三轴振动试验台及控制方法与流程

本发明属于产品检测技术领域，具体涉及一种三轴振动试验台及控制方法。

背景技术：

伺服三轴振动是对一般汽车涡轮增压管路系统振动的技术升级，主要应用于汽车涡轮系统中的软硬管路振动耐疲劳试验，检定涡轮管路的使用性能和使用寿命。

产品在实际工况下经受的自然振动是x、y、z三轴向的复合振动，目前因试验设备及手段的限制，振动试验装置只能模拟出单轴向的振动。因此，现有振动试验的一般做法是：先后分别对某一产品进行单轴向的振动试验，然后以产品所承受三个单轴向的振动来综合评价产品的抗振动性能。以三向电动振动台为例(该三向电动振动台一般由一个电动振动台和一个水平滑台组成)，先将产品定位于电动振动台的工作台面上对产品做垂直z方向的振动试验，水平滑台不使用，然后将电动振动台的台体翻转至水平方向并与水平滑台连接，将产品定位于水平滑台上做水平x方向的振动试验，最后再将产品在水平滑台上转向90°定位完成水平y方向的振动试验。

上述振动试验的不足：

a、现有振动试验需先后进行三个单轴向的试验，三次试验间都需要专业人员进行高要求的调整和定位，耗时长，操作很烦琐；

b、现有振动试验是让产品先后经受三个单轴向的振动来评定产品的性能，这与真实的复合振动环境不符，存在很大误差，不能真实反应产品的抗振性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种三轴振动试验台，其能实现三轴震动，提高试验的真实性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种三轴振动试验台，包括架体、受驱动上下平动的底载板、设置在所述的底载板上方且受驱动可相对所述的底载板平动的顶载板，固定设置在所述的顶载板上的试验平台，以及十字导向机构，所述的十字导向机构包括对应设置在所述两组相垂直且间隔设置的直线导引部，位于两组直线导引部之间的中间板，以及分别设置在所述的中间板的两侧面上且与所述的直线导引部对应配合的引导部，所述的底载板和顶载板间设置有十字导向机构。

在上述技术方案中，所述的直线导引部为直线导轨，所述的引导部为滑块。

在上述技术方案中，所述的直线导引部为导杆，所述的引导部为形成有导向孔的导块。

在上述技术方案中，驱动所述的顶载板相对底载板移动的驱动机构包括横向驱动机构和纵向驱动机构，其分别包括平动驱动电机，由平动驱动电机驱动往复直线运动的滑板，所述的滑板和顶载板间设置有所述的十字导向机构。

在上述技术方案中，所述的平动驱动电机固定设置在架体的中层台板上，所述的滑板与滑板架固定连接，所述的滑板架与中层台板间设置有导轨滑块结构，所述的平动驱动电机通过丝杠螺母机构驱动所述的滑板架往复直线运动。

在上述技术方案中，所述的滑板架为开口端与所述的滑板固定连接的u型架。

在上述技术方案中，驱动所述的底载板上下移动的驱动机构包括固定设置在架体的底平台板上的升降驱动电机，由所述的升降驱动电机驱动上下移动的升降架，所述的底载板固定在所述的升降架上。

在上述技术方案中，所述的升降架与中层台板间设置有导轨滑块结构，所述的升降驱动电机通过丝杠螺母机构驱动所述的升降架往复上下运动。

在上述技术方案中，所述的架体还包括顶板，所述的顶板上设置有与所述的试验平台对应的开孔。

在上述技术方案中，还包括与所述的升降驱动电机和平动驱动电机可控连接的控制器。

本发明的优点和有益效果为：

本发明主要由电机、丝杆、导轨、振动台相互配合完成，振动频率可调，单轴位移量正负50mm甚至更大，全电控制可确保其安全，利用驱动器程序对伺服电机进行控制，确保了数据的稳定、真实及精准性。而且扩展性强，作为振动源可任意在振动平台上加装工件，如加装高频震动器，进一步拓展其应用。

附图说明

图1是本发明三轴振动试验台的结构示意图。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本发明的一种三轴振动试验台，包括架体1、受驱动上下平动的底载板6、设置在所述的底载板上方且受驱动可相对所述的底载板平动的顶载板7，固定设置在所述的顶载板上的试验平台8，以及十字导向机构，所述的十字导向机构包括对应设置在所述两组相垂直且间隔设置的直线导引部5，位于两组直线导引部之间的中间板4，以及分别设置在所述的中间板的两侧面上且与所述的直线导引部对应配合的引导部，所述的底载板和顶载板间设置有十字导向机构，所述的底载板和顶载板的相邻面上分别固定有所述的一组直线导引部5。所述的中间板位于底载板和顶载板之间且上下表面分别设置有与所述的直线导引部配合的引导部，上的一组直线导引部为一个或两个或多个，两组之间上下间隔且保持垂直。

具体地说，所述的直线导引部为直线导轨，所述的引导部为滑块，或者，所述的直线导引部为导杆，所述的引导部为形成有导向孔的导块。

本发明的三轴震动试验台，利用十字导向机构实现了顶载板相对底载板横向和纵向的移动，而且利用底载板的升降移动，实现了三轴震动，在试验时，将待检测样品，如汽车涡轮系统中的软硬管路放在试验平台上，即可模拟自然状态下的震动，设备传动过程中连接处采用安全可靠稳定的连接方式，如丝杠导轨。采用伺服电机控制，可测试不同振动频率下的试验效果。

所述的架体还包括顶板13，所述的顶板上设置有与所述的试验平台对应的开孔。顶板的设置，更能模拟自然状态，使关键部分进行三轴震动模拟。

实施例二

在上述实施例的基础上，驱动所述的顶载板相对底载板移动的驱动机构包括横向驱动机构和纵向驱动机构，其分别包括平动驱动电机31，由平动驱动电机驱动往复直线运动的滑板33，所述的滑板和顶载板间设置有所述的十字导向机构。所述的十字导向机构的一组直线导引部对应设置在顶载板的水平侧边上，另一组对应的直线导引部竖直地设置在滑板33上，横向驱动机构和纵向驱动结构的直线导引部于顶载板侧位于两个相邻侧边上。在滑板和顶载板间设置十字导向机构，可满足两者直线发生竖直和水平方向的直线运动，保证水平驱动的顺利进行。

具体来说，所述的平动驱动电机固定设置在架体的中层台板12上，所述的滑板与滑板架固定连接，所述的滑板架32与中层台板间设置有导轨滑块结构，所述的平动驱动电机通过丝杠螺母机构驱动所述的滑板架往复直线运动，其中，所述的滑板架为开口端与所述的滑板固定连接的u型架，u型架设计有效将丝杠包容其中，提高运行时的安全性。

实施例三

在上述实施例的基础上，驱动所述的底载板上下移动的驱动机构包括固定设置在架体的底平台板上的升降驱动电机2，由所述的升降驱动电机驱动上下移动的升降架，所述的底载板固定在所述的升降架上，所述的升降架与中层台板间设置有导轨滑块结构，所述的升降驱动电机通过丝杠螺母机构驱动所述的升降架往复上下运动。同时，还包括与所述的升降驱动电机和平动驱动电机可控连接的控制器。进一步地，还可设置由上述控制器控制的激振器，该激振器设置在顶载板上，设置在顶载板与试验件之间以提供低频或高频的震动，这样可以叠合四种震动，更加真实模拟，尤其是汽车用件，可以在进行形式震动模拟的同时，还可叠加发动机震动等工况，提高检测精准度。

本发明主要由电机、丝杆、导轨、振动台相互配合完成，振动频率可调，单轴位移量正负50mm甚至更大，全电控制可确保其安全，利用驱动器程序对伺服电机进行控制，确保了数据的稳定、真实及精准性。而且扩展性强，作为振动源可任意在振动平台上加装工件，如加装高频震动器，进一步拓展其应用。

所述的三轴震动试验台的控制方法，包括以下步骤，

1)将试验件局部或全部放置在所述的顶载板上；

2)驱动三维运动，同时在需要时启动激振器进行复合运动叠加；

3)达到预定测试条件，如预定时间等，结束测试。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。