專利名稱：多軸振動復(fù)合試驗(yàn)工作臺面的平衡結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，具體涉及二軸向和三軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺中工作臺面的平衡結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
振動試驗(yàn)的目的是在試驗(yàn)室內(nèi)人工模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、儲存、使用過程中可能經(jīng)受到的振動載荷及其對試件產(chǎn)生的影響，并考核其適應(yīng)性。常規(guī)的試驗(yàn)方式是使用單軸向振動試驗(yàn)設(shè)備對產(chǎn)品的某一個(gè)方向進(jìn)行激勵。但是在實(shí)際自然環(huán)境中，產(chǎn)品所遭受的振動和沖擊是多方向同時(shí)存在的復(fù)合振動環(huán)境，常規(guī)的單軸向振動試驗(yàn)對這些復(fù)雜環(huán)境條件下的多軸向復(fù)合振動還原性較差，不能反映出產(chǎn)品在實(shí)際環(huán)境中遭受的真實(shí)情況，于是人們開·發(fā)出了二軸向或三軸向同時(shí)激勵的振動復(fù)合試驗(yàn)臺。二軸向或三軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺通常在二維或三維軸向均設(shè)有振動發(fā)生器，而每個(gè)振動發(fā)生器均通過一個(gè)傳振解耦裝置與工作臺面進(jìn)行連接，比如中國專利CN101487765B、CN102478449A等等。這些試驗(yàn)設(shè)備在振動復(fù)合試驗(yàn)中，當(dāng)?shù)谝惠S向振動發(fā)生器發(fā)出振動時(shí)通過該第一軸向的傳振解耦裝置傳遞振動頻率和推力，當(dāng)?shù)诙S向振動發(fā)生器發(fā)出振動時(shí)第一軸向的傳振解耦裝置通過解耦進(jìn)行配合，從而實(shí)現(xiàn)了同軸傳振異軸解耦的目標(biāo)，最終將來自不同軸向的振動通過工作臺面復(fù)合施加到試件上。在振動試驗(yàn)設(shè)備中，工作臺面的作用是用來承載試驗(yàn)物品，但在二軸向或三軸向振動復(fù)合試驗(yàn)設(shè)備中，由于工作臺面在各振動方向上均通過傳振解耦裝置與振動發(fā)生器進(jìn)行連接，因此對于工作臺面來說存在一個(gè)振動平衡問題，具體說就是理論上要求工作臺面的幾何中心與重心至少在同一條重力垂線上，而實(shí)踐中盡管設(shè)計(jì)人員都利用幾何對稱的原理來保證工作臺面的幾何中心與重心在重力垂線方向的一致性，比如采用立方體、圓柱體、圓錐體以及框架結(jié)構(gòu)等等，但是在工作臺面的側(cè)部連接傳振解耦裝置后，重心將會發(fā)生移偏，導(dǎo)致振動平衡問題。據(jù)申請人了解，以往在振動試驗(yàn)過程中由于試驗(yàn)的量級較低(比如試驗(yàn)推力在試驗(yàn)臺最大推力的30%以下，移位在最大移位的30%以下，振動頻率80Hz以下)，技術(shù)人員往往忽視振動平衡問題。但當(dāng)試驗(yàn)的量級較高，特別是振動頻率在80-200Hz時(shí)，振動平衡問題開始突顯。具體表現(xiàn)是試驗(yàn)振動波形失真大，當(dāng)失真度超出允許誤差范圍時(shí)，導(dǎo)致試驗(yàn)中斷或異常停止(比如出現(xiàn)過電流或過電壓保護(hù)系統(tǒng)迫使試驗(yàn)臺停止工作)，最終使振動試驗(yàn)系統(tǒng)無法正常工作。于是，如何解決這一問題是本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的課題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種多軸振動復(fù)合試驗(yàn)工作臺面的平衡結(jié)構(gòu)，其目的是要解決工作臺面因連接傳振解耦裝置而引起的重心與幾何中心發(fā)生偏移的振動平衡問題。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種多軸振動復(fù)合試驗(yàn)工作臺面的平衡結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)用來承載試驗(yàn)物品的工作臺面，該工作臺面在X軸向或/和Y軸向連接有傳振解耦裝置，傳振解耦裝置中的第一滑動部件與工作臺面固定連接，其創(chuàng)新在于針對X軸向或/和Y軸向傳振解耦裝置中的第一滑動部件，在工作臺面的側(cè)部或底部固定設(shè)置有平衡配重塊，平衡配重塊為剛性質(zhì)量體，所述工作臺面、第一滑動部件和平衡配重塊三者形成剛性整體，該剛性整體的重心與工作臺面的幾何中心位于同一條重力垂線上。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下I.上述方案中，所述多軸是指二軸和三軸兩種情況，其中，三軸是指X軸、Y軸和Z軸；二軸有三種情況，第一種是X軸和Y軸，第二種是X軸和Z軸，第三種是Y軸和Z軸。所述X軸、Y軸和Z軸是指三維座標(biāo)中的X軸、Y軸和Z軸方向，參見圖I中的三維座標(biāo)示意。2.上述方案中，所述傳振解耦裝置是指在多軸振動復(fù)合試驗(yàn)臺中用于連接工作臺面與振動發(fā)生器的裝置，該裝置的作用是同軸傳振，異軸解耦。3.上述方案中，所述第一滑動部件是指傳振解耦裝置中與工作臺面固定連接的部件。在傳振解耦裝置中通常存在兩個(gè)相對滑動的部件，其中一個(gè)部件用來與工作臺面固定連接，而另一個(gè)部件用來與振動發(fā)生器。所述振動發(fā)生器可以采用電動振動臺、機(jī)械振動臺、液壓振動臺或機(jī)械振動機(jī)構(gòu)，其中機(jī)械振動機(jī)構(gòu)是指能夠產(chǎn)生機(jī)械振動的機(jī)構(gòu)。 4.上述方案中，與工作平面連接的每個(gè)軸向的傳振解耦裝置和振動發(fā)生器可以由一個(gè)傳振解耦裝置和一臺振動發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)，也可以由兩個(gè)傳振解耦裝置和兩臺振動發(fā)生器并列來實(shí)現(xiàn)，甚至可以由三個(gè)或三個(gè)以上傳振解耦裝置和三臺或三臺以上振動發(fā)生器并列來實(shí)現(xiàn)。具體的選擇可以根據(jù)實(shí)際需要來確定。本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理和效果是在振動試驗(yàn)設(shè)備中，除了單軸向振動試驗(yàn)臺而夕卜，多軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺的工作臺面由于在X軸向或/和Y軸向需要通過傳振解耦裝置與振動發(fā)生器進(jìn)行連接，使工作臺面形成了非對稱性結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致工作臺面的重心發(fā)生偏移。如果這種偏移發(fā)生在X軸方向，不僅影響X軸向的傳振效果，而且影響Y軸向的傳振效果，同理如果偏移發(fā)生在Y軸方向，不僅影響Y軸向的傳振效果，而且影響X軸向的傳振效果。這種振動平衡問題在以往多軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺中普遍存在，但不容易被發(fā)現(xiàn)，因此常常被技術(shù)人員所忽視。隨著振動試驗(yàn)量級的提高，振動平衡問題會呈現(xiàn)突顯的特征，最終使振動試驗(yàn)系統(tǒng)出現(xiàn)中斷或異常停止，無法正常工作。本發(fā)明人經(jīng)過深入研究以及試驗(yàn)論證發(fā)現(xiàn)了這一問題，并針對X軸向或/和Y軸向出現(xiàn)的重心偏移問題，采取了加裝平衡配重塊的措施，調(diào)整工作臺面的重心位置，使工作臺面、第一滑動部件和平衡配重塊三者形成剛性整體的重心與工作臺面的幾何中心位于同一條重力垂線上，從而有效的解決了工作臺面的振動平衡問題。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是1.方法簡單，措施有效，以四兩拔千斤；2.利用平衡配重原理，克服了本領(lǐng)域長期存在的技術(shù)問題，具有非顯而易見性；3.大大提高了 X、Y、Z三個(gè)軸向頻率響應(yīng)一致性，為實(shí)現(xiàn)高量級振動試驗(yàn)提供了振動平衡方面的保障。

附圖I為本實(shí)用新型三軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺立體圖；附圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例工作臺面與三軸向傳振解耦裝置及平衡配重塊的連接關(guān)系不意圖；附圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例工作臺面、三軸向傳振解耦裝置及平衡配重塊裝配后的主視圖；[0016]附圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例工作臺面、三軸向傳振解耦裝置及平衡配重塊裝配后的俯視圖；附圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例工作臺面、三軸向傳振解耦裝置及平衡配重塊裝配后的剖視圖；附圖6為本實(shí)用新型三軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺中傳振解耦裝置及振動發(fā)生器的布局變化圖。以上附圖中1.工作臺面；2. Z軸傳振解耦裝置；3. X軸傳振解耦裝置；4. Y軸傳振解耦裝置；5. Z軸振動發(fā)生器；6. X軸振動發(fā)生器；7. Y軸振動發(fā)生器；8.滑動塊；
9.滑動座；10.平衡配重塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例I :一種三軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺如圖1-5所示,該三軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺具有一個(gè)用來承載試驗(yàn)物品的工作臺面1，該工作臺面I在底部垂直的Z軸方向上經(jīng)一個(gè)Z軸傳振解耦裝置2連接一個(gè)Z軸振動發(fā)生器5，在側(cè)部水平的X軸方向上經(jīng)一個(gè)X軸傳振解耦裝置3連接一個(gè)X軸振動發(fā)生器6，在側(cè)部水平的Y軸方向上經(jīng)一個(gè)Y軸傳振解耦裝置4連接一個(gè)Y軸振動發(fā)生器7。所述X軸振動發(fā)生器6、Y軸振動發(fā)生器7和Z軸振動發(fā)生器5可以采用電動振動臺、機(jī)械振動臺、液壓振動臺或機(jī)械振動機(jī)構(gòu)，其中機(jī)械振動機(jī)構(gòu)是指能夠產(chǎn)生機(jī)械振動的機(jī)構(gòu)。所述Z軸傳振解耦裝置2、Χ軸傳振解耦裝置3和Y軸傳振解耦裝置4的結(jié)構(gòu)均相同，且為平面靜壓式傳振解耦裝置。所述平面靜壓式傳振解耦裝置由滑動塊8和滑動座9兩部分滑動連接構(gòu)成，其中，滑動塊8為第一滑動部件與工作臺面I固定連接。本實(shí)施例三軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺的工作臺面I的外形為一個(gè)立方體，其自身的幾何中心與重心位于同一條重力垂線上。但在X軸向和Y軸向固定連接滑動塊8 (即第一滑動部件)后，重心在X軸向和Y軸向均發(fā)生偏移。為了解決X軸向和Y軸向的重心偏移問題(Ζ軸向不存在振動平衡問題)，針對X軸向和Y軸向的滑動塊8 (第一滑動部件)，在工作臺面I的側(cè)部(也可以是底部)對應(yīng)X軸向和Y軸向的滑動塊8分別設(shè)置一個(gè)X軸向的平衡配重塊10和一個(gè)Y軸向的平衡配重塊10 (見圖2所示)。X軸向的平衡配重塊10用來平衡X軸向的滑動塊8，Y軸向的平衡配重塊10用來平衡Y軸向的滑動塊8。兩個(gè)平衡配重塊10分別固定在工作臺面I的不同側(cè)部(也可以是底部)，使工作臺面I、第一滑動部件和平衡配重塊10三者形成剛性整體。平衡配重塊10為剛性質(zhì)量體，其質(zhì)量能夠使剛性整體的重心與工作臺面I的幾何中心位于同一條重力垂線上。圖6為三軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺中傳振解耦裝置及振動發(fā)生器的布局變化圖。從圖6中可以看出，該三軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺在X軸向由兩臺X軸振動發(fā)生器6并列設(shè)置構(gòu)成，在Y軸向也由兩臺Y軸振動發(fā)生器7并列設(shè)置構(gòu)成。因此，在X軸向存在兩個(gè)X軸傳振解耦裝置3，在Y軸向存在兩個(gè)Y軸傳振解耦裝置4。為了解決X軸向和Y軸向的重心偏移問題，在工作臺面I的側(cè)部(也可以是底部)對應(yīng)X軸向和Y軸向的滑動塊8分別設(shè)置兩個(gè)X軸向的平衡配重塊10和兩個(gè)Y軸向的平衡配重塊10 (見圖6所示)，使剛性整體的重心與工作臺面I的幾何中心位于同一條重力垂線上。在本實(shí)施例中，平衡配重塊10可以由一個(gè)獨(dú)立配重單元構(gòu)成，也可以由多個(gè)獨(dú)立配重單元組成。實(shí)施例2 : —種X軸向和Y軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺本實(shí)施例未給出圖示，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在實(shí)施例I提供的圖示基礎(chǔ)上，想象出X軸向和Y軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)。即將圖I中的Z軸傳振解耦裝置2和Z軸振動發(fā)生器5移除，然后在工作臺面I的底部提供一個(gè)水平滑動支撐即可實(shí)現(xiàn)。這種振動復(fù)合試驗(yàn)臺同樣存在X軸向和Y軸向的重心偏移問題，解決問題的措施與實(shí)施例I相同，這里不再重復(fù)描述。這里需要指出的是當(dāng)振動復(fù)合試驗(yàn)臺同時(shí)出現(xiàn)X軸向和Y軸向的重心偏移問題時(shí)，平衡配重塊10可以對應(yīng)X軸傳振解耦裝置3和Y軸傳振解 耦裝置4中的滑動塊8 (第一滑動部件)設(shè)在工作臺面I靠近第一側(cè)部和第二側(cè)部交叉的區(qū)域位置，而非同軸設(shè)置。但這種方案往往計(jì)算比較復(fù)雜，最終效果仍然是使剛性整體的重心與工作臺面I的幾何中心位于同一條重力垂線上。 實(shí)施例3 一種X軸向和Z軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺本實(shí)施例未給出圖示，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在實(shí)施例I提供的圖示基礎(chǔ)上，想象出X軸向和Z軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)。即將圖I中的Y軸傳振解耦裝置4和Y軸振動發(fā)生器7移除即可實(shí)現(xiàn)。這種振動復(fù)合試驗(yàn)臺僅存在X軸向的重心偏移問題，解決問題的措施僅針對X軸傳振解耦裝置3中的滑動塊8在工作臺面I的X軸向側(cè)部或底部固定設(shè)置平衡配重塊10即可。具體可參見實(shí)施例I中有關(guān)X軸向設(shè)置平衡配重塊10的內(nèi)容，Z軸向不存在振動平衡問題。實(shí)施例4 : 一種Y軸向和Z軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺本實(shí)施例未給出圖示，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在實(shí)施例I提供的圖示基礎(chǔ)上，想象出Y軸向和Z軸向振動復(fù)合試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)。即將圖I中的X軸傳振解耦裝置3和X軸振動發(fā)生器6移除即可實(shí)現(xiàn)。這種振動復(fù)合試驗(yàn)臺僅存在Y軸向的重心偏移問題，解決問題的措施僅針對Y軸傳振解耦裝置4中的滑動塊8在工作臺面I的Y軸向側(cè)部或底部固定設(shè)置平衡配重塊10即可。具體可參見實(shí)施例I中有關(guān)Y軸向設(shè)置平衡配重塊10的內(nèi)容，Z軸向不存在振動平衡問題?？傊?，關(guān)于平衡配重塊的質(zhì)量、數(shù)量和安裝位置可以根據(jù)具體需要來確定，目的是為了使工作臺面的幾何中心與實(shí)際剛性整體的重心位于同一條重力垂線上。如果在X軸向和Y軸向由三個(gè)或三個(gè)以上傳振解耦裝置和三臺或三臺以上振動發(fā)生器并列來實(shí)現(xiàn)，也可以按照本發(fā)明原理來調(diào)整實(shí)際剛性整體的重心位置，實(shí)現(xiàn)振動平衡。上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種多軸振動復(fù)合試驗(yàn)工作臺面的平衡結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)用來承載試驗(yàn)物品的工作臺面(I )，該工作臺面(I)在X軸向或/和Y軸向連接有傳振解耦裝置，傳振解耦裝置中的第一滑動部件與工作臺面(I)固定連接，其特征在于針對X軸向或/和Y軸向傳振解耦裝置中的第一滑動部件，在工作臺面(I)的側(cè)部或底部固定設(shè)置有平衡配重塊(10)，平衡配重塊(10)為剛性質(zhì)量體，所述工作臺面(I)、第一滑動部件和平衡配重塊(10)三者形成剛性整體，該剛性整體的重心與工作臺面(I)的幾何中心位于同一條重力垂線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平衡結(jié)構(gòu)，其特征在于所述傳振解耦裝置包含X軸傳振解耦裝置(3)，該X軸傳振解耦裝置(3)設(shè)在工作臺面(I)側(cè)部的X軸方向上，所述平衡配重塊(10)對應(yīng)X軸傳振解耦裝置(3)中的第一滑動部件設(shè)在工作臺面(I)對稱的另一側(cè)部或底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平衡結(jié)構(gòu)，其特征在于所述傳振解耦裝置包含Y軸傳振解耦裝置(4)，該Y軸傳振解耦裝置(4)設(shè)在工作臺面(I)側(cè)部的Y軸方向上，所述平衡配重塊(10)對應(yīng)Y軸傳振解耦裝置(4)中的第一滑動部件設(shè)在工作臺面(I)對稱的另一側(cè)部或底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平衡結(jié)構(gòu)，其特征在于所述傳振解耦裝置包含X軸傳振解耦裝置(3)和Y軸傳振解耦裝置(4)，X軸傳振解耦裝置(3)設(shè)在工作臺面(I)側(cè)部的X軸方向上，Y軸傳振解耦裝置(4)設(shè)在工作臺面(I)側(cè)部的Y軸方向上，所述平衡配重塊(10)對應(yīng)X軸傳振解耦裝置(3)和Y軸傳振解耦裝置(4)中的第一滑動部件分別設(shè)在工作臺面(I)對稱的另一側(cè)部或底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4之一所述的平衡結(jié)構(gòu)，其特征在于所述平衡配重塊(10)由一個(gè)獨(dú)立配重單元或多個(gè)獨(dú)立配重單元組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平衡結(jié)構(gòu)，其特征在于所述傳振解耦裝置包含X軸傳振解耦裝置(3)和Y軸傳振解耦裝置(4)，X軸傳振解耦裝置(3)設(shè)在工作臺面(I)側(cè)部的X軸方向上，Y軸傳振解耦裝置(4)設(shè)在工作臺面(I)側(cè)部的Y軸方向上，所述平衡配重塊(10)對應(yīng)X軸傳振解耦裝置(3)和Y軸傳振解耦裝置(4)中的第一滑動部件設(shè)在工作臺面(I)靠近第一側(cè)部和第二側(cè)部交叉的區(qū)域位置。
專利摘要一種多軸振動復(fù)合試驗(yàn)工作臺面的平衡結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)用來承載試驗(yàn)物品的工作臺面(1)，該工作臺面(1)在X軸向或/和Y軸向連接有傳振解耦裝置，傳振解耦裝置中的第一滑動部件與工作臺面(1)固定連接，其特征在于針對X軸向或/和Y軸向傳振解耦裝置中的第一滑動部件，在工作臺面(1)的側(cè)部或底部固定設(shè)置有平衡配重塊(10)，平衡配重塊(10)為剛性質(zhì)量體，所述工作臺面(1)、第一滑動部件和平衡配重塊(10)三者形成剛性整體，該剛性整體的重心與工作臺面(1)的幾何中心位于同一條重力垂線上。本方案解決了工作臺面因連接傳振解耦裝置而引起的重心與幾何中心發(fā)生偏移的振動平衡問題。
文檔編號G01M7/06GK202793723SQ20122047296
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者鄭建洲, 武元楨 申請人:蘇州蘇試試驗(yàn)儀器股份有限公司