專利名稱：一種大過載與線振動復合測試設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及慣性導航測試技術領域，具體涉及一種大過載與線振動復合測試設備。
背景技術：
目前，很多慣性儀表的環(huán)境試驗中都有對產品進行大過載與線振動復合環(huán)境試驗的要求。因為飛行器、導彈、衛(wèi)星和宇宙飛船等在發(fā)射階段和再入階段都要經受的大過載與線振動的復合環(huán)境作用，因此研究復合環(huán)境對慣性儀表的影響至關重要。但是長期以來，由于沒有大過載與線振動的復合測試設備，對此類問題均采用單項環(huán)境試驗代替，即先對受試產品利用振動臺實現(xiàn)振動實驗，再用離心機實現(xiàn)大過載實驗，但是受試產品在單項振動及線加速度環(huán)境分別實驗與振動與過載復合環(huán)境作用下進行實驗，對受試產品的影響肯定是存在差異的，只有復合環(huán)境才是產品受到的真正環(huán)境條件，因此研制復合環(huán)境的測試設備對評定產品性能非常重要。我國在復合環(huán)境試驗設備研究方面起步較晚，與世界先進水平有較大的差距。目前的已有的方案都是以臂式離心機為主體的復合環(huán)境模擬試驗設備，這種設備的一般做法是在離心機大臂的一端安裝一個吊籃，在吊籃中安裝振動設備，但是這種設備結構復雜，體積龐大，主要應用于土木工程和結構力學研究領域，并不適合慣性儀表測試領域，另外一般采用這種方案的設備需要解決大過載下電磁振動設備如何正常工作問題，否則就會出現(xiàn)大過載下電磁動圈發(fā)生偏斜，甚至燒毀。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種大過載與線振動復合測試設備。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種大過載與線振動復合測試設備，包括離心機、離心工作臺、激振器、振動梁、垂直導向裝置、變方向夾具、平衡塊和儀表，離心工作臺安裝在離心機上，激振器安裝于圓盤離心機的中心部位，激振器可以通過調心裝置調心，離心機的轉速和激振器的振動頻率均可調整，振動梁通過垂直導向裝置與離心工作臺固定連接，變方向夾具分別與振動梁和離心工作臺的左端和連接，振動梁的右端和離心工作臺的右端設有平衡塊，變方向夾具上設有儀表。本發(fā)明還有這樣一些技術特征:所述的變方向夾具內設有傾斜溝槽，傾斜溝槽內安裝有滾動軸承、連接體分別與滾動軸承和振動梁連接。所述的變方向夾具通過燕尾導軌與離心工作臺連接。本發(fā)明滿足大過載與線振動復合環(huán)境的測試要求，設備結構精簡，零部件的標準化率高，制造工藝性好以及調試維護方便；激振器安裝定位在離心機中心軸線上，經過調心減小偏心載荷，激振器外殼隨同離心機一起轉動，從而解決了激振器在大過載下糾偏問題；可在不改變激振器安裝位置的條件下，輸出水平振動或垂直振動。


圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖；圖2為變方向夾具結構示意圖；圖3為變方向夾具的剖面圖；圖4為變方向夾具與離心工作臺的連接部位示意圖。
具體實施例方式下面結合上說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明:如圖1所示，一種大過載與線振動復合測試設備，包括離心機1、離心工作臺2、激振器3、振動梁4、垂直導向裝置5、變方向夾具6、平衡塊7和儀表8，離心工作臺2安裝在離心機I上，激振器3安裝于圓盤離心機I的中心部位，激振器3可以通過調心裝置調心，離心機I的轉速和激振器3的振動頻率均可調整，振動梁4通過垂直導向裝置5與離心工作臺2固定連接，變方向夾具6分別與振動梁4和離心工作臺2的左端和連接，振動梁4的右端和離心工作臺2的右端設有平衡塊7，變方向夾具6上設有儀表8。實施例1:結合圖3，本發(fā)明一種大過載與線振動復合測試裝置，它是由圓盤式離心機和振動梁，變方向夾具等組成的，變向夾具安裝在圓盤式離心機邊緣上，激振器安裝于圓盤離心機的中心部位，激振器可以通過調心裝置調心，圓盤式離心機的轉速和激振器的振動頻率都可以調整。1、受試產品水平振動——大過載復合運動如圖1所示，激振器垂直安裝在離心機中心位置，振源經振動梁上的夾具傳遞給受試產品。該夾具具有變向導槽將振動器的垂直振動改變成為受試產品的水平振動。變方向振動夾具通過導槽中的滾動軸承，在槽中的斜向移動來實現(xiàn)受試產品的水平振動。受試產品與其固定安裝的夾具重量由離心機工作臺承受，振動梁只承受重量很小的夾具變向部件，在滿足振動梁剛度的條件下，振動梁的慣性矩較小，離心機功耗相應也較小。過載加速度由離心機的轉動來實施，可以達到50g以上，從而實現(xiàn)了受試產品的水平振動一大過載復合環(huán)境。2、受試產品垂直振動-大過載復合運動如圖1所示，這種環(huán)境只需一個定位、固定的簡單夾具將受試產品安裝在振動梁上，振動器的垂直振動通過振動梁直接把垂直振動傳遞給受試產品，以實現(xiàn)產品的垂直振動。同樣大過載加速度由離心機轉動實施。本發(fā)明的線振動與過載組合測試方法，步驟如下:將被測慣性儀表安裝在變方向夾具上，被測慣性儀表可以通過安裝夾具的調整角度，實現(xiàn)輸入軸高精度初始對準，慣性儀表的測試信號通過滑環(huán)可以傳到地面監(jiān)控計算機與測試信號多參量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；給圓盤式離心機和激振器通電后，開啟圓盤式離心機和激振器的控制程序，根據(jù)測試需要調整圓盤式離心機的轉速以及激振器的振動頻率，將圓盤式離心機以及激振器的產生輸入信號作為參考信號，和被測慣性儀表的輸出信號進行比較，就可以分析出被測慣性儀表在不同激勵信號下的響應情況，從而據(jù)此可以分析被測慣性儀表的實際性能。
根據(jù)復合環(huán)境的要求，在保證實驗設備性能和精度的條件下，力爭該設備結構精簡，零部件的標準化率高，制造工藝性好以及調試維護方便等，其設計特點主要有:1、設備的總體布局緊湊，不僅減小運動部件的轉動慣量；而且可以滿足較高速度是運轉的平穩(wěn)性、可靠性及安全性。2、將重量較大的激振器置于該實驗設備的中心部位，使其轉動慣量最小，無需增加大重量的配重，從而提高了設備的綜合剛度和運動精度。此外，考慮激振器高度較大，為降低整體高度和運動穩(wěn)定性，將激振器置于夾具之中。為了使激振器能夠調中和夾緊，在夾具四角設計四個V型夾頭，并通過具有防振作用的螺栓來調中及夾緊。為隔絕激振器的振動傳遞至離心機，在激振器原有的具有減振作用的框架底部附加隔振橡膠墊，做到雙層隔振。3、設備可以實現(xiàn)兩種振動形式，即垂直振動和水平振動。以往采用的改變激振器方位的方法，實施振動方向的改變，這種方法是不合理的，因為激振器尺寸較大，重量較重，改變安裝位置不僅夾具的結構復雜，而且變向精度也難以保證。為此我們設計了一個“振動變向器”，在不改變激振器安裝位置的條件下，輸出水平振動或垂直振動。為提高“振動變向器”的效率，其中的支承環(huán)節(jié)采用滾動軸承，特別是選用滾針軸承，可進一步提高變向精度和減少變向器尺寸。4、離心機轉動軸系采用角接觸球軸承，上支承為雙軸承固定端，并通過預緊提高軸系的回轉精度，下支承為深溝徑向軸承的自由端，以容納主軸軸向變形。5、離心機工作臺采用盤形結構，其優(yōu)點是靜止空間形狀和體積與轉動占據(jù)的空間形狀和體積相差無幾，不僅風阻小而穩(wěn)定；而且結構剛度要比臂式結構大。6、盤式工作臺除去掉振動梁占有空間之外，尚留有兩塊月牙形空間，可以用作其他元件的離心實驗。此外，盤式離心機工作臺可以承受部分實驗產品的重量減輕振動梁的振動負荷。7、用振動梁實現(xiàn)大過載與振動復合環(huán)境，以減小復合運動的驅動功率。此外，振動梁兩側面罩有水滴狀薄板，以避免空氣渦流及減小空氣阻力。8、激振器選用標準產品，不僅質量穩(wěn)定，體積較??；而且縮短了研制周期和降低了成本。9、考慮激振器在工作中發(fā)熱，在其夾具上裝有抽風機以降低溫度，保證激振器工作正常。10、平衡裝置由定量塊和微調機構組成，以提高配重精確度。主要性能指標:負載重量:25Kg ;最大過載:50g ;線振動頻率:0 100Hz。
權利要求
1.一種新的大過載與線振動復合測試設備，包括離心機(I)、離心工作臺(2)、激振器(3)、振動梁(4)、垂直導向裝置(5)、變方向夾具￠)、平衡塊(7)和儀表(8)，其特征在于:離心工作臺(2)安裝在離心機(I)上，激振器(3)安裝于圓盤離心機(I)的中心部位，激振器⑶可以通過調心裝置調心，離心機⑴的轉速和激振器(3)的振動頻率均可調整，振動梁(4)通過垂直導向裝置(5)與離心工作臺(2)固定連接，變方向夾具(6)分別與振動梁(4)和離心工作臺(2)的左端和連接，振動梁(4)的右端和離心工作臺(2)的右端設有平衡塊(7)，變方向夾具(6)上設有儀表(8)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種新的大過載與線振動復合測試設備，其特征在于:所述的變方向夾具(6)內設有傾斜溝槽，傾斜溝槽內安裝有滾動軸承(10)、連接體(9)分別與滾動軸承(10)和振動梁(4)連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種新的大過載與線振動復合測試設備，其特征在于:所述的變方向夾具(6 )通過燕尾導軌與離心工作臺(2)連接。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種大過載與線振動復合測試設備，包括離心機、離心工作臺、激振器、振動梁、垂直導向裝置、變方向夾具、平衡塊和儀表，離心工作臺安裝在離心機上，激振器安裝于圓盤離心機的中心部位，振動梁通過垂直導向裝置與離心工作臺固定連接，變方向夾具分別與振動梁和離心工作臺的左端和連接，變方向夾具上設有儀表。本發(fā)明滿足大過載與線振動復合環(huán)境的測試要求，設備結構精簡，零部件的標準化率高，制造工藝性好以及調試維護方便；激振器安裝定位在離心機中心軸線上，經過調心減小偏心載荷，激振器外殼隨同離心機一起轉動，從而解決了激振器在大過載下糾偏問題；可在不改變激振器安裝位置的條件下，輸出水平振動或垂直振動。
文檔編號G01C25/00GK103148869SQ20131006313
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權日2013年2月7日
發(fā)明者于志偉, 劉雨, 曾鳴, 蘇寶庫 申請人:哈爾濱工業(yè)大學