CN217716905U - 静力与振动复合试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种静力与振动复合试验台，包括垂向运动的振动施加装置、与所述振动施加装置连接的附加台面，所述附加台面上设置有静力加载装置，所述静力加载装置包括伺服电机、受所述伺服电机驱动而转动的丝杠、旋拧在所述丝杠上的丝杠螺帽和用于固定丝杠螺帽的螺帽支座，所述丝杠在丝杠螺帽内旋转并在所述丝杠的轴向上产生位移实现对试件的静力加载；通过所述丝杠机构解决了静力施加时振动解耦难题，避免了所述振动施加装置承受偏心力矩，采用所述力传感器和伺服电机增强了对静力的控制精度，实现了静力和振动的复合试验，提高了试验台的运行可靠性和使用寿命。

Description

静力与振动复合试验台

技术领域

本实用新型涉及振动试验技术领域，具体涉及一种静力与振动复合试验台。

背景技术

静力试验和振动试验为环境力学试验的两个典型试验，广泛的用于汽车零部件、航空航天产品等力学模拟验证和可靠性验证。静力试验用于检验产品在静载荷作用下的强度、刚度以及应力、变形分布情况，振动试验用于模拟产品在运输、安装及使用环境下所遭遇到的各种振动环境影响，来评定产品在预期的运输及使用环境中的抵抗能力。通常，有相当一部分试件是处于复杂的环境下、需要同时进行静力和振动的复合试验，更加真实地模拟产品的实际力学环境。

传统的静力和振动的复合试验多采用绳类件来实现静力预载和耦合，但这样的方式精度低，难以控制，且绳类件易发生形变、断裂继而影响后续的复合试验结果。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种静力与振动复合试验台，以解决上述问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种静力与振动复合试验台，用于对试件同时进行静力试验和振动试验，包括垂向运动的振动施加装置、与所述振动施加装置连接的附加台面，所述附加台面上设置有静力加载装置，所述静力加载装置包括伺服电机、受所述伺服电机驱动而转动的丝杠、旋拧在所述丝杠上的丝杠螺帽和用于固定丝杠螺帽的螺帽支座，所述丝杠在丝杠螺帽内旋转并在所述丝杠的轴向上产生位移实现对试件的静力加载。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述丝杠的远离伺服电机的端部设置有转接器，所述转接器将丝杠产生的静力传递给试件。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，在所述转接器上设置有力传感器，所述力传感器用于检测丝杠对试件所施加的静力并向外反馈。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述丝杠和伺服电机之间设置有柔性传递轴。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述柔性传递轴采用橡胶制成。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述柔性传递轴内部轴向设置有钢丝。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述柔性传递轴与丝杠之间设置有第一联轴器，所述柔性传递轴与伺服电机的输出轴之间设置有第二联轴器。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述柔性传递轴的两端设置有连接板，所述连接板包括连接第一联轴器的第一连接板、连接第二联轴器的第二连接板。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，在所述柔性传递轴与连接板之间设置有十字形加强件，所述连接板内设置有与十字形加强件相配合的十字凹槽，所述十字形加强件嵌入十字凹槽。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述静力与振动复合试验台还包括用于安装伺服电机的电机支座，所述螺帽支座固定在附加台面上，所述电机支座固定在地基或工作台上。

本实用新型所具有的有益效果为：

通过所述丝杠机构解决了静力施加时振动解耦难题，避免了所述振动施加装置承受偏心力矩，采用所述力传感器和伺服电机增强了对静力的控制精度，实现了静力和振动的复合试验，提高了试验台的运行可靠性和使用寿命。

附图说明

图1是静力与振动复合试验台的结构示意图；

图2是静力施加装置的结构示意图；

图3是柔性传递轴、连接板组装在一起的示意图；

图4是柔性传递轴的结构示意图；

图5是连接板的结构示意图。

其中：1-试件，2-激振器，3-激振器支座，4-附加台面，5-伺服电机，6-丝杠，7-丝杠螺帽，8-螺帽支座，9-转接器，10-力传感器，11-柔性传递轴，1101-圆柱状主体，1102-十字加强件，1201-第一联轴器，1202-第二联轴器，1301-第一连接板，1302-第二连接板，1303-十字凹槽，14-电机支座，15-工作台。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

如果本实用新型在表述的时候涉及方位(例如，上、下、左、右、前、后、外、内等)，则需要对涉及到的方位进行定义，例如“为清楚地表达本实用新型内所描述的位置与方向，以器械操作者作为参照，靠近操作者的一端为近端，远离操作者的一端为远端。”或者以纸面作为参照等进行定义。当然，如果在后续描述时，是通过相互参照来定义两者之间的位置关系的，则可不在此定义。

如图1、图2所示，一种静力与振动复合试验台，用于对试件1同时进行静力试验和振动试验。所述静力与振动复合试验台包括垂向运动的振动施加装置、与所述振动施加装置连接的附加台面4，所述振动施加装置包括激振器2和用于安装激振器2的激振器支座3，所述激振器2的动圈连接附加台面4，所述附加台面4上设置有静力加载装置，所述静力加载装置包括伺服电机5、受所述伺服电机5驱动而转动的丝杠6、旋拧在所述丝杠6上的丝杠螺帽7和用于固定丝杠螺帽7的螺帽支座8，所述丝杠6在丝杠螺帽7内旋转并在所述丝杠6的轴向上产生一定的位移实现对试件1的静力加载，所述丝杠6和丝杠螺帽7组成丝杠机构，所述螺帽支座8在丝杠6的运动方向上固定不动。

所述丝杠6的一端受伺服电机5的驱动、另一端设置有转接器9，所述转接器9将丝杠6产生的静力传递给试件1，所述转接器9固定，所述丝杠6可以在转接器9的中心孔内旋转，使得试件1所受到的力由较小面积的力变为较大面积的均匀的力。

在所述转接器9上、丝杠6的运动方向上设置有力传感器10，所述力传感器10的另一端与待测试件1连接，所述力传感器10用于检测丝杠6对试件1所施加的静力并反馈给外部控制器。

所述螺帽支座8固定在附加台面4上，所述伺服电机5安装在电机支座14上，所述电机支座14和激振器支座3一起固定在地基或工作台15上。

所述伺服电机5驱动丝杠6转动，所述丝杠6对试件1施加力F1，由于所述丝杠螺帽7固定在螺帽支座8上无法发生移动，所述丝杠6在丝杠6螺母内转动，所述丝杠螺帽7对螺帽支座8产生一个力F2，所述F1与F2大小相等、方向相反，F1与F2相互抵消，二者均施加在所述附加台面4上，不会对所述激振器2产生偏向力矩。

所述丝杠6的转动通过转接器9转化为水平静力，所述丝杠6通过力传感器10对待测试件1施加静力，所述力传感器10检测到静力的大小，所述力传感器10将力的大小转化为电信号传输给外部控制器，所述外部控制器进而控制伺服电机5的扭矩，这样实现了静力的闭环高精度可控。

为了配合所述激振器2的垂向运动，所述丝杠6和伺服电机5之间设置有柔性传递轴11，所述伺服电机5的旋转通过柔性传递轴11施加在丝杠机构上。

所述柔性传递轴11可以传递转动和扭矩，且允许所述柔性传递轴11的两端出现错位，这样可对所述激振器2的垂向振动进行解耦。所述柔性传递轴11采用高强度橡胶制成，具有较高的抗裂性和耐磨性，所述柔性传递轴11内部轴向设置有若干钢丝，用于加强柔性传递轴11的强度，同时又兼备一定的柔性。所述柔性传递轴11与丝杠6之间设置有第一联轴器1201，所述柔性传递轴11与伺服电机5的输出轴之间设置有第二联轴器1202。

如图3～图5所示，所述柔性传递轴11的两端设置有用于连接丝杠6和伺服电机5的连接板，所述连接板包括连接第一联轴器1201的第一连接板1301、连接第二联轴器1202的第二连接板1302，实现了伺服电机5和丝杠6的连接并传递了扭矩。

所述柔性传递轴11包括圆柱状主体1101、自所述圆柱状主体1101的两端沿轴向延伸的十字加强件1102，所述连接板内设置有与十字加强件1102相配合的十字凹槽1303，所述十字加强件1102嵌入十字凹槽1303，极大的增加了所述柔性传递轴11和连接板之间的粘结强度。

本实用新型通过所述丝杠机构解决了静力施加时振动解耦难题，避免了所述振动施加装置承受偏心力矩，采用所述力传感器10和伺服电机5增强了对静力的控制精度，实现了静力和振动的复合试验，提高了试验台的运行可靠性和使用寿命。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非是用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种静力与振动复合试验台，用于对试件(1)同时进行静力试验和振动试验，包括垂向运动的振动施加装置、与所述振动施加装置连接的附加台面(4)，其特征在于：

所述附加台面(4)上设置有静力加载装置，所述静力加载装置包括伺服电机(5)、受所述伺服电机(5)驱动而转动的丝杠(6)、旋拧在所述丝杠(6)上的丝杠螺帽(7)和用于固定丝杠螺帽(7)的螺帽支座(8)，所述丝杠(6)在丝杠螺帽(7)内旋转并在所述丝杠(6)的轴向上产生位移实现对试件(1)的静力加载。

2.根据权利要求1所述的静力与振动复合试验台，其特征在于：

所述丝杠(6)的远离伺服电机(5)的端部设置有转接器(9)，所述转接器(9)将丝杠(6)产生的静力传递给试件(1)。

3.根据权利要求2所述的静力与振动复合试验台，其特征在于：

在所述转接器(9)上设置有力传感器(10)，所述力传感器(10)用于检测丝杠(6)对试件(1)所施加的静力并向外反馈。

4.根据权利要求1所述的静力与振动复合试验台，其特征在于：

所述丝杠(6)和伺服电机(5)之间设置有柔性传递轴(11)。

5.根据权利要求4所述的静力与振动复合试验台，其特征在于：

所述柔性传递轴(11)采用橡胶制成。

6.根据权利要求4所述的静力与振动复合试验台，其特征在于：

所述柔性传递轴(11)内部轴向设置有钢丝。

7.根据权利要求4所述的静力与振动复合试验台，其特征在于：

所述柔性传递轴(11)与丝杠(6)之间设置有第一联轴器(1201)，所述柔性传递轴(11)与伺服电机(5)的输出轴之间设置有第二联轴器(1202)。

8.根据权利要求7所述的静力与振动复合试验台，其特征在于：

所述柔性传递轴(11)的两端设置有连接板，所述连接板包括连接第一联轴器(1201)的第一连接板(1301)、连接第二联轴器(1202)的第二连接板(1302)。

9.根据权利要求8所述的静力与振动复合试验台，其特征在于：

在所述柔性传递轴(11)与连接板之间设置有十字形加强件(1102)，所述连接板内设置有与十字形加强件(1102)相配合的十字凹槽(1303)，所述十字形加强件(1102)嵌入十字凹槽(1303)。

10.根据权利要求4所述的静力与振动复合试验台，其特征在于：

还包括用于安装伺服电机(5)的电机支座(14)，所述螺帽支座(8)固定在附加台面(4)上，所述电机支座(14)固定在地基或工作台(15)上。

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