适用于振动台的具备通用型快速固定能力的T型槽工装的制作方法

本发明涉及环境试验技术领域，具体涉及一种适用于振动台的具备通用型快速固定能力的T型槽工装。

背景技术：

通用型快速压紧工装，既需要具备试验过程中快速固定和压紧试验件的功能，如固定压紧试件、保证整套工装可承受试验过程中的振动等，还需要螺杆、压板具备较强的承受拉力、剪切力及压力的能力，以适应随机振动试验、冲击试验、环境筛选试验等恶劣环境的试验条件。近年来，随着科研生产研制中振动试验任务的增多，以往在振动台面钻打螺纹孔的固定方式已不能满足实际工作中快速安装与压紧试验件的需要，这就要求振动台工装能够具备快速安装、通用型强，甚至在任务量大的情况下，一套工装在振动工况相同的条件下可完成不同型号不同规格产品的试验。

针对以上情况，需要设计一种可用于振动台的具备通用型快速固定能力的T型槽工装，实现通用型强、快速安装性、安全可靠性的设计目标。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种可用于振动台的具备通用型快速固定能力的T型槽工装，实现通用型强、快速安装性、安全可靠性的设计目标。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于振动台的具备通用型快速固定能力的T型槽工装，由上中下三层组成，上层为U型铝压板1，用于承受弯矩，且能够制约试验件7在运动方向的位移；中间层为T型螺杆2，承受拉力或剪切力，顶端穿过U型铝压板1的孔起到固定作用；下层为T型槽板块8，起到支撑和定位T型螺杆2的作用；所述T型槽工装依靠U型铝压板1、T型螺杆2、T型槽板块8自上而下固定振动试验件7，所述振动试验件7位于T型槽板块8台面；

所述T型槽板块8采用方格结构设计，其上设有沉头孔a、通孔b和T型槽c；T型槽板块8的面板分布的多个方格用于承担振动试验件7的重量，横排与竖排的T型槽c使得T型螺杆2能够从横向和纵向进入，通孔b用于T型螺杆2由面板中心位置进入T型槽c且向四周发散，沉头孔a均布在面板四周，保证在振动试验中T型槽板块8受力均匀；

所述T型螺杆2可在T型槽c的横向和纵向移动，实现水平方向的定位，在垂直方向可通过上下移动U型铝压板1完成不同高度试验件7的压紧固定；

所述U型铝压板1位于T型槽工装的最上端，连接紧固件与T型螺杆2，并将试验件7固定，保证振动试验过程中试验件7在运动方向不发生位移。

优选地，所述T型槽板块8由铝材料机械加工而成，其表面经阳极化处理。

优选地，所述T型螺杆2由钢材料加工而成，表面经过热处理；T型螺杆2的T型螺帽f装卡在T型槽c中，以防止T型螺杆2压紧固定过程中在T型槽c内旋转，并减少T型槽工装压紧固定中头部所受压力；T型螺杆2上端的螺纹h与中间的菱形结构分别用于螺纹紧固和安装。

优选地，所述紧固件包括位于上方的螺母4和位于下方的垫圈3，所述U型铝压板1由橡胶皮e与铝压板d粘接组成；铝压板d中间设计成U型孔结构，其中橡胶皮e一端与试验件7表面接触，铝压板d上表面与垫圈3连接。

优选地，所述T型螺杆2间距可根据振动试验件7的尺寸和U型铝压板1的长短改变。

优选地，所述U型铝压板1的规格根据试验件7大小设计。

(三)有益效果

本发明的工装应用于振动试验领域可实现试验件的快速压紧固定，安装与紧固过程灵活，采用T型结构模块化设计，通用性强，极大的提高了试验件安装的工作效率。采用T型、“棋牌式”、层叠式结构形式，所有接触部位均采用刚性连接，其中T型槽板块与振动台扩展台面通过螺钉紧固，T型螺杆与T型槽板采用限位结构设计，T型螺杆与U型铝压板运用螺母等紧固件连接，从而提高整个系统可靠性。T型螺杆在T型槽内快速移动实现准确定位，“棋牌式”方格结构大大提高了面板的利用率，U型铝压板设计利于减少物料，整套工装制作成本不足两千元。运用该工装一次振动试验准备前夕的工作量比以前减少了两倍，一套工装的功能取代以往多种结构工装板，缩短产品研制试验周期，节省设备运行中电消耗量，经济性好。该套工装将多种形式的产品工装板功能集成到一个工装，螺杆定位高度与位移可调，具有通用性，实现了一套工装供不同各类型产品使用，同时“棋盘式”格局也实现了螺杆高效定位及快速压紧固定。

附图说明

图1为本发明实施例的T型槽工装组装图；

图2a为本发明实施例的T型槽工装中T型槽板块俯视图，图2b为外观图；

图3a为本发明实施例的T型槽工装中U型铝压板俯视图，图3b为侧视图

图4为本发明实施例的T型槽工装中T型螺杆结构图。

其中，1、U型铝压板；2、T型螺杆；3、垫圈；4、螺母；5、弹垫；6、平垫；7、试验件；8、T型槽板块；

a、沉头孔；b、φ50通孔；c、T型槽；

d、铝压板；e、3mm橡胶皮；

f、T型螺帽；g、菱形棱边；h、M10螺纹。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

参考图1，本发明实施例的具备通用性快速固定能力的T型槽工装，其结构由上中下三层组成，上层为U型铝压板1层，承受较大弯矩，且能够有效制约试验件7在运动方向的位移；中间层为T型螺杆2结构件，承受拉力或剪切力，顶端穿过铝压板d的U型孔起到固定作用；下层为T型槽板块8，起到支撑和定位T型螺杆2的作用，与T型螺帽f连接的悬臂梁结构承受较大的弯矩。所述T型槽工装依靠U型铝压板1、T型螺杆2、T型槽板块8、螺母4等自上而下固定振动试验件7，具备360°无死角装夹；

参考图2a～图2b，T型槽板块8：采用“棋牌式”方格结构设计，通过M16螺钉将振动台扩展面与T型槽板块8连接，同时特制T型螺杆2放置T型槽c槽道中便于定位与安装，可根据振动试验件7外观尺寸大小和U型铝压板1的长短改变T型螺杆2间距；

参考图3a～图3b，U型铝压板1：该U型铝压板1位于整套固定工装的最上端，承担连接紧固件与T型螺杆2的作用，同时将位于T型槽板块8台面上的试验件7固定，振动试验过程中确保试验件7在运动方向不发生位移，其中U型铝压板1根据试验件7大小设计成长短不一的规格；

参考图4，T型螺杆2：该螺杆可在“棋盘式”结构的T型槽c槽道的横向和纵向快速移动，保证水平方向的准确定位。在垂直方向可通过上下移动U型铝压板1完成不同高度试验件7的压紧固定；

所述T型槽板块8由铝材料机械加工而成，其表面经阳极化处理。“棋盘式”T型槽板块8主要由横向竖向均匀排列的T型槽c槽道、4个φ50mm通孔b、16个沉头孔a和2个M12螺纹孔组成。该面板分布诸多100×100mm方格承担起振动试验件7的重量，密密麻麻的横排与竖排T型槽c槽道便于T型螺杆2快速从横向和纵向快速的进入，且该布置方式有利于T型螺杆2准确找到固定位置、节省时间，同时也打破传统的T型螺杆2在台面上寻找与螺纹孔“一一对应”固定的思维。4个φ50mm通孔b有利于T型螺杆2由面板中心位置快速进入T型槽c且向四周发散，大大减少安装中间位置试件所需时间。2个M12螺纹孔用于安装吊环方便T型槽板块8的安装和拆卸。16个沉头孔a均布在板块四周，通过M16螺钉将其固定在扩展台面，保证在振动试验中T型槽板块8受力均匀。

所述T型螺杆2由45钢材料加工而成，表面经过HRC28-32热处理。T型螺杆2的T型螺帽f装卡在T型槽c中，一方面可以防止T型螺杆2压紧固定过程中在T型槽c内旋转，另一方面T型结构可以减少工装压紧固定中头部所受压力。T型螺杆2上端M10螺纹h与中间菱形结构(菱形棱边g)分别用于螺纹紧固和安装。

所述U型铝压板1由3mm工业橡胶皮e与铝压板d粘接组成。铝压板d中间设计成U型孔结构，有利于整套工装压紧固定过程中T型螺杆2快速穿过，提高工作效率。同时该结构可减轻铝压板质量，将工装设计朝轻量化、优化型方向迈进一步。其中粘接橡胶皮e一端与试验件7表面接触，铝压板d上表面与垫圈3、螺母4等紧固件连接。

该快速压紧固定工装的功能主要是快速压紧、准确定位，能承受一定拉力、压力和剪切力，在给定范围内便捷装卡、灵活作业。

本发明可根据振动试验大纲要求分别加载两个方向的振动试验，即垂直方向和水平方向。

垂直方向加载：将振动试验件7放置在T型槽板块8台面上，选择合适的固定位置，根据其尺寸选择4根T型螺杆2及进驻T型槽c的宽度，调节T型螺杆2之间距离，在试验件7上表面施加铝压板d且T型螺杆2穿过U型孔，再通过平垫6、弹垫5和螺母4这些紧固件进行拧紧固定，T型螺杆2头部被T型槽c定位其中。当进行垂直方向的随机振动时，T型螺杆2承受沿轴线方向的拉力和T型螺帽f头部与T型螺杆2结合面产生的剪切力，因此T型螺杆2结构必须满足恶劣环境下强度要求。同时铝压板d在压紧固定状态下承受巨大的弯矩，铝压板d材料选择、结构设计也必须满足各种试验工况下强度和刚度要求。

水平方向加载：根据GJB 150公路运输与土路运输随机振动试验要求，需要进行垂直方向、纵向和横向三个方向加载，垂直方向可实现前者加载条件，横向与纵向需要通过水平方向运动加载。整套工装压紧方案如图1所示，施加水平方向的随机振动，试验件7上端面接触的铝压板d受到压力和摩擦力作用，T型螺杆2承受沿轴线方向的拉力，T型螺帽f和T型槽c的结合面同时受到压力与摩擦力作用，T型螺杆2直径的选择必须考虑其能承受一定强度的拉力和剪切力。

参考图2a～图2b，根据振动台7台面大小确定T型槽板8块长宽高尺寸为1200mm×1200mm×550mm。T型槽c中悬臂梁结构：梁厚度10mm、悬臂长度8mm，随机振动试验中悬臂梁受到压力作用，其结构中产生的弯曲应力σ<[σ]，符合结构设计强度要求。

参考图3a～图3b，U型铝压板1采用铝压板d和橡胶皮e粘接而成，铝压板d尺寸d＝800mm×40mm×30mm，减震层橡胶皮e＝800mm×40mm×3mm，振动试验过程中铝压板d起到固定试件作用，橡胶皮e保护振动试验件7表面以免出现磨损、掉漆现象。

参考图4，固定螺杆采用T型结构，即T型螺杆，在整套工装压紧固定中T型螺杆2自上而下贯穿，T型螺帽f位于T型槽c中起到限制垂直和水平方向位移，g处设计成菱形结构(菱形棱边g)方便试验件7安装，防止在紧固过程中T型螺杆2出现旋转或打滑现象，提高工作效率，采用M10螺纹h结构。根据实际安装需要，T型螺杆2长度分别为L＝150mm、300mm、450mm。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。