一種氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺，包括底座、工作臺、雙向氣缸、導(dǎo)軌、波形發(fā)生器和鎖緊機(jī)構(gòu)；所述底座的一側(cè)設(shè)有前擋板，另一側(cè)設(shè)有后擋板；所述的前擋板上設(shè)置有波形發(fā)生器，用于采集撞擊信息；所述的導(dǎo)軌沿著工作臺的軸向設(shè)置，設(shè)于前擋板和后擋板之間；所述工作臺安裝于導(dǎo)軌上，能夠沿著導(dǎo)軌做進(jìn)給運(yùn)動，其上安裝測試件；所述雙向氣缸的活塞桿固定在后擋板上，其缸體固定在工作臺上；所述鎖緊機(jī)構(gòu)用于在出發(fā)位置鎖住工作臺。本發(fā)明解決了現(xiàn)有氣壓水平?jīng)_擊臺存在的操作復(fù)雜，穩(wěn)定性差的問題，具有結(jié)構(gòu)簡要、操作簡單、平穩(wěn)性良好等特點(diǎn)。
【專利說明】_種氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水平?jīng)_擊實驗臺，特別是氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺。

【背景技術(shù)】
[0002]工程實踐中，常常會遇到?jīng)_擊問題。一般而言，當(dāng)具有一定速度的物體(沖擊物)碰撞到一靜止的物體時(被沖擊物)，沖擊物的運(yùn)動將受阻而在瞬間停止運(yùn)動，這時的被沖擊物就受到了沖擊作用。在這個過程中，沖擊物得到極大的反向加速度，將對被沖擊物施加很大的慣性力。模擬該過程的實驗叫做沖擊過載試驗。在沖擊過載試驗中，國外一般采用水平?jīng)_擊或者傾斜沖擊方法，國內(nèi)使用得最多的還是垂直沖擊試驗設(shè)備和傾斜的沖擊試驗方法，在很大程度上限制了我國沖擊過載試驗的準(zhǔn)確性。
[0003]目前，從國外進(jìn)口的水平?jīng)_擊試驗機(jī)采用橡皮繩為動力(如MTS公司的水平?jīng)_擊試驗機(jī))產(chǎn)生需要的沖擊初速度，由于橡皮繩產(chǎn)生的拉力有限，故需要較長的加速過程，要求滑道較長，站地面積大，且由于要求滑道精度較高，造價也很貴。傾斜沖擊方法雖然不需要外加動力，試驗設(shè)備簡單，但由于傾斜角度不能太大，靠傾斜產(chǎn)生的重力分量較小，也需要很長的滑道才能產(chǎn)生所需的沖擊初速，占地面積也比較大。對于長度較長的實驗品，試驗時也產(chǎn)生很的困難，甚至無法達(dá)到試驗所需的沖擊速度。
[0004]在我國，有些研宄機(jī)構(gòu)也已經(jīng)有了相關(guān)的研宄和成型產(chǎn)品的生產(chǎn)，如西工大沖擊試驗技術(shù)研宄所研宄生產(chǎn)的SPT-600雙向水平?jīng)_擊臺、SPT-1000水平?jīng)_擊臺、SPT-50水平?jīng)_擊臺、SPT-200水平?jīng)_擊臺和200Kg水平?jīng)_擊臺，采用膨脹氣缸作為動力，使用一個低壓氣缸作為工作臺回位動力，沖擊臺中使用相應(yīng)的剎車裝置，但是增加了設(shè)備的復(fù)雜性，不利于系統(tǒng)的維修，同時進(jìn)一步增加了操作難度，并且設(shè)計的沖擊臺重量比較大，不容易搬運(yùn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡要、操作簡單、平穩(wěn)性良好的氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺。
[0006]本發(fā)明的氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺，包括底座、工作臺、雙向氣缸、導(dǎo)軌、波形發(fā)生器和鎖緊機(jī)構(gòu)；所述底座的一側(cè)設(shè)有前擋板，另一側(cè)設(shè)有后擋板；所述的前擋板上設(shè)置有波形發(fā)生器，用于采集撞擊信息；所述的導(dǎo)軌沿著工作臺的軸向設(shè)置，設(shè)于前擋板和后擋板之間；所述工作臺安裝于導(dǎo)軌上，能夠沿著導(dǎo)軌做進(jìn)給運(yùn)動，其上安裝測試件；所述雙向氣缸的活塞桿固定在后擋板上，其缸體固定在工作臺上；所述鎖緊機(jī)構(gòu)用于在出發(fā)位置鎖住工作臺。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明:所述雙向氣缸的活塞桿通過固連盤固定在后擋板上。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明:所述工作臺的臺面上固定設(shè)置有夾具，用于固定安裝測試件作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明:氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺還包括鎖緊機(jī)構(gòu)，所述的鎖緊機(jī)構(gòu)包括支座、筒體、電磁鐵、吸盤、頂板、連桿、彈簧、鎖舌；所述支座固定安裝于底座上，所述筒體固定于鎖緊支座上；所述的電磁鐵固定安裝于筒體內(nèi)的底部；所述的吸盤位于筒體內(nèi)電磁的上方，與電磁鐵之間留有空隙；所述的頂板上設(shè)有孔；所述的連桿一端與吸盤相連，另一端穿過頂板上的孔之后與鎖舌連接；所述彈簧套在位于頂板與鎖舌之間的連桿上，其直徑大于孔的直徑。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明:所述的鎖舌靠近波形發(fā)生器的一側(cè)為弧面，另一側(cè)為豎直面。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明:所述波形發(fā)生器為圓柱形的橡膠墊。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明:所述波形發(fā)生器對應(yīng)的工作臺的端面上設(shè)置有薄橡膠墊。
[0012]本發(fā)明的氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺解決了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下進(jìn)步:
1、本發(fā)明方案的氣缸為雙向氣缸，沖擊后通過氣缸背壓緩沖，同時氣缸反向充氣控制工作臺回到起始位置，相比復(fù)位氣缸組件，設(shè)備的更為簡單，操作更為簡便。
[0013]2、波形發(fā)生器為配套橡膠墊更加有利于數(shù)據(jù)精確，因為橡膠具硬非線性特性，如果按照設(shè)計計算出來的數(shù)值來用，得到的試驗數(shù)值不夠準(zhǔn)確，正弦波形發(fā)生器在使用時需要加薄橡膠墊適當(dāng)調(diào)節(jié)，或可以適當(dāng)降低沖擊速度，這樣可也得到更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
[0014]3、采用氣缸作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)，只要調(diào)節(jié)充氣壓力，可以得到不同的沖擊初始速度，從而得到不同的沖擊過載值；而改變波形發(fā)生器的剛度，可以得到不同的脈沖寬度值，兩者協(xié)調(diào)配合，可以得到滿足設(shè)計指標(biāo)要求的各種沖擊試驗波形，操作非常方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0016]圖1為本發(fā)明氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺的A-A圖。
[0017]圖2為本發(fā)明氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺的俯視圖圖。
[0018]圖3為本發(fā)明氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺的工作臺的A-A圖。
[0019]圖4為本發(fā)明氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺的工作臺的俯視圖。
[0020]圖中，I一底座；2—工作臺；3—雙向氣缸；4一導(dǎo)軌；5—發(fā)生器；6—鎖緊機(jī)構(gòu)；61—筒體；62 —電磁鐵；63—吸盤；64—頂板；65—連桿；66—彈簧；67—鎖舌；68—支座；7一后擋板；8—后擋板；9一薄橡膠墊；10—夾具。

【具體實施方式】
[0021]參見圖1至圖4，本發(fā)明的氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺，包括底座1、工作臺2、雙向氣缸3、導(dǎo)軌4、波形發(fā)生器5和鎖緊機(jī)構(gòu)6 ;其特征在于:所述底座I的一側(cè)設(shè)有前擋板7，另一側(cè)設(shè)有后擋板8 ;所述的前擋板7上設(shè)置有波形發(fā)生器5，用于采集撞擊信息；所述的導(dǎo)軌4沿著工作臺的軸向設(shè)置，設(shè)于前擋板7和后擋板8之間；所述工作臺2安裝于導(dǎo)軌4上，能夠沿著導(dǎo)軌4做進(jìn)給運(yùn)動，其上安裝測試件；所述雙向氣缸3的活塞桿固定在后擋板8上，其缸體固定在工作臺2上；所述鎖緊機(jī)構(gòu)6用于在出發(fā)位置鎖住工作臺2。
[0022]鎖緊機(jī)構(gòu)6在在氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺中是一個很重要的機(jī)構(gòu)，要使彈射氣缸彈射時有足夠的彈射力，必須先把氣缸鎖緊，再對彈射氣缸3加壓。
[0023]氣缸的型號及參數(shù)的選擇，由沖擊臺預(yù)設(shè)的最大沖擊速度、工作臺重量、沖擊波形發(fā)生器距離決定，優(yōu)先選用QGBM 0100-1000-MF2彈射氣缸。
[0024]還包括鎖緊機(jī)構(gòu)6，所述的鎖緊機(jī)構(gòu)6包括支座68、筒體61、電磁鐵62、吸盤63、頂板64、連桿65、彈簧66、鎖舌67 ;所述支座68固定安裝于底座I上，所述筒體61固定于鎖緊支座68上；所述的電磁鐵62固定安裝于筒體61內(nèi)的底部；所述的吸盤63位于筒體61內(nèi)電磁62的上方，與電磁鐵62之間留有空隙；所述的頂板64上設(shè)有孔；所述的連桿65 —端與吸盤63相連，另一端穿過頂板64上的孔之后與鎖舌67連接；所述彈簧66套在位于頂板64與鎖舌67之間的連桿65上，其直徑大于孔的直徑。電磁鐵通電后產(chǎn)生磁力將吸盤吸附下來，帶動鎖舌向下運(yùn)動，電磁鐵失電后，彈簧將吸盤往上拉，帶動鎖舌向上運(yùn)動。實際使用過程中，電磁鐵可以選用市場上比較普遍且價格便宜的盤式電磁鐵。
[0025]選用彈簧時，彈簧的彈性系數(shù)可以這樣確定:鎖緊機(jī)構(gòu)6在工作過程中是在壓縮氣缸停止工作后才工作的，所以鎖緊機(jī)構(gòu)克服的摩擦力比較小，只是克服吸盤63和鎖舌67自身的重力和彈簧的壓縮力就可以了。根據(jù)測量得吸盤和鎖緊擋塊的總重量為M，由公式G=Mg確定其重量，取壓緊彈簧的剛度為K，允許的位移量為D，則彈簧的彈性系數(shù)為K=G/D。
[0026]電磁鐵型號和規(guī)格的選用方面:可根據(jù)吸盤重量和受到的實際摩察力，查閱行業(yè)內(nèi)的盤式電磁鐵型號和參數(shù)表格進(jìn)行選擇。
[0027]導(dǎo)軌在此次設(shè)計中是一個關(guān)鍵的部件。沖擊臺在工作時的瞬時速度很大，所以要求導(dǎo)軌有很小的摩擦力和高的精度。因此優(yōu)先選用的導(dǎo)軌為高精度的滾動直線導(dǎo)軌，其優(yōu)點(diǎn)是:精度高、摩擦力小、工作平穩(wěn)。
[0028]所述波形發(fā)生器5與前擋板7設(shè)有薄橡膠墊9。因為橡膠具硬非線性特性，所以半正弦波形發(fā)生器在使用時可以加薄橡膠墊9適當(dāng)調(diào)節(jié)，或可以適當(dāng)降低沖擊速度，這樣才能得到正確的數(shù)據(jù)。
[0029]所述前擋塊7和后擋板8的均安裝有梯形緩沖塊。減少沖擊撞擊過程中產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊力對擋板和底座I造成的損害，同時加強(qiáng)了氣缸的固定連接，以便產(chǎn)生更大的加速度。
[0030]所述的鎖舌67靠近波形發(fā)生器5的一側(cè)為弧面，另一側(cè)為豎直面。
[0031]所述波形發(fā)生器5為圓柱形的橡膠墊。
[0032]所述波形發(fā)生器5對應(yīng)的工作臺的端面上設(shè)置有薄橡膠墊9。
[0033]所述雙向氣缸3的活塞桿通過固連盤固定在后擋板8上。
[0034]所述工作臺2的臺面上固定設(shè)置有夾具10，用于固定安裝測試件。
[0035]使用過程中:首先確保氣缸3和工作臺2能在直線滑動導(dǎo)軌4上自由滑動，將試件安裝在工作臺面的夾具10上。電磁鐵14斷電，機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)鎖舌67伸出，鎖緊工作臺2，然后氣缸3充氣，調(diào)節(jié)氣缸中的壓力為設(shè)定值后，鎖緊機(jī)構(gòu)中的盤式電磁鐵62通電，產(chǎn)生吸引力，吸合吸盤63帶動鎖舌67往下移動，釋放沖擊工作臺2，氣缸和工作臺2在氣體壓力的作用下在導(dǎo)軌4上加速運(yùn)動，撞擊前擋板7的波形發(fā)生器5，產(chǎn)生相應(yīng)的沖擊波形，沖擊完成后氣缸3反向充氣，控制工作臺2回到起始位置，鎖緊機(jī)構(gòu)6中的盤式電磁鐵62失電，吸引力消失，鎖舌67伸出鎖緊工作臺2，完成一次沖擊過程。從以上沖擊過程可以看出，調(diào)節(jié)充氣壓力，可以得到不同的沖擊初始速度，從而得到不同的沖擊過載值；而改變波形發(fā)生器的剛度，可以得到不同的脈沖寬度值，兩者協(xié)調(diào)配合，可以得到滿足設(shè)計指標(biāo)要求的各種沖擊試驗波形。
【權(quán)利要求】
1.一種氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺，包括底座(I)、工作臺(2)、雙向氣缸(3)、導(dǎo)軌(4)、波形發(fā)生器(5)和鎖緊機(jī)構(gòu)(6);其特征在于:所述底座(I)的一側(cè)設(shè)有前擋板(7)，另一側(cè)設(shè)有后擋板(8);所述的前擋板(7)上設(shè)置有波形發(fā)生器(5)，用于采集撞擊信息；所述的導(dǎo)軌(4)沿著工作臺的軸向設(shè)置，設(shè)于前擋板(7)和后擋板(8)之間；所述工作臺(2)安裝于導(dǎo)軌(4)上，能夠沿著導(dǎo)軌(4)做進(jìn)給運(yùn)動，其上安裝測試件；所述雙向氣缸(3)的活塞桿固定在后擋板(7)上，其缸體固定在工作臺(2)上；所述鎖緊機(jī)構(gòu)(6)用于在出發(fā)位置鎖住工作臺(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺，其特征在于:所述雙向氣缸(3)的活塞桿通過固連盤固定在后擋板(7)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺，其特征在于:所述工作臺(2)的臺面上固定設(shè)置有夾具(10)，用于固定安裝測試件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺，其特征在于:還包括鎖緊機(jī)構(gòu)(6)，所述的鎖緊機(jī)構(gòu)(6)包括支座(68)、筒體(61)、電磁鐵(62)、吸盤(63)、頂板(64)、連桿(65)、彈簧(66)、鎖舌(67);所述支座(61)固定安裝于底座(I)上，所述筒體(61)固定于鎖緊支座(61)上；所述的電磁鐵(62)固定安裝于筒體(61)內(nèi)的底部；所述的吸盤(63)位于筒體(61)內(nèi)電磁(62)的上方，與電磁鐵(62)之間留有空隙；所述的頂板(64)上設(shè)有孔；所述的連桿(65)—端與吸盤(63)相連，另一端穿過頂板(64)上的孔之后與鎖舌(67)連接；所述彈簧(66)套在位于頂板(64)與鎖舌(67)之間的連桿(65)上，其直徑大于孔的直徑。
5.如權(quán)利要求4所述的彈簧蓄能式水平?jīng)_擊試驗臺，其特征在于:所述的鎖舌(67)靠近波形發(fā)生器(2)的一側(cè)為弧面，另一側(cè)為豎直面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺，其特征在于:所述波形發(fā)生器(7)為圓柱形的橡膠墊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣壓驅(qū)動彈射式水平?jīng)_擊臺，其特征在于:所述波形發(fā)生器(7)對應(yīng)的工作臺的端面上設(shè)置有薄橡膠墊(9)。
【文檔編號】G01M7/08GK104515668SQ201410823179
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】尹輝俊 申請人:廣西科技大學(xué)