专利名称：离心机用振动台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种振动台，特别是一种能直接应用于离心环境下的振动台。
背景技术：
我国航空航天事业的快速发展对航天装置的可靠性提出了越来越高的要求。而航 天装置内部各种元器件的寿命直接关系到航天装置的可靠性问题。对这些元器件进行可靠 性加速环境试验具有重要的理论和实际意义。而单一参数的环境试验并不能全面模拟航天 装置元器件的工作环境。为提高环境试验的精度，必须构建多参数复合环境加速试验系统， 并对复合环境试验及各环境因素间的耦合进行研究。线加速度和振动复合是最常用的复合环境试验系统。线加速度通常由离心机实 现，振动通常由振动台实现，通过把振动台安装在离心机机臂上实现两因素的复合。振动台 在离心机上的安装有顺臂安装和垂臂安装两种方式。对于顺臂安装，在离心力的作用下，振 动台的运动部件会横向、轴向偏离平衡位置，影响振动台的正常工作，严重时会造成振动台 动圈卡死而烧毁。因此，普通的振动台不能直接用于离心环境下。
发明内容
为克服现有的振动台在离心环境下运动部件发生偏移而无法直接用于离心环境 下的缺点，本发明提供了一种在离心环境下纠正运动部件的偏移、能直接用于离心环境下 的离心机用振动台。离心机用振动台，包括机架，所述的机架上设有产生振动的振动台动圈和用于承 载待测试工件的测试平台，所述的测试平台的左端通过平台推杆与所述的振动台动圈连 动；
其特征在于所述的测试平台的右端通过纠偏推杆连接一阻止振动台动圈在轴向方向 上过度偏移的纠偏机构；
所述的振动台动圈的铝架上外围设有阻止动圈发生周向扭转或径向位移的支撑机
构；
所述的支撑机构包括与机架固接的、呈中空状的簧片支架，安装于簧片支架上的径向 簧片和轴向簧片，以及连接径向簧片和轴向簧片的、呈T型的簧片连接架；
所述的铝架套接与所述的簧片支架内，所述的簧片支架的内壁与所述的铝架的外壁之 间有间隙；
所述的簧片支架的外表面均勻分布有凸棱，所述的轴向簧片的两端分别架设于相邻的 凸棱上，轴向簧片与所述的凸棱固接；
所述的簧片连接架的竖杆部沿动圈轴向固定于所述的轴向簧片的中部，所述的簧片连 接架的横杆部与所述的径向簧片固接；
所述的径向簧片的另一端与所述的铝架固接； 相邻的凸棱之间左右对称地设有两个支撑机构。
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进一步，所述的簧片支架呈正棱柱形，所述的簧片支架的棱柱面向外延伸形成所 述的凸棱。进一步，所述的铝架的外表面设有与所述的径向簧片连接的第一凸台，所述的第 一凸台呈与所述的簧片支架适配的正棱柱；所述的铝架的左右两边分别设有第一凸台。进一步，所述的纠偏机构包括与所述的纠偏推杆固接的隔板，分别位于所述的隔 板的两边的密闭的高压舱、和与大气连通的低压舱，位于高压舱的、且正对所述的隔板以监 测纠偏推杆的位移量的位移传感器；所述的高压舱和低压舱固定于所述的机架，所述的位 移传感器的输出信号输入至一控制器中；
所述的高压舱上设有通过充气电磁阀与高压气泵连通的入气口，和通过放气电磁阀与 大气连通的出气口，所述的充气电磁阀和放气电磁阀受控于所述的控制器；
所述的高压舱和低压舱固接，高压舱的高压腔与低压舱的低压腔通过所述的隔板相互 作用；所述的隔板与所述的高压舱通过环形密封膜密封连接；
所述的密封膜包括外圈、内圈和连接内、外圈的环形橡胶膜；所述的密封膜的外圈通过 外圈固定环压紧并固定于低压舱上，所述的密封膜的内圈通过内圈固定环压紧并固定于所 述的隔板上。进一步，所述的高压舱的中心设有安装所述的位移传感器的螺纹通孔，所述的通 孔的内壁向隔板方向延伸形成一圈环柱形的第二凸台，所述的位移传感器与所述的第二凸 台密封连接。进一步，所述的位移传感器与所述的第二凸台通过螺纹进行密封连接。进一步，所述的纠偏推杆与所述的隔板一体成型。进一步，所述的测试平台通过一平台支架与所述的机架连接，所述的平台支架包 括固定于所述的测试平台的左右两端的、沿前后方向延伸的支撑簧片，和固定所述的支撑 簧片的自由端的簧片安装架；所述的簧片安装架与所述的机架固接，所述支撑簧片通过簧 片压板的螺栓固定于所述的簧片安装架上。本发明的技术构思是由轴向簧片和径向簧片构成振动台动圈的支撑机构，使振 动台动圈仅可沿轴向往复振动，而径向振动则受到支撑机构的限制，防止动圈沿径向移动 或周向扭转。支撑机构在两个平面分别在四个位置对动圈的偏移、扭转等横向振动进行约束。 在安装时，在保证动圈和气隙磁场同轴的前提下，拉紧各支撑单元的径向簧片，依靠轴向簧 片的扭转变形、径向簧片的杠杆放大作用实现对动圈往复振动的跟随。该支撑机构具有轴 向刚度小、径向刚度大的特点，在完成对振动台动圈的支撑的前提下，减小对运动部件轴向 振动的影响。测试平台通过支撑簧片安装于平台支架上。使用弹性材料来制造平台支架，当推 杆振动时，平台支架发生弹性变形，而支撑簧片又起到杠杆放大作用，从而实现对振动的往 复跟随，并限制测试平台的其余自由度。在测试平台的右端设置纠偏机构，通过在隔板两边设置内压不同的高压舱和低压 舱，以隔板两边的压力差作为纠正振动台偏移的纠偏力，使运动部件回到初始平衡位置，保 证振动台正常工作。纠偏力通过纠偏推杆，经测试平台、平台推杆传递至振动台动圈，以平 衡振动台动圈及纠偏力传递部件自身所受的离心力。通过控制高压舱和低压舱的压力差，即可调整纠偏力的大小。在高压舱上设置凸台，不但可以实现位移传感器和高压舱的密封连接，而且凸台 还可限定振动台动圈的最大偏移量，以保证安全。当位移传感器感应到的纠偏推杆的实际偏移位移量大于预设允许最大位移量时， 控制器使充气电磁阀打开、放气电磁阀关闭，向高压舱中充入高压气，提高纠偏力，直至纠 偏推杆前进至设定允许范围内。当位移传感器感应到的纠偏推杆的实际偏移位移量小于预设允许最小位移量时， 控制器使充气电磁阀打开、放气电磁阀关闭，卸除高压舱中部分气体以减小压差，降低纠偏 力，直至纠偏推杆回退至设定允许范围内。本发明使用的纠偏介质为空气，空气不但成本低廉，而且密度小，自身受离心力的 作用小，控制简单，效果好。本发明的有益效果是在克服运动件所受离心力的同时，不影响振动台的正常运 动。改进后的振动台可顺臂安装于离心机机臂上，构成离心线加速度和振动复合环境试验 系统。
图1为本发明的外形示意图。
图2为本发明的剖视图。
图3为动圈与测试平台的示意图。
图4为径向簧片和轴向簧片连接的示意图。
图5为振动台动圈示意图。
图6为簧片支架的示意图。
图7为簧片支架与铝架连接的剖视图。
图8为测试平台的示意图。
图9为纠偏机构的示意图。
图10为纠偏机构的密封膜的示意图。
具体实施例方式参照附图，进一步说明本发明
离心机用振动台，包括机架1，所述的机架1上设有产生振动的振动台动圈2和用于承 载待测试工件的测试平台3，所述的测试平台3的左端通过平台推杆4与所述的振动台动圈 2连动；
所述的测试平台3的右端通过纠偏推杆5连接一阻止振动台动圈2在轴向方向上过度 偏移的纠偏机构6 ；
所述的振动台动圈的铝架21上外围设有阻止动圈发生周向扭转或径向位移的支撑机 构7。所述的支撑机构7包括与机架1固接的、呈中空状的簧片支架74，安装于簧片支架 74上的径向簧片72和轴向簧片71，以及连接径向簧片72和轴向簧片71的、呈T型的簧片 连接架73 ；所述的铝架21套接与所述的簧片支架74内，所述的簧片支架74的内壁与所述的铝架 21的外壁之间有间隙；
所述的簧片支架74的外表面均勻分布有凸棱741，所述的轴向簧片71的两端分别架设 于相邻的凸棱741上，轴向簧片71与所述的凸棱741固接；
所述的簧片连接架73的竖杆部731沿轴向固定于所述的轴向簧片71的中部，所述的 簧片连接架73的横杆部732与所述的径向簧片72固接； 所述的径向簧片72的另一端与所述的铝架21固接； 相邻的凸棱741之间左右对称地设有两个支撑机构7。所述的振动台动圈包括绕线线圈22、环氧基体23和动圈铝架21。所述的绕线线 圈22位于环氧基体23的绕线槽内，所述的环氧基体23和动圈铝架21粘结。所述的簧片支架74呈正棱柱形，所述的簧片支架74的棱柱面向外延伸形成所述 的凸棱741。所述的铝架21的外表面设有与所述的径向簧片72连接的第一凸台211，所述的第 一凸台211呈与所述的簧片支架74适配的正棱柱；所述的铝架21的左右两边分别设有第 一凸台211。每个第一凸台可上下、前后地安装四个支撑机构7，分别与簧片支架74上的凸 棱741对应。动圈2在八个支撑结构7的支撑下，在簧片支架741的孔内进行振动。所述的纠偏机构6包括与所述的纠偏推杆5固接的隔板61，分别位于所述的隔 板61的两边的密闭的高压舱62、和与大气连通的低压舱63，位于高压舱63的、且正对所述 的隔板61以监测纠偏推杆5的位移量的位移传感器64 ；所述的高压舱62和低压舱63固 定于所述的机架1，所述的位移传感器64的输出信号输入至一控制器中；
所述的高压舱62上设有通过充气电磁阀与高压气泵连通的入气口，和通过放气电磁 阀与大气连通的出气口，所述的充气电磁阀和放气电磁阀受控于所述的控制器；
所述的高压舱62和低压舱63固接，高压舱62的高压腔621与低压舱63的低压腔631 通过所述的隔板61相互作用；所述的隔板61与所述的高压舱62通过环形密封膜65密封 连接。所述的密封膜65包括外圈651、内圈652和连接内、外圈652、651的环形橡胶膜 653 ；所述的密封膜65的外圈651通过外圈固定环661压紧并固定于低压舱63上，所述的 密封膜65的内圈652通过内圈固定环662压紧并固定于所述的隔板61上。所述的高压舱62的中心设有安装所述的位移传感器64的螺纹通孔，所述的通孔 的内壁向隔板方向延伸形成一圈环柱形的第二凸台67，所述的位移传感器与所述的第二凸 台67密封连接。所述的位移传感器64与所述的第二凸台67通过螺纹进行密封连接。所述的纠偏推杆5与所述的隔板61 —体成型。所述的测试平台3通过一平台支架8与所述的机架1连接，所述的平台支架8包 括固定于所述的测试平台3的左右两端的、沿前后方向延伸的支撑簧片81，和固定所述的 支撑簧片81的自由端的簧片安装架82 ；所述的簧片安装架82与所述的机架1固接，所述 支撑簧片81通过簧片压板83的螺栓固定于所述的簧片安装架82上。本发明的技术构思是由轴向簧片71和径向簧片72构成振动台动圈2的支撑机 构，使振动台动圈2仅可沿轴向往复振动，而径向振动则受到支撑机构7的限制，防止动圈
72沿径向移动或周向扭转。支撑机构7在两个平面分别在四个位置对动圈的偏移、扭转等横向振动进行约 束。在安装时，在保证动圈2和气隙磁场同轴的前提下，拉紧各支撑单元的径向簧片72，依 靠轴向簧片71的扭转变形、径向簧片72的杠杆放大作用实现对动圈2往复振动的跟随。该 支撑机构7具有轴向刚度小、径向刚度大的特点，在完成对振动台动圈的支撑的前提下，减 小对运动部件轴向振动的影响。测试平台3通过支撑簧片81安装于平台支架82上。使用弹性材料来制造平台支 架82，当推杆振动时，平台支架82发生弹性变形，而支撑簧片81又起到杠杆放大作用，从而 实现对振动的往复跟随，并限制测试平台3的其余自由度。在测试平台3的右端设置纠偏机构6，通过在隔板61两边设置内压不同的高压舱 62和低压舱63，以隔板61两边的压力差作为纠正振动台偏移的纠偏力，使运动部件回到初 始平衡位置，保证振动台正常工作。纠偏力通过纠偏推杆，经测试平台3、平台推杆4传递至 振动台动圈2，以平衡振动台动圈2及纠偏力传递部件自身所受的离心力。通过控制高压舱 62和低压舱63的压力差，即可调整纠偏力的大小。在高压舱62上设置第二凸台67，不但可以实现位移传感器64和高压舱62的密封 连接，而且第二凸台67还可限定振动台动圈2的最大偏移量，以保证安全。当位移传感器64感应到的纠偏推杆5的实际偏移位移量大于预设允许最大位移 量时，控制器使充气电磁阀打开、放气电磁阀关闭，向高压舱中充入高压气，提高纠偏力，直 至纠偏推杆5前进至设定允许范围内。当位移传感器64感应到的纠偏推杆5的实际偏移位移量小于预设允许最小位移 量时，控制器使充气电磁阀关闭、放气电磁阀打开，卸除高压舱中部分气体以减小压差，降 低纠偏力，直至纠偏推杆5回退至设定允许范围内。本发明使用的纠偏介质为空气，空气不但成本低廉，而且密度小，自身受离心力的 作用小，控制简单，效果好。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护 范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术 人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
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权利要求
离心机用振动台，包括机架，所述的机架上设有产生振动的振动台动圈和用于承载待测试工件的测试平台，所述的测试平台的左端通过平台推杆与所述的振动台动圈连动； 其特征在于所述的测试平台的右端通过纠偏推杆连接一阻止振动台动圈在轴向方向上过度偏移的纠偏机构；所述的振动台动圈的铝架上外围设有阻止动圈发生周向扭转或径向位移的支撑机构；所述的支撑机构包括与机架固接的、呈中空状的簧片支架，安装于簧片支架上的径向簧片和轴向簧片，以及连接径向簧片和轴向簧片的、呈T型的簧片连接架；所述的铝架套接与所述的簧片支架内，所述的簧片支架的内壁与所述的铝架的外壁之间有间隙；所述的簧片支架的外表面均匀分布有凸棱，所述的轴向簧片的两端分别架设于相邻的凸棱上，轴向簧片与所述的凸棱固接；所述的簧片连接架的竖杆部沿动圈轴向固定于所述的轴向簧片的中部，所述的簧片连接架的横杆部与所述的径向簧片固接；所述的径向簧片的另一端与所述的铝架固接；相邻的凸棱之间左右对称地设有两个支撑机构。
2.如权利要求1所述的离心机用振动台，其特征在于所述的簧片支架呈正棱柱形，所 述的簧片支架的棱柱面向外延伸形成所述的凸棱。
3.如权利要求1或2所述的离心机用振动台，其特征在于所述的铝架的外表面设有 与所述的径向簧片连接的第一凸台，所述的第一凸台呈与所述的簧片支架适配的正棱柱； 所述的铝架的左右两边分别设有第一凸台。
4.如权利要求3所述的离心机用振动台，其特征在于所述的纠偏机构包括与所述的 纠偏推杆固接的隔板，分别位于所述的隔板的两边的密闭的高压舱、和与大气连通的低压 舱，位于高压舱的、且正对所述的隔板以监测纠偏推杆的位移量的位移传感器；所述的高压 舱和低压舱固定于所述的机架，所述的位移传感器的输出信号输入至一控制器中；所述的高压舱上设有通过充气电磁阀与高压气泵连通的入气口，和通过放气电磁阀与 大气连通的出气口，所述的充气电磁阀和放气电磁阀受控于所述的控制器；所述的高压舱和低压舱固接，高压舱的高压腔与低压舱的低压腔通过所述的隔板相互 作用；所述的隔板与所述的高压舱通过环形密封膜密封连接；所述的密封膜包括外圈、内圈和连接内、外圈的环形橡胶膜；所述的密封膜的外圈通过 外圈固定环压紧并固定于低压舱上，所述的密封膜的内圈通过内圈固定环压紧并固定于所 述的隔板上。
5.如权利要求4所述的离心机用振动台，其特征在于所述的高压舱的中心设有安装 所述的位移传感器的螺纹通孔，所述的通孔的内壁向隔板方向延伸形成一圈环柱形的第二 凸台，所述的位移传感器与所述的第二凸台密封连接。
6.如权利要求7所述的离心机用振动台，其特征在于所述的位移传感器与所述的第 二凸台通过螺纹进行密封连接；所述的纠偏推杆与所述的隔板一体成型。
7.如权利要求6所述的离心机用振动台，其特征在于所述的测试平台通过一平台支 架与所述的机架连接，所述的平台支架包括固定于所述的测试平台的左右两端的、沿前后方向延伸的支撑簧片，和固定所述的支撑簧片的自由端的簧片安装架；所述的簧片安装架 与所述的机架固接，所述支撑簧片通过簧片压板的螺栓固定于所述的簧片安装架上。
全文摘要
离心机用振动台，包括机架，机架上设有产生振动的振动台动圈和用于承载带测试工件的测试平台，测试平台的左端通过平台推杆与振动台动圈连动；测试平台的右端通过纠偏推杆连接一阻止振动台动圈在轴向方向上过度偏移的纠偏机构；振动台动圈的铝架上设有阻止动圈发生扭转或周向旋转的支撑机构，铝架上均匀分布有凸棱，任意相邻的凸棱之间均设有支撑机构；支撑机构包括沿动圈的轴向安装于凸棱上的轴向簧片，和沿动圈径向安装、以连接轴向簧片和铝架的径向簧片；铝架左右两端均设有径向簧片。本发明具有在离心环境下纠正运动部件的偏移、能直接用于离心机的优点。
文档编号B04B7/00GK101912823SQ20101024217
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月2日 优先权日2010年8月2日
发明者何闻, 沈润杰, 王春宇, 贾叔仕 申请人:浙江大学