一种晃振试验设备的制作方法

本实用新型属于试验测试设备技术领域，具体涉及一种晃振试验设备。

背景技术：

任何产品在实际使用过程中经受的都是多环境的共同影响。目前试件在经受多种环境综合作用时，对试件进行疲劳强度性能试验时，首先通过对环境进行比较，对相同的环境根据应力水平和类似的带宽选取最严酷的环境阀值，对不同的环境选取不同的试验设备分步骤进行试验检测。然而由于单一环境试验采取的是等效的试验方法,这样会造成试件过试验或者欠试验，并不能真实反映试件在综合环境下的一些性能的改变，不能完全暴漏产品的缺陷，不符合产品的综合环境试验要求。随着GJB150A等相关规范的深入贯彻执行，特别是制造技术和生产方式的进步，科研生产中需要对产品进行高度仿真综合试验，多种环境的合成试验系统将会通过该设备来检测试验产品对晃振环境的适应性，为试验产品的结构、工作性能等提供一个科学的评判方法。

因此，现如今缺少一种设计新颖合理，可靠性高、使用效果好，可对试件进行振动和晃动相结合的多环境试验，通过将振动机构固定安装在晃动机构上既能对试件进行独立的晃动或振动试验，又能对试件进行晃动和振动的复合试验，通过将回转支架与台面滑动连接，因此伺服晃动缸能通过回转支架带动台面绕销轴晃动；可以广泛应用于飞行器和舰船类设备中对使用的零部件进行试验检测，能更加客观地判别该类试件对环境的适应能力。如果采用本实用新型设备替代过去常规试验设备对某些特定产品进行试验，可以为用户的产品试验节约大量的安装、拆卸、再安装、再拆卸和转场运输时间，既减轻了工作人员的劳动强度又节省了开支，而且更是提升了试验方法的科学性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种晃振试验设备，其设计新颖合理，可靠性高、使用效果好，可对试件进行振动和晃动相结合的多环境试验，通过将振动机构固定安装在晃动机构上既能对试件进行独立的晃动或振动试验，又能对试件进行晃动和振动的复合试验，通过将回转支架与台面滑动连接，因此伺服晃动缸能通过回转支架带动台面绕销轴晃动，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种晃振试验设备，其特征在于：包括底座、设置在底座上且对试件进行前后晃动的晃动机构、设置在所述晃动机构上且对试件进行上下振动的振动机构、供所述试件安装的台面和对所述晃动机构及所述振动机构进行控制的控制装置，所述台面安装于所述振动机构和所述晃动机构上；

所述晃动机构包括左右两个对称设置在底座上的支撑架、通过销轴连接于两个支撑架之间且能进行前后晃动的回转支架和带动回转支架绕销轴晃动的伺服晃动缸，所述回转支架通过导向轴与台面连接，所述导向轴与台面呈垂直布设，所述导向轴的上端固定连接在台面上，所述回转支架上开有供导向轴下端插装的导向孔，所述伺服晃动缸为伺服驱动的液压缸；所述回转支架与伺服晃动缸之间传动连接，所述伺服晃动缸安装在底座上；所述销轴呈水平布设且其与回转支架呈垂直布设；

所述振动机构包括伺服振动缸，伺服振动缸与台面呈垂直布设，伺服振动缸缸体固定安装在回转支架上，所述台面固定支撑于伺服振动缸的活塞杆顶部；所述伺服振动缸为伺服驱动的液压缸；

所述控制装置包括控制器、用于监测回转支架晃动角度的角位移传感器和用于监测伺服振动缸活塞杆振动幅值的直线位移传感器，所述伺服晃动缸和伺服振动缸均由控制器进行控制，所述角位移传感器和直线位移传感器均与控制器连接。

上述的一种晃振试验设备，其特征是：所述回转支架为由一个底板和两个左右对称布设的竖直侧板组成的H形支架，每个所述竖直侧板均通过销轴安装于一个所述支撑架上，所述销轴与竖直侧板呈垂直布设；所述竖直侧板上部和支撑架上部均开设有供销轴安装的通孔，每个所述竖直侧板与底板之间的连接处均设置有筋板。

上述的一种晃振试验设备，其特征是：所述伺服振动缸缸体底部固定安装在底板上，所述伺服振动缸位于底板的正上方，所述台面位于伺服振动缸的正上方。

上述的一种晃振试验设备，其特征是：所述支撑架与销轴之间通过轴承进行连接，所述轴承为圆锥滚子轴承。

上述的一种晃振试验设备，其特征是：还包括位于回转支架下方且能进行前后晃动的转轴，所述转轴呈水平布设且其与销轴呈平行布设；所述转轴安装在回转支架底部；所述伺服晃动缸的数量为两个，两个所述伺服晃动缸呈平行布设且二者均与销轴呈垂直布设；每个所述伺服晃动缸的缸体外侧均铰接在底座上，每个所述伺服晃动缸活塞杆内端均铰接在回转支架底部的转轴上；两个所述伺服晃动缸分别位于转轴的前后两侧且二者组成带动转轴前后晃动的晃动驱动机构。

上述的一种晃振试验设备，其特征是：所述振动缸伺服阀通过阀块安装在伺服振动缸上，所述阀块上连接有高低压蓄能器。

上述的一种晃振试验设备，其特征是：所述台面为矩形，所述台面下部的四个角上均设置有导向轴，所述回转支架上设置有供导向轴穿设的导向座，所述导向孔设置在导向座上。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置晃动机构和振动机构可以对试件独立的进行晃动试验或者振动试验，通过将振动机构设置在晃动机构上且能够与晃动机构联动，可以对试件进行晃动和振动的复合试验，便于推广使用。

2、本实用新型通过设置回转支架，伺服晃动缸能够推动回转支架绕销轴晃动，回转支架与台面滑动连接，因此回转支架可以带动台面绕销轴晃动，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型通过设置伺服振动缸前法兰，可以将伺服振动缸活塞杆固定连接在台面底部，设置伺服振动缸后法兰可以将伺服振动缸的底部与回转支架固定连接，从而能够实现伺服振动缸与伺服晃动缸的联动效果。

4、本实用新型通过设置控制装置，能够对伺服振动缸和伺服晃动缸的运动进行控制，设置角位移传感器能够监测回转支架绕销轴晃动的角度，设置直线位移传感器能够监测伺服振动缸活塞杆的振动幅值，控制装置为闭环控制系统，能够实时准确的地控制伺服振动缸和伺服晃动缸的工作进程。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，可靠性高、使用效果好，可对试件进行振动和晃动相结合的多环境试验，通过将振动机构固定安装在晃动机构上既能对试件进行独立的晃动或振动试验，又能对试件进行晃动和振动的复合试验，通过将回转支架与台面滑动连接，因此伺服晃动缸能通过回转支架带动台面绕销轴晃动，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为本实用新型振动机构、振动缸伺服阀、高低压蓄能器和直线位移传感器的连接关系示意图。

图4为本实用新型控制装置的控制原理框图。

附图标记说明:

1—伺服振动缸前法兰； 2—台面； 3—角位移传感器；

4—轴承； 5—支撑架； 6—底座；

7—伺服振动缸后法兰； 8—回转支架； 8-1—底板；

8-2—竖直侧板； 8-3—筋板； 9—伺服振动缸；

10—导向座； 11—导向轴； 12—伺服晃动缸；

13—伺服晃动缸活塞杆； 14—轴承座； 15—晃动缸铰接前座；

16—晃动缸铰接后座； 17—伺服振动缸活塞杆； 18—振动缸伺服阀；

19—高低压蓄能器； 20—直线位移传感器； 21—销轴；

22—控制器； 23—晃动缸伺服阀； 24—转轴。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型包括底座6、设置在底座6 上且对试件进行前后晃动的晃动机构、设置在所述晃动机构上且对试件进行上下振动的振动机构、供所述试件安装的台面2和对所述晃动机构及所述振动机构进行控制的控制装置，所述台面2安装于所述振动机构和所述晃动机构上；

所述晃动机构包括左右两个对称设置在底座6上的支撑架5、通过销轴21连接于两个支撑架5之间且能进行前后晃动的回转支架8和带动回转支架8绕销轴21晃动的伺服晃动缸12，所述回转支架8通过导向轴11 与台面2连接，所述导向轴11与台面2呈垂直布设，所述导向轴11的上端固定连接在台面2上，所述回转支架8上开有供导向轴11下端插装的导向孔，所述伺服晃动缸12为伺服驱动的液压缸；所述回转支架8与伺服晃动缸12之间传动连接，所述伺服晃动缸12安装在底座6上；所述销轴21呈水平布设且其与回转支架8呈垂直布设；

所述振动机构包括伺服振动缸9，伺服振动缸9与台面2呈垂直布设，伺服振动缸9缸体固定安装在回转支架8上，所述台面2固定支撑于伺服振动缸9的活塞杆顶部；所述伺服振动缸9为伺服驱动的液压缸；

所述控制装置包括控制器22、用于监测回转支架8晃动角度的角位移传感器3和用于监测伺服振动缸活塞杆17振动幅值的直线位移传感器20，所述伺服晃动缸12和伺服振动缸9均由控制器22进行控制，所述角位移传感器3和直线位移传感器20均与控制器22连接。

本实施例中，所述伺服晃动缸12上设置有晃动缸伺服阀23，所述伺服振动缸9上设置有振动缸伺服阀18，所述晃动缸伺服阀23和振动缸伺服阀18均由控制器22进行控制；所述伺服振动缸9与回转支架8通过伺服振动缸后法兰7连接，所述伺服振动缸9与台面2通过伺服振动缸前法兰1进行连接；所述支撑架5上设置有轴承座14，所述轴承座14内安装轴承4，所述销轴21通过轴承4转动安装在轴承座14上；所述伺服振动缸9的振动频率为1Hz～50Hz，所述伺服振动缸活塞杆17的最大位移是 10mm，所述伺服振动缸9振动的最大加速度为5g，所述回转支架8的晃动角度为-15°～15°；所述角位移传感器3设置在轴承座14的外侧，所述直线位移传感器20为设置在伺服振动缸9内部的无接触式位移传感器。

实际使用过程中，通过设置所述晃动机构和所述振动机构可以对试件独立的进行晃动试验或者振动试验，通过将所述振动机构设置在所述晃动机构上且能够与所述晃动机构联动，可以对试件进行晃动和振动的复合试验；通过设置回转支架8，所述伺服晃动缸12能够推动回转支架8绕销轴 21晃动，所述回转支架8与台面2滑动连接，因此回转支架8可以带动台面2绕销轴21晃动；通过设置伺服振动缸前法兰1，可以将伺服振动缸活塞杆17固定连接在台面2底部，设置伺服振动缸后法兰7可以将伺服振动缸9的底部与回转支架8固定连接，从而能够实现伺服振动缸9与伺服晃动缸12的联动效果；通过设置所述控制装置，能够对伺服振动缸9和伺服晃动缸12的运动进行控制，设置角位移传感器3能够监测回转支架8 绕销轴21晃动的角度，设置直线位移传感器20能够监测伺服振动缸活塞杆17的振动幅值，所述控制装置为闭环控制系统，能够实时准确的地控制伺服振动缸9和伺服晃动缸12的工作进程。

如图1所示，本实施例中，所述回转支架8为由一个底板8-1和两个左右对称布设的竖直侧板8-2组成的H形支架，每个所述竖直侧板8-2均通过销轴21安装于一个所述支撑架5上，所述销轴21与竖直侧板8-2呈垂直布设；所述竖直侧板8-2上部和支撑架5上部均开设有供销轴21安装的通孔，每个所述竖直侧板8-2与底板8-1之间的连接处均设置有筋板 8-3。

实际使用过程中，所述回转支架8采用H形支架，所述H形支架具有左右对称的结构特点，平衡性较好，能够保证在运动过程中具有较好的稳定性能；所述H形支架还能够为伺服振动缸9提供安装底座，实现伺服振动缸9和伺服晃动缸12联合动作；所述H形支架还能够满足伺服振动缸9 和伺服晃动缸12的单独动作，所述伺服振动缸9单独动作时不会受伺服晃动缸12的干扰，所述伺服晃动缸12单独动作时不会受伺服振动缸9的干扰；所述筋板8-3为稳定的立方体结构，优选地，所述筋板8-3选择三棱柱结构，可以满足回转支架8的强度要求，保证了回转支架8结构上具有较高的稳定性。

如图1所示，本实施例中，所述伺服振动缸9缸体底部固定安装在底板8-1上，所述伺服振动缸9位于底板8-1的正上方，所述台面2位于伺服振动缸9的正上方。

本实施例中，所述底板8-1和台面2平行布设，所述底板8-1为伺服振动缸9的安装座，所述底板8-1和台面2通过伺服振动缸9进行连接。

如图1所示，本实施例中，所述支撑架5与销轴21之间通过轴承进行连接，所述轴承为圆锥滚子轴承4。

实际使用过程中，所述轴承能够使销轴21的转动更加顺滑，所述圆锥滚子轴承4能够防止销轴21的轴向窜动，保证了回转支架8在工作过程中的稳定性。

如图1和图2所示，本实施例中，还包括位于回转支架8下方且能进行前后晃动的转轴24，所述转轴24呈水平布设且其与销轴21呈平行布设；所述转轴24安装在回转支架8底部；所述伺服晃动缸12的数量为两个，两个所述伺服晃动缸12呈平行布设且二者均与销轴21呈垂直布设；每个所述伺服晃动缸12的缸体外侧均铰接在底座6上，每个所述伺服晃动缸活塞杆13内端均铰接在回转支架8底部的转轴24上；两个所述伺服晃动缸12分别位于转轴24的前后两侧且二者组成带动转轴24前后晃动的晃动驱动机构。

实际使用过程中，所述底板8-1底部固定安装有晃动缸铰接前座15，所述转轴24固定安装在晃动缸铰接前座15上，所述底座6上固定安装有晃动缸铰接后座16，所述伺服晃动缸12的缸体外侧固定安装在晃动缸铰接后座16上；所述晃动驱动机构采用两个伺服晃动缸12，保证了所述晃动驱动机构驱动回转支架8进行晃动时的运动顺滑性。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，所述振动缸伺服阀18通过阀块安装在伺服振动缸9上，所述阀块上连接有高低压蓄能器19。

实际使用过程中，为了保证伺服振动缸9在运动过程中有充足的动力，所述伺服振动缸9的缸体上设置有一个阀块，在所述阀块上安装有振动缸伺服阀18，所述阀块上还安装有高压蓄能器和低压蓄能器各一个，能够稳定伺服振动缸9在高频工作时油液的压力，保证了伺服振动缸9在对台面 2进行振动时的平稳性。

如图1和图2所示，本实施例中，所述台面2为矩形，所述台面2下部的四个角上均设置有导向轴11，所述回转支架8上设置有供导向轴11 穿设的导向座10，所述导向孔设置在导向座10上。

实际使用过程中，所述导向轴11穿设在所述导向孔中，能够对台面2 起到导向的作用，保证了台面2随伺服振动缸活塞杆17上下振动时具有良好的稳定性。

利用本实用新型晃振试验设备对试件进行晃振试验的方法，具体步骤如下：

步骤一、试验方式确定：对待试验试件的试验方式进行确定；所述试验方式为振动试验、晃动试验或晃振试验；

步骤二、试验启动：根据步骤一中所确定的试验方式，对待试验试件进行试验；

其中，对待试验试件进行振动试验时，所述控制器22根据预先设定好的频率和幅值对伺服振动缸9进行控制，使伺服振动缸9带动台面2进行上下振动，以对安装于台面2上的待试验试件进行振动试验；此时，伺服晃动缸12不动作且回转支架8处于静止状态；

对待试验试件进行晃动试验时，所述控制器22根据预先设定好的频率和幅值对伺服晃动缸12进行控制，使伺服晃动缸12通过回转支架8带动伺服振动缸9和台面2同步进行前后晃动，以对安装于台面2上的待试验试件进行晃动试验；此时，伺服振动缸9不动作；

对待试验试件进行晃振试验时，控制器22同步对伺服晃动缸12和伺服振动缸9进行控制，使伺服晃动缸12按预先设定好的频率和幅值且通过回转支架8带动伺服振动缸9和台面2同步进行前后晃动的同时，通过伺服振动缸9且按预先设定好的频率和幅值带动台面2进行上下振动，以对安装于台面2上的待试验试件进行晃振试验。

实际使用过程中，步骤二中对待试验试件进行试验前，首先要将待试验试件固定安装在台面2上；试验过程中的晃动是指回转支架8沿以销轴 21为圆心，以销轴21和转轴24之间的直线距离为半径形成的圆弧轨迹，所做的沿所述圆弧轨迹前后摆动的运动。

综上所述，本实用新型中所述对待试验试件进行晃振试验的方法步骤简单、设计合理且试验效果好，采用所述控制器22通过振动缸伺服阀18 控制伺服振动缸9动作，所述伺服晃动缸12不动作，能够实现对待试验试件单独进行振动试验；采用所述控制器22通过晃动缸伺服阀23控制伺服晃动缸12动作，所述伺服振动缸9不动作，能够实现对待试验试件单独进行晃振试验；采用所述控制器22通过晃动缸伺服阀23控制伺服晃动缸12动作，所述伺服晃动缸12通过回转支架8带动台面2平稳晃动，所述控制器22通过振动缸伺服阀18控制伺服振动缸9振动，所述伺服振动缸9在底板8-1上带动台面2平稳振动，能够实现对待试验试件进行晃振试验。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。