑Y二维平移台，使激光测距仪的激光束落于待测点；电气比例阀输出相应的气源压力，激光测距仪稳定测量2秒后接通气用电磁阀，激光测距仪持续测量5秒后结束测量；依次测量并记录每个待测点的振动响应特性数据。本实用新型测试方法简单，精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及节流器振动测试领域，具体地说是一种节流器振动响应特性的测试装置。
背景技术
现有装置中，凡涉及实现直线或回转运动，通常采用气体静压润滑技术。我国在气体静压润滑方面较多采用整体节流器技术，即在超精密运动副配合偶件的包容件(轴套或导轨架)整体内表面上布设节流孔形成节流器，气体从节流孔流出，在运动副之间形成一层润滑气膜。运动副可通过该润滑气膜实现无摩擦的平移滑动。
当外界激励(例如气源的大小)的频率接近节流器的固有频率时，节流器会产生共振，破坏气膜的承载力及刚度，导致以节流器为关键部件的超精密运动副产生误差，影响定位精度，甚至损坏节流器。因此，得到节流器的固有频率有利于避开共振区，延长节流器使用期限，提高定位精度。然而，节流器的结构较为复杂，无法精确计算其固有频率，目前尚没有专用于节流器固有频率的测试装置。节流器的固有频率可以通过测试节流器振动响应特性进行分析计算，因此需要一种节流器振动响应特性的测试装置。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种节流器振动响应特性的测试装置。
未实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种节流器振动响应特性的测试装置，包括激光测距仪，用于测量节流器某一点的振动响应特性；X-Y二维平移台，用于实现高精度大理石平台相对于激光测距仪在X及Y方向的移动，所述的高精度大理石平台，用于安装限位组件和放置节流器；限位组件，用于限定不同尺寸的节流器的位置，防止节流器在通气后滑动，避免当前测量点的位置偏离激光束；电气比例阀，用于调节输入的气源压力；气用电磁阀，用于控制气源的通断；工控机及显示器，用于控制X-Y二维平移台、气用电磁阀、电气比例阀，记录、分析及显示激光测距仪测得的数据。
进一步说，限位组件使用直角型滚珠限位块，其结构为在直角型钣金槽中安装滚珠，当其限定节流器位置时，滚珠与节流器侧面为点接触，以此减小节流器在法向振动时所受的摩擦力。
一种节流器振动响应特性的测试方法，首先在节流器上表面的待测点贴上反光贴膜，并将其放置于高精度大理石平台上，根据节流器的尺寸调节限位组件，限定节流器的位置；由工控机及上位机程序控制激光测距仪沿X方向移动，高精度大理石平台沿Y方向移动，使激光测距仪的激光束垂直落在反光贴膜的中心点；节流器进气口通过气管快速接头和进气管依次连接气用电磁阀和电气比例阀，并且气用电磁阀为断开状态；电气比例阀接收工控机输出的信号，输出对应的气源压力，气源在气用电磁阀处被阻断，此时节流器为不通气状态；激光测距仪开始测量，2秒钟后，接通气用电磁阀，节流器随气源的流入在法向发生振动响应，激光测距仪持续测量5秒后，测量结束；若节流器上表面所有测量点均测完，则测量结束，若没有全部测完，则由工控机及上位机程序控制激光测距仪沿X方向移动，高精度大理石平台沿Y方向移动，使激光测距仪的激光束垂直落在下一个测量点的反光贴膜上的中心点进行测量，直至所有待测点测量完成；将节流器振动响应特性数据进行记录、分析，并通过显示屏显示。
本实用新型的有益效果：本实用新型可测试不同气源压力下的节流器振动响应特性，并根据测试数据计算分析节流器的固有频率；通过移动激光测距仪或者放置节流器的高精度大理石平台，可以测试同一节流器不同待测点的振动响应特性数据，得到节流器振动响应特性的二维分布特征；另外，在测试节流器振动响应特性时采用直角型滚珠限位块限定节流器的位置，其结构为在直角型钣金槽中安装滚珠，当其限定节流器的位置时，滚珠与节流器侧面为点接触，可减小节流器在振动时所受的摩擦力，使测试结果更精确。本方法精度高，测量效率高。
附图说明
图1是本实用新型的整体装置图；
图2是本实用新型中的节流器限位组件的结构图；
图3是本实用新型中的直角型滚珠限位块的结构图；
图4是本实用新型完成一次测量的工作流程图。
具体实施方式
为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成的目的与功效易于明白了解，以下结合附图对本实用新型做进一步描述。
如图1、图2所示，本实用新型包括1、显示屏，2、工控机，3、工作平台，4、激光测距仪，5、激光束，6、X轴位移导轨，7、进气管，8、高精度大理石平台，9、Y轴线性模组，10、气用电磁阀，11、电气比例阀，12、固定螺杆1，13、方型顶杆1，14、移动螺杆1，15、方型顶杆2，16、反光贴膜，17、小型滑轨1，18、固定螺杆2，19、方型顶杆3，20、直角型滚珠限位块，21、方型顶杆4，22、移动螺杆2，23、小型滑轨2，24、气管快速接头，25、节流器，26、直角型钣金槽，27、滚珠。
如图1所示的激光测距仪(4)不限于特定型号，满足采样频率范围不小于2kHz，量程不小于0～1cm，位移分辨率不大于0.1μm的测量要求即可。
如图1所示的X-Y二维平移台不限于图1中的特定结构，能够实现节流器相对于激光测距仪在X-Y方向的移动即可。
如图2所示，限位组件包括4个直角型滚珠限位块，4根方型顶杆，2根固定螺杆，2根可沿小型滑轨实现X方向移动的移动螺杆。其具体结构和使用方法如下：高精度大理石平台(8)上开有2个平行槽，2个小型滑轨通过螺丝分别固定在2个槽中；2根移动螺杆通过紧定螺丝分别固定在2个小型滑轨上；2根固定螺杆分别安装在两个槽中，且均位于小型滑轨左侧；每个直角型滚珠限位块与1根方型顶杆通过螺纹进行连接；方型顶杆通过紧定螺丝固定在螺杆上，固定位置可根据节流器的宽度进行调节；通过改变移动螺杆在小型滑轨上的位置改变移动螺杆与同一槽中的固定螺杆之间的距离，以此改变2个对应的直角型滚珠限位块之间的距离，限定不同长度的节流器的位置；通过上述结构，根据节流器的尺寸调节方型顶杆在螺杆中的位置以及移动螺杆在小型滑轨上的位置，使4个直角型滚珠限位块正好贴合于节流器的4个角上，以此限定节流器的位置，防止节流器在通气后滑动，调整完成后使用紧定螺丝固定方型顶杆和移动螺杆。
如图1、图2所示，具体实施步骤如下：
步骤1：首先在节流器(25)上表面需要测量的点贴上反光贴膜(16)，并将其放置于高精度大理石平台(8)上。根据节流器的宽度调节方型顶杆1(13)、方型顶杆2(15)、方型顶杆3(19)、方型顶杆4(21)分别在固定螺杆1(12)、移动螺杆1(14)、固定螺杆2(18)、移动螺杆2(22)中的位置；根据节流器的长度调节移动螺杆1(14)、移动螺杆2(22)分别在小型滑轨1(17)、小型滑轨2(23)上的位置；通过上述调节使4个直角形滚珠轴承贴合于节流器的4个角上，限定节流器的位置，并使用紧定螺丝固定方型顶杆和移动螺杆；
步骤2：激光测距仪(4)垂直固定于X轴位移导轨(6)的滑块上，可沿X轴方向移动；由工控机(2)及上位机程序控制激光测距仪(4)沿X方向移动，高精度大理石平台(8)沿Y方向移动，使激光测距仪(4)的激光束(5)垂直落在反光贴膜(16)的中心点；
步骤3：节流器进气口通过气管快速接头(24)和进气管(7)依次连接气用电磁阀(10)和电气比例阀(11)，在不测量时，气用电磁阀(10)为断开状态；工控机(2)输出相应的信号传递给电气比例阀(11)，使电气比例阀(11)输出对应的气源压力，气源在气用电磁阀(10)处被阻断，此时节流器(25)为不通气状态；激光测距仪(4)开始测量，2秒钟后，接通气用电磁阀(10)，节流器(25)随气源的流入在法向发生振动响应，激光测距仪(4)持续测量5秒后，当前测量点的振动响应特性测量结束；
步骤4：由工控机(2)及上位机程序控制激光测距仪(4)沿X方向移动，高精度大理石平台(8)沿Y方向移动，使激光测距仪(4)的激光束(5)垂直落在下一个测量点的反光贴膜上的中心点，进行测量，直至所有待测点测量完成，记录、分析并通过显示屏(1)显示测试数据。
图3所示为本实用新型中的直角型滚珠限位块的结构图，由直角型钣金槽(26)和4颗滚珠组成。当其限定节流器的位置时，滚珠与节流器侧面相切，因此滚珠与节流器侧面接触为点接触，以此减小节流器在法向振动时所受的摩擦力，避免节流器因为通气而滑动，导致激光测距仪的激光束偏离当前测量点。
图4所示是为一次循环的工作流程图，首先将节流器上表面待测点贴好反光贴膜，并将其放置于高精度大理石平台上；其次，使用限位组件将限定节流器在高精度大理石平面上的位置；接着，启动测量装置，调节X-Y二维平移台，使激光测距仪的激光束落于第一个待测点的反光贴膜上；气用电磁阀保持断开状态，电气比例阀接收工控机输出的信号，输出对应的气源压力，气源在气用电磁阀处被阻断，此时节流器为不通气状态；激光测距仪开始测量，2秒钟后，接通气用电磁阀，节流器随气源的流入在法向发生振动响应，激光测距仪持续测量5秒后，当前测量点的振动响应特性测量结束；若节流器上表面所有待测点均测量完成，则结束测量，否则，调节X-Y二维平移台，使激光测距仪的激光束垂直落在下一个测量点的反光贴膜上的中心点进行测量，直至所有待测点测量完成，将节流器振动响应特性测试数据进行记录、分析，并通过显示屏显示。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种节流器振动响应特性的测试装置，其特征在于：包括激光测距仪，用于测量节流器某一点的振动响应特性；X-Y二维平移台，用于实现高精度大理石平台相对于激光测距仪在X及Y方向的移动，所述的高精度大理石平台，用于安装限位组件和放置节流器；限位组件，用于限定不同尺寸的节流器的位置，防止节流器在通气后滑动，避免当前测量点的位置偏离激光束；电气比例阀，用于调节输入的气源压力；气用电磁阀，用于控制气源的通断；工控机及显示器，用于控制X-Y二维平移台、气用电磁阀、电气比例阀，记录、分析及显示激光测距仪测得的数据。
2.根据权利要求1所述的一种节流器振动响应特性的测试装置，其特征在于：所述的限位组件使用直角型滚珠限位块，其结构为在直角型钣金槽中安装滚珠，当其限定节流器位置时，滚珠与节流器侧面为点接触，以此减小节流器在法向振动时所受的摩擦力。
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| CN201921135181.3U CN209927443U (zh) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | 一种节流器振动响应特性的测试装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110274758A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-09-24 | 中国计量大学 | 一种节流器振动响应特性的测试装置及方法 |
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