一种气压驱动弹射式水平冲击台的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种气压驱动弹射式水平冲击台，包括底座、工作台、双向气缸、导轨、波形发生器和锁紧机构；所述底座的一侧设有前挡板，另一侧设有后挡板；所述的前挡板上设置有波形发生器，用于采集撞击信息；所述的导轨沿着工作台的轴向设置，设于前挡板和后挡板之间；所述工作台安装于导轨上，能够沿着导轨做进给运动，其上安装测试件；所述双向气缸的活塞杆固定在后挡板上，其缸体固定在工作台上；所述锁紧机构用于在出发位置锁住工作台。本发明解决了现有气压水平冲击台存在的操作复杂，稳定性差的问题，具有结构简要、操作简单、平稳性良好等特点。
【专利说明】_种气压驱动弹射式水平冲击台
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水平冲击实验台，特别是气压驱动弹射式水平冲击台。
【背景技术】
[0002]工程实践中，常常会遇到冲击问题。一般而言，当具有一定速度的物体(冲击物)碰撞到一静止的物体时(被冲击物)，冲击物的运动将受阻而在瞬间停止运动，这时的被冲击物就受到了冲击作用。在这个过程中，冲击物得到极大的反向加速度，将对被冲击物施加很大的惯性力。模拟该过程的实验叫做冲击过载试验。在冲击过载试验中，国外一般采用水平冲击或者倾斜冲击方法，国内使用得最多的还是垂直冲击试验设备和倾斜的冲击试验方法，在很大程度上限制了我国冲击过载试验的准确性。
[0003]目前，从国外进口的水平冲击试验机采用橡皮绳为动力(如MTS公司的水平冲击试验机)产生需要的冲击初速度，由于橡皮绳产生的拉力有限，故需要较长的加速过程，要求滑道较长，站地面积大，且由于要求滑道精度较高，造价也很贵。倾斜冲击方法虽然不需要外加动力，试验设备简单，但由于倾斜角度不能太大，靠倾斜产生的重力分量较小，也需要很长的滑道才能产生所需的冲击初速，占地面积也比较大。对于长度较长的实验品，试验时也产生很的困难，甚至无法达到试验所需的冲击速度。
[0004]在我国，有些研宄机构也已经有了相关的研宄和成型产品的生产，如西工大冲击试验技术研宄所研宄生产的SPT-600双向水平冲击台、SPT-1000水平冲击台、SPT-50水平冲击台、SPT-200水平冲击台和200Kg水平冲击台，采用膨胀气缸作为动力，使用一个低压气缸作为工作台回位动力，冲击台中使用相应的刹车装置，但是增加了设备的复杂性，不利于系统的维修，同时进一步增加了操作难度，并且设计的冲击台重量比较大，不容易搬运。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是解决上述问题，提供一种结构简要、操作简单、平稳性良好的气压驱动弹射式水平冲击台。
[0006]本发明的气压驱动弹射式水平冲击台，包括底座、工作台、双向气缸、导轨、波形发生器和锁紧机构；所述底座的一侧设有前挡板，另一侧设有后挡板；所述的前挡板上设置有波形发生器，用于采集撞击信息；所述的导轨沿着工作台的轴向设置，设于前挡板和后挡板之间；所述工作台安装于导轨上，能够沿着导轨做进给运动，其上安装测试件；所述双向气缸的活塞杆固定在后挡板上，其缸体固定在工作台上；所述锁紧机构用于在出发位置锁住工作台。
[0007]作为本发明的进一步说明:所述双向气缸的活塞杆通过固连盘固定在后挡板上。
[0008]作为本发明的进一步说明:所述工作台的台面上固定设置有夹具，用于固定安装测试件作为本发明的进一步说明:气压驱动弹射式水平冲击台还包括锁紧机构，所述的锁紧机构包括支座、筒体、电磁铁、吸盘、顶板、连杆、弹簧、锁舌；所述支座固定安装于底座上，所述筒体固定于锁紧支座上；所述的电磁铁固定安装于筒体内的底部；所述的吸盘位于筒体内电磁的上方，与电磁铁之间留有空隙；所述的顶板上设有孔；所述的连杆一端与吸盘相连，另一端穿过顶板上的孔之后与锁舌连接；所述弹簧套在位于顶板与锁舌之间的连杆上，其直径大于孔的直径。
[0009]作为本发明的进一步说明:所述的锁舌靠近波形发生器的一侧为弧面，另一侧为竖直面。
[0010]作为本发明的进一步说明:所述波形发生器为圆柱形的橡胶垫。
[0011]作为本发明的进一步说明:所述波形发生器对应的工作台的端面上设置有薄橡胶垫。
[0012]本发明的气压驱动弹射式水平冲击台解决了现有技术的缺点和不足，与现有技术相比具有以下进步:
1、本发明方案的气缸为双向气缸，冲击后通过气缸背压缓冲，同时气缸反向充气控制工作台回到起始位置，相比复位气缸组件，设备的更为简单，操作更为简便。
[0013]2、波形发生器为配套橡胶垫更加有利于数据精确，因为橡胶具硬非线性特性，如果按照设计计算出来的数值来用，得到的试验数值不够准确，正弦波形发生器在使用时需要加薄橡胶垫适当调节，或可以适当降低冲击速度，这样可也得到更加准确的数据。
[0014]3、采用气缸作为驱动机构，只要调节充气压力，可以得到不同的冲击初始速度，从而得到不同的冲击过载值；而改变波形发生器的刚度，可以得到不同的脉冲宽度值，两者协调配合，可以得到满足设计指标要求的各种冲击试验波形，操作非常方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0016]图1为本发明气压驱动弹射式水平冲击台的A-A图。
[0017]图2为本发明气压驱动弹射式水平冲击台的俯视图图。
[0018]图3为本发明气压驱动弹射式水平冲击台的工作台的A-A图。
[0019]图4为本发明气压驱动弹射式水平冲击台的工作台的俯视图。
[0020]图中，I一底座；2—工作台；3—双向气缸；4一导轨；5—发生器；6—锁紧机构；61—筒体；62 —电磁铁；63—吸盘；64—顶板；65—连杆；66—弹簧；67—锁舌；68—支座；7一后挡板；8—后挡板；9一薄橡胶垫；10—夹具。
【具体实施方式】
[0021]参见图1至图4，本发明的气压驱动弹射式水平冲击台，包括底座1、工作台2、双向气缸3、导轨4、波形发生器5和锁紧机构6 ;其特征在于:所述底座I的一侧设有前挡板7，另一侧设有后挡板8 ;所述的前挡板7上设置有波形发生器5，用于采集撞击信息；所述的导轨4沿着工作台的轴向设置，设于前挡板7和后挡板8之间；所述工作台2安装于导轨4上，能够沿着导轨4做进给运动，其上安装测试件；所述双向气缸3的活塞杆固定在后挡板8上，其缸体固定在工作台2上；所述锁紧机构6用于在出发位置锁住工作台2。
[0022]锁紧机构6在在气压驱动弹射式水平冲击台中是一个很重要的机构，要使弹射气缸弹射时有足够的弹射力，必须先把气缸锁紧，再对弹射气缸3加压。
[0023]气缸的型号及参数的选择，由冲击台预设的最大冲击速度、工作台重量、冲击波形发生器距离决定，优先选用QGBM 0100-1000-MF2弹射气缸。
[0024]还包括锁紧机构6，所述的锁紧机构6包括支座68、筒体61、电磁铁62、吸盘63、顶板64、连杆65、弹簧66、锁舌67 ;所述支座68固定安装于底座I上，所述筒体61固定于锁紧支座68上；所述的电磁铁62固定安装于筒体61内的底部；所述的吸盘63位于筒体61内电磁62的上方，与电磁铁62之间留有空隙；所述的顶板64上设有孔；所述的连杆65 —端与吸盘63相连，另一端穿过顶板64上的孔之后与锁舌67连接；所述弹簧66套在位于顶板64与锁舌67之间的连杆65上，其直径大于孔的直径。电磁铁通电后产生磁力将吸盘吸附下来，带动锁舌向下运动，电磁铁失电后，弹簧将吸盘往上拉，带动锁舌向上运动。实际使用过程中，电磁铁可以选用市场上比较普遍且价格便宜的盘式电磁铁。
[0025]选用弹簧时，弹簧的弹性系数可以这样确定:锁紧机构6在工作过程中是在压缩气缸停止工作后才工作的，所以锁紧机构克服的摩擦力比较小，只是克服吸盘63和锁舌67自身的重力和弹簧的压缩力就可以了。根据测量得吸盘和锁紧挡块的总重量为M，由公式G=Mg确定其重量，取压紧弹簧的刚度为K，允许的位移量为D，则弹簧的弹性系数为K=G/D。
[0026]电磁铁型号和规格的选用方面:可根据吸盘重量和受到的实际摩察力，查阅行业内的盘式电磁铁型号和参数表格进行选择。
[0027]导轨在此次设计中是一个关键的部件。冲击台在工作时的瞬时速度很大，所以要求导轨有很小的摩擦力和高的精度。因此优先选用的导轨为高精度的滚动直线导轨，其优点是:精度高、摩擦力小、工作平稳。
[0028]所述波形发生器5与前挡板7设有薄橡胶垫9。因为橡胶具硬非线性特性，所以半正弦波形发生器在使用时可以加薄橡胶垫9适当调节，或可以适当降低冲击速度，这样才能得到正确的数据。
[0029]所述前挡块7和后挡板8的均安装有梯形缓冲块。减少冲击撞击过程中产生的强大冲击力对挡板和底座I造成的损害，同时加强了气缸的固定连接，以便产生更大的加速度。
[0030]所述的锁舌67靠近波形发生器5的一侧为弧面，另一侧为竖直面。
[0031]所述波形发生器5为圆柱形的橡胶垫。
[0032]所述波形发生器5对应的工作台的端面上设置有薄橡胶垫9。
[0033]所述双向气缸3的活塞杆通过固连盘固定在后挡板8上。
[0034]所述工作台2的台面上固定设置有夹具10，用于固定安装测试件。
[0035]使用过程中:首先确保气缸3和工作台2能在直线滑动导轨4上自由滑动，将试件安装在工作台面的夹具10上。电磁铁14断电，机械锁紧机构锁舌67伸出，锁紧工作台2，然后气缸3充气，调节气缸中的压力为设定值后，锁紧机构中的盘式电磁铁62通电，产生吸引力，吸合吸盘63带动锁舌67往下移动，释放冲击工作台2，气缸和工作台2在气体压力的作用下在导轨4上加速运动，撞击前挡板7的波形发生器5，产生相应的冲击波形，冲击完成后气缸3反向充气，控制工作台2回到起始位置，锁紧机构6中的盘式电磁铁62失电，吸引力消失，锁舌67伸出锁紧工作台2，完成一次冲击过程。从以上冲击过程可以看出，调节充气压力，可以得到不同的冲击初始速度，从而得到不同的冲击过载值；而改变波形发生器的刚度，可以得到不同的脉冲宽度值，两者协调配合，可以得到满足设计指标要求的各种冲击试验波形。
【权利要求】
1.一种气压驱动弹射式水平冲击台，包括底座(I)、工作台(2)、双向气缸(3)、导轨(4)、波形发生器(5)和锁紧机构(6);其特征在于:所述底座(I)的一侧设有前挡板(7)，另一侧设有后挡板(8);所述的前挡板(7)上设置有波形发生器(5)，用于采集撞击信息；所述的导轨(4)沿着工作台的轴向设置，设于前挡板(7)和后挡板(8)之间；所述工作台(2)安装于导轨(4)上，能够沿着导轨(4)做进给运动，其上安装测试件；所述双向气缸(3)的活塞杆固定在后挡板(7)上，其缸体固定在工作台(2)上；所述锁紧机构(6)用于在出发位置锁住工作台(2)。
2.根据权利要求1所述的气压驱动弹射式水平冲击台，其特征在于:所述双向气缸(3)的活塞杆通过固连盘固定在后挡板(7)上。
3.根据权利要求1所述的气压驱动弹射式水平冲击台，其特征在于:所述工作台(2)的台面上固定设置有夹具(10)，用于固定安装测试件。
4.根据权利要求1所述的气压驱动弹射式水平冲击台，其特征在于:还包括锁紧机构(6)，所述的锁紧机构(6)包括支座(68)、筒体(61)、电磁铁(62)、吸盘(63)、顶板(64)、连杆(65)、弹簧(66)、锁舌(67);所述支座(61)固定安装于底座(I)上，所述筒体(61)固定于锁紧支座(61)上；所述的电磁铁(62)固定安装于筒体(61)内的底部；所述的吸盘(63)位于筒体(61)内电磁(62)的上方，与电磁铁(62)之间留有空隙；所述的顶板(64)上设有孔；所述的连杆(65)—端与吸盘(63)相连，另一端穿过顶板(64)上的孔之后与锁舌(67)连接；所述弹簧(66)套在位于顶板(64)与锁舌(67)之间的连杆(65)上，其直径大于孔的直径。
5.如权利要求4所述的弹簧蓄能式水平冲击试验台，其特征在于:所述的锁舌(67)靠近波形发生器(2)的一侧为弧面，另一侧为竖直面。
6.根据权利要求1所述的气压驱动弹射式水平冲击台，其特征在于:所述波形发生器(7)为圆柱形的橡胶垫。
7.根据权利要求6所述的气压驱动弹射式水平冲击台，其特征在于:所述波形发生器(7)对应的工作台的端面上设置有薄橡胶垫(9)。
【文档编号】G01M7/08GK104515668SQ201410823179
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月26日 优先权日:2014年12月26日
【发明者】尹辉俊 申请人:广西科技大学