一种振动辅助支撑装置的多轴向气路转换系统及方法与流程

本发明涉及机械工程领域，具体来说是一种振动辅助支撑装置的多轴向气路转换系统及方法。

背景技术：

在开展大载重、高承压产品的多个轴向的振动试验时，因振动台自身以及标配水平滑台的承载能力、抗倾覆力矩受限，通常无法正常开展试验，需要额外设计承载力大、抗倾覆力矩与扭转力矩强的专用的气囊式垂直向以及水平向支撑装置。

为了实现所设计的多个轴向自平衡装置的“自平衡”功能，将多个轴向的自平衡气囊直接替代振动台内部气囊，需要生成更大的承载力与抗倾覆力矩，这对振动台的供气系统的走向与气路连接提出了较高的要求，因此，需要设计一套气路转换方案，以满足振动辅助支撑装置的多轴向切换要求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种振动辅助支撑装置的多轴向气路转换系统及方法，实现了振动台内部气囊和多个轴向的自平衡气囊的任意切换，从而确保试验过程中振动台台面高度始终维持中心位置。

本发明提供一种振动辅助支撑装置的多轴向气路转换系统，所述的气路转换系统包括与气泵相连的第一气路和第二气路，

第一气路分别连接至振动台气囊和垂直气囊组，用于控制振动台气囊和垂直气囊组之间的气路流动；

第二气路分别连接至水平气囊组和垂直气囊组，用于控制水平气囊组和垂直气囊组之间的气路流动；

所述的第一气路和第二气路通过调节振动台气囊、垂直气囊组和水平气囊组之间的气压平衡，使振动台台面高度处于中心位置。

具体地，所述的第一气路包括第一气源接口、自动对中装置和垂直向控制开关，从所述气泵流出的气体依次经第一气源接口、自动对中装置和垂直向控制开关后，流入振动台气囊或垂直气囊组中。

具体地，所述的垂直向控制开关在向振动台气囊通气、向垂直气囊组通气和封闭状态之间切换。

具体地，所述的自动对中装置连接振动台内的位置传感器。

具体地，所述的第二气路包括第二气源接口、减压阀和水平向控制开关，从所述气泵流出的气体依次经第二气源接口、减压阀和水平向控制开关后，流入水平气囊组或垂直气囊组中。

具体地，在所述水平向控制开关连接至所述垂直气囊组的气路上设有单向阀。

具体地，水平向控制开关在向水平气囊组通气、向垂直气囊组通气和封闭状态之间切换。

本发明还提供一种振动辅助支撑装置的多轴向气路转换方法，所述的气路转换方法具体包括：

a.将第一气源接口、自动对中装置和垂直向控制开关依次相连形成第一气路，使从气泵流出的气体通过第一气路控制振动辅助支撑装置的垂直向气路流动；

b.将第二气源接口、减压阀和水平向控制开关，依次相连形成第二气路，使从气泵流出的气体通过第二气路控制振动辅助支撑装置的水平向气路流动；

c.通过调节振动辅助支撑装置的垂直向气路流动和水平向气路流动，使振动台台面高度处于中心位置。

具体地，所述的步骤a具体包括以下步骤：

a1.关闭第二气路，使从气泵流出的气体流经第一气路；

a2.气体经过第一气源接口、自动对中装置，流入垂直向控制开关；

a3.切换垂直向控制开关，使气体流入振动台气囊或垂直气囊组中；

a4.自动对中装置调节进入垂直气囊组或振动台气囊中的气体压力，使振动台台面高度位置维持在中心位置。

具体地，所述的步骤b具体包括以下步骤：

b1.关闭第一气路，使从气泵流出的气体流经第二气路；

b2.气体经过第二气源接口、减压阀，流入水平向控制开关；

b3.切换水平向控制开关，使气体流入水平气囊组或垂直气囊组中；

b4.调节减压阀处的压力值以调节进入水平气囊组或垂直气囊组中的气体压力，使振动台台面高度位置维持在中心位置。

本发明提供的振动辅助支撑装置的多轴向气路转换系统及方法，能够便捷、有效地实现振动台气囊、垂直向辅助支撑气囊、水平向辅助支撑气囊之间的任意切换，能满足多种复杂状态的大载重、高承压产品在多个轴向振动试验的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中气路转换系统的原理框图；

图2是本发明中气路转换方法的流程示意图；

附图标记说明：

1.气泵2.第一气源接口3.第二气源接口4.自动对中装置5.减压阀6.垂直向控制开关7.水平向控制开关8.振动台气囊9.水平气囊组10.垂直气囊组11.单向阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

本发明提供一种振动辅助支撑装置的多轴向气路转换系统和方法，通过提供两种不同的气路，分别实现振动台在垂直向与水平向振动时与辅助支撑装置的气体压力调节，本系统及方法具备实时调节气体压力的功能，以确保试验过程中振动台台面高度处于中心位置。

如图1所示，为本发明中振动辅助支撑装置的多轴向气路转换系统的原理框图，本发明中的气路转换系统包括与气泵相连的第一气路和第二气路，气路大体分为第一气路和第二气路两个气路行进，第一气路分别连接至振动台气囊8和垂直气囊组10，用于控制振动台气囊8和垂直气囊组10之间的气路流动；第二气路分别连接至水平气囊组9和垂直气囊组10，用于控制水平气囊组9和垂直气囊组10之间的气路流动；第一气路和第二气路通过调节振动台气囊8、水平气囊组9和垂直气囊组10之间的气压平衡，使振动台台面高度处于中心位置。

具体地，第一气路包括第一气源接口2、自动对中装置4和垂直向控制开关6，第一气路经第一气源接口2、自动对中装置4、垂直向控制开关6后，实现其与振动台气囊8以及垂直气囊组10的相连。在打开第一气路后，从气泵1流出的气体依次经第一气源接口2、自动对中装置4和垂直向控制开关6后，流入振动台气囊8或垂直气囊组10中。

垂直向控制开关6为手动换向阀，垂直向控制开关6可以切换至三个位置，两侧的位置档分别对应振动台气囊8和垂直气囊10，垂直向控制开关6在向振动台气囊通8气、向垂直气囊组10通气和封闭状态之间切换。当垂直向控制开关6切换至振动台气囊8处时，气体流入振动台气囊8，当垂直向控制开关6切换至垂直气囊组10处时，气体流入垂直气囊组10内，当垂直向控制开关6切换到中间位置(振动台气囊8和垂直气囊组10以外的位置)时该气路处于封闭状态。

其中，自动对中装置4与振动台内的位置传感器相连，以便自动对中装置4能够根据位置传感器实时调节保证振动台面的高度，以确保振动台面的高度维持在中心位置。

第二气路包括第二气路包括第二气源接口3、减压阀5和水平向控制开关7，第二气路经第二气源接口3、减压阀5和水平向控制开关7后，实现其与垂直气囊组10和水平气囊组9的相连。在打开第二气路后，从气泵1流出的气体依次经第二气源接口3、减压阀5和水平向控制开关7，流入水平气囊组9或垂直气囊组10中。

进一步地，第二气路上的减压阀5可带有压力表，使减压阀5通过压力表可以根据试验产品的自重或压力值大小调节流过气体的压力值。

此外，与垂直气囊组10相连的气路上装有单向阀11，优选的，单向阀11设置于水平向控制开关7连接至垂直气囊组10的气路上，该单向阀11能够实现气体的单方向流动，使气体无法逆向流动。

水平向控制开关7为手动换向阀，水平向控制开关7可以切换至三个位置，两侧的位置档分别对应垂直气囊组10和水平气囊组9，水平向控制开关7在向水平气囊组9通气、向垂直气囊组10通气和封闭状态之间切换。当水平向控制开关7切换至水平气囊组9处时，气体流入水平气囊组9，当水平向控制开关7切换至垂直气囊组10处时，气体则通过单向阀11后，流入垂直气囊组10内，当水平向控制开关7切换到中间位置(水平气囊组9和垂直气囊组10以外的位置)时，该气路处于封闭状态。

本发明中第一气路和第二气路上分别设置的第一气源接口2和第二气源接口3用于为气路提供稳定接口，以便气体流入。除此之外，本振动辅助支撑装置的多轴向气路转换系统中的气管还包括设置于分支处的多个三通接口和若干管路(图中未示出)。

本发明还提供一种振动辅助支撑装置的多轴向气路转换方法，参见图2，图2为本发明中振动辅助支撑装置的多轴向气路转换方法的流程示意图，气路转换方法具体包括以下步骤：

a.将第一气源接口2、自动对中装置4和垂直向控制开关6依次相连形成第一气路，使从气泵流出的气体通过第一气路控制振动辅助支撑装置的垂直向气路流动；

b.将第二气源接口3、减压阀5和水平向控制开关7，依次相连形成第二气路，使从气泵流出的气体通过第二气路控制振动辅助支撑装置的水平向气路流动；

c.通过调节振动辅助支撑装置的垂直向气路流动和水平向气路流动，使振动台台面高度处于中心位置。

具体地，步骤a实际为通过第一气路进行垂直向振动辅助支撑装置的气路流动调节，该步骤还可细分为以下几个步骤：

a1.关闭第二气路，即将水平向控制开关7切换至中间位置，使从气泵1流出的气体流入第一气路；

a2.气体从气泵1流出，气体经过第一气源接口2、自动对中装置4，流入垂直向控制开关6；

a3.切换垂直向控制开关6，当垂直向控制开关6切换至振动台气囊8处时，气体流入振动台气囊8，当垂直向控制开关6切换至垂直气囊组10处时，气体流入垂直气囊组10内；

a4.自动对中装置4根据振动台内的位置传感器实时调节进入垂直气囊组10或振动台气囊8中的气体压力，使振动台台面高度位置始终维持在中心位置。

具体地，步骤b实际为通过第二气路进行水平向振动辅助支撑装置的气路流动调节，该步骤还可细分为以下几个步骤：

b1.关闭第一气路，即将垂直向控制开关6切换至中间位置，使从气泵1流出的气体流经第二气路；

b2.气体从气泵1流出，气体经过第二气源接口3、减压阀5，流入水平向控制开关7；

b3.切换水平向控制开关7，当水平向控制开关7切换至水平气囊组9处时，气体流入水平气囊组9，当水平向控制开关7切换至垂直气囊组10处时，气体则通过单向阀11后，流入垂直气囊组10内；

b4.通过调节减压阀5处的压力值，使其可以手动调节进入水平气囊组9或垂直气囊组10中的气体压力，从而使振动台台面高度位置始终维持在中心位置。

本发明提供的振动辅助支撑装置的多轴向气路转换系统及方法，能够便捷、有效地实现振动台气囊、垂直向辅助支撑装置气囊、水平向辅助支撑装置气囊之间的任意切换，满足多种复杂状态的大载重、高承压产品在多个轴向振动试验的振动试验需要。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。