一种过载离心振动试验系统的制作方法

本实用新型属于力学环境试验技术领域，具体涉及一种过载离心振动试验系统。

背景技术：

过载振动环境是飞行器起飞、再入过程中必须经受的载荷环境，此时大部分航天仪器设备工作在振动和过载复合作用的环境。目前由于实验设备受限，一般将两种环境分开考核试件可靠性，即单独进行振动试验和离心试验，但这种情况下很难了解其真实的环境情况对试件可靠性的影响，而且通过建立数学物理模型进行力学分析，振动和过载复合环境载荷对试验件的影响不等于振动载荷和过载环境载荷的简单相加所产生的响应。国内目前还没有公开实行的离心振动试验设备、标准和规范。

目前国际上使用较多、技术水平最先进的离心机振动台是电液伺服控制振动系统，主要用于土力学研究与岩土离心模型试验，其工作频率低，现场甩油多，易损且维修不方便。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题为：现有离心机振动台工作频率低，现场甩油多，易损且维修不方便。

本实用新型的技术方案如下所述：

一种过载振动试验系统，包括：离心机、振动台、安装支架、冷却风机、功率放大器、动圈对中系统、远控系统、振动控制仪主机、计算机、加速度传感器、220V供电滑环、光纤滑环、油滑环、380V供电滑环和信号滑环；

所述离心机用于向被试验装置提供过载试验环境；所述振动台为电动振动台，用于向被试验装置提供振动试验环境；所述振动台通过安装支架安装于离心机之上；所述冷却风机安装于离心机之间上，用于通过风管向所述振动台提供冷却风；所述功率放大器固定安装于离心机之上；所述功率放大器能够被远程控制；所述功率放大器能够接收振动控制仪主机输出的控制信号，放大后输出给振动台；所述功率放大器还能够向冷却风机和振动台供电；所述动圈对中系统用于对振动台的动圈进行位置对中调节；所述远控系统的设置位置远离离心机和振动台，用于动圈对中系统进行远程控制；所述振动控制仪主机安装于离心机上，用于接收计算机的设定信号和加速度传感器的反馈信号，经过运算后向功率放大器输出控制信号；所述计算机的设置位置远离离心机和振动台，用于对振动台的振动谱型、频率、幅值、和加速度参数进行设定；所述加速度传感器安装于振动台之上，用于向振动控制仪主机反馈加速度信息，实现闭环控制；所述220V供电滑环、光纤滑环、油滑环、380V供电滑环和信号滑环均安装于转轴之上；所述220V供电滑环用于对振动控制仪主机和220V电源之间的供电电压进行转接；所述光纤滑环用于对振动控制仪主机和计算机之间的传输信号进行转接；所述油滑环用于对两个对中控制电磁阀和油源之间的油路进行转接；所述380V供电滑环用于对功率放大器和380V电源之间的供电电压进行转接；所述信号滑环用于对功率放大器和远控系统之间的传输信号进行转接。

优选的，所述离心机的具有动力装置、转轴和离心机臂；所述转轴能够在动力装置的带动下高速旋转；所述离心机臂为一对，固定设置于所述转轴之上，所述离心机臂设置时，两个离心机臂的轴向平行，且垂直于所述转轴的轴向；所述转轴沿离心机臂的轴向将离心机臂分为两侧，在其中一侧的两个离心机臂之间安装有配重块，另一侧的两个离心机臂之间安装有振动台，转轴位于配重块和振动台之间。

优选的，所述振动台通过安装支架安装于两个所述离心机臂之间；所述振动台的振动方向与所述离心机臂的轴向平行。

优选的，所述冷却风机通过定位环和蒙皮钢板固定安装于离心机臂之间。

优选的，所述动圈对中系统包括：对中控制器、对中控制电磁阀、动圈平衡油气弹簧、动圈蓄能器、动圈位置传感器和油源；所述对中控制器和对中控制电磁阀均安装于转轴之上；所述对中控制器能够接受远控系统输出的控制信号和动圈位置传感器反馈回的位置信号，并向对中控制电磁阀输出控制信号；所述对中控制电磁阀安装于转轴所在的离心机基座上，能够接收对中控制器输出的控制信号，改变阀门的开闭状态；所述对中控制电磁阀有两个，其中一个对中控制电磁阀的两端分别连接至油滑环和动圈平衡油气弹簧油腔的输入端；另一个对中控制电磁阀的两端分别连接至油滑环和动圈平衡油气弹簧油腔的输出端；所述动圈平衡油气弹簧通过螺纹固定安装于动圈后端，动圈平衡油气弹簧的活塞杆与振动台的动圈固定连接，动圈平衡油气弹簧的气腔连接至动圈蓄能器；所述动圈平衡油气弹簧能够通过预充气压和油压在平衡状态的变化，从而改变振动台的动圈的平衡位置；所述动圈蓄能器固定安装于安装支架之上，动圈蓄能器内贮存有一定压力的气体，用于向动圈平衡油气弹簧的气腔提供具有一定压力的气体；所述动圈位置传感器固定安装于安装支架之上，用于将振动台的所述动圈的位置反馈回对中控制器。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的装置频响快、结构简单，解决了目前离心振动台工作频率低、现场甩油多、易损且维修不方便等瓶颈问题。

(2)经大量试验证明，此试验系统能够有效地复现过载振动复合的载荷环境，满足了航天设备地面试验要求。

附图说明

图1为本实用新型的过载振动试验系统的系统结构图；

图2为动圈对中系统的组成示意图；

1-离心机，101-转轴，102-离心机臂，2-振动台，3-安装支架，4-冷却风机，5-功率放大器，6-动圈对中系统，601-对中控制器，602-对中控制电磁阀，603-动圈平衡油气弹簧，604-动圈蓄能器，605-动圈位置传感器，7-远控系统，8-振动控制仪主机，9-计算机，10-加速度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的一种过载振动试验系统进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种过载振动试验系统包括：离心机1、振动台2、安装支架3、冷却风机4、功率放大器5、动圈对中系统6、远控系统7、振动控制仪主机8、计算机9、加速度传感器10、220V供电滑环、光纤滑环、油滑环、380V供电滑环和信号滑环。

所述离心机1用于向被试验装置提供过载试验环境。所述离心机1的具有动力装置、转轴101和离心机臂102。所述转轴101能够在动力装置的带动下高速旋转。所述离心机臂102为一对，固定设置于所述转轴101之上，所述离心机臂102设置时，两个离心机臂102的轴向平行，且垂直于所述转轴101的轴向。一对所述离心机臂102通过卡箍和定位环连接为一个整体。所述转轴101沿离心机臂102的轴向将离心机臂102分为两侧，在其中一侧的两个离心机臂102之间安装有配重块，另一侧的两个离心机臂102之间安装有振动台2，转轴101位于配重块和振动台2之间。

所述振动台2为电动振动台，用于向被试验装置提供振动试验环境。所述振动台2通过安装支架3安装于两个所述离心机臂102之间。所述振动台 2的振动方向与所述离心机臂102的轴向平行。

所述冷却风机4通过定位环和蒙皮钢板固定安装于离心机臂102之间，用于通过风管向所述振动台2提供冷却风。

所述功率放大器5固定安装于转轴101所在的离心机基座之上。所述功率放大器5能够被远程控制。所述功率放大器5能够接收振动控制仪主机9输出的控制信号，放大后输出给振动台2。所述功率放大器5还能够向冷却风机4和振动台2供电。

离心环境下的振动试验过程中无法提前准确地预调振动台2的平衡位置，因此，在离心机转速达到要求值后，必须使用动圈对中系统6对振动台2的动圈进行位置对中调节。所述动圈对中系统6如图2所示，包括对中控制器601、对中控制电磁阀602、动圈平衡油气弹簧603、动圈蓄能器604、动圈位置传感器605和油源。所述对中控制器601和对中控制电磁阀602均安装于转轴101之上。所述对中控制器601能够接受远控系统7输出的控制信号和动圈位置传感器605反馈回的位置信号，并向对中控制电磁阀602输出控制信号。所述对中控制电磁阀602安装于转轴101所在的离心机基座上，能够接收对中控制器601输出的控制信号，改变阀门的开闭状态。所述对中控制电磁阀602有两个，其中一个对中控制电磁阀602的两端分别连接至油滑环和动圈平衡油气弹簧603油腔的输入端；另一个对中控制电磁阀602的两端分别连接至油滑环和动圈平衡油气弹簧603油腔的输出端。所述动圈平衡油气弹簧603通过螺纹固定安装于动圈后端，动圈平衡油气弹簧603的活塞杆与振动台2的动圈固定连接，动圈平衡油气弹簧603的气腔连接至动圈蓄能器604。所述动圈平衡油气弹簧603能够通过预充气压和油压在平衡状态的变化，从而改变振动台2的动圈的平衡位置。所述动圈蓄能器604固定安装于安装支架3之上，动圈蓄能器604内贮存有一定压力的气体，用于向动圈平衡油气弹簧603的气腔提供具有一定压力的气体。所述动圈位置传感 器605固定安装于安装支架3之上，用于将振动台2的所述动圈的位置反馈回对中控制器601。

所述远控系统7的设置位置远离离心机1和振动台2，用于动圈对中系统7进行远程控制。

所述振动控制仪主机8安装于离心机臂102上靠近转轴101的位置处，用于接收计算机9的设定信号和加速度传感器10的反馈信号，经过运算后向功率放大器5输出控制信号。

所述计算机9的设置位置远离离心机1和振动台2，用于对振动台2的振动谱型、频率、幅值、和加速度参数进行设定。

所述加速度传感器10安装于振动台2之上，用于向振动控制仪主机8反馈加速度信息，实现闭环控制。

所述220V供电滑环、光纤滑环、油滑环、380V供电滑环和信号滑环均安装于转轴101之上。所述220V供电滑环用于对振动控制仪主机8和220V电源之间的供电电压进行转接。所述光纤滑环用于对振动控制仪主机8和计算机9之间的传输信号进行转接。所述油滑环用于对两个对中控制电磁阀602和油源之间的油路进行转接。所述380V供电滑环用于对功率放大器5和380V电源之间的供电电压进行转接。所述信号滑环用于对功率放大器5和远控系统7之间的传输信号进行转接。