本發(fā)明屬于力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種過載離心振動試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

過載振動環(huán)境是飛行器起飛、再入過程中必須經(jīng)受的載荷環(huán)境，此時大部分航天儀器設(shè)備工作在振動和過載復(fù)合作用的環(huán)境。目前由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備受限，一般將兩種環(huán)境分開考核試件可靠性，即單獨(dú)進(jìn)行振動試驗(yàn)和離心試驗(yàn)，但這種情況下很難了解其真實(shí)的環(huán)境情況對試件可靠性的影響，而且通過建立數(shù)學(xué)物理模型進(jìn)行力學(xué)分析，振動和過載復(fù)合環(huán)境載荷對試驗(yàn)件的影響不等于振動載荷和過載環(huán)境載荷的簡單相加所產(chǎn)生的響應(yīng)。國內(nèi)目前還沒有公開實(shí)行的離心振動試驗(yàn)設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

目前國際上使用較多、技術(shù)水平最先進(jìn)的離心機(jī)振動臺是電液伺服控制振動系統(tǒng)，主要用于土力學(xué)研究與巖土離心模型試驗(yàn)，其工作頻率低，現(xiàn)場甩油多，易損且維修不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為：現(xiàn)有離心機(jī)振動臺工作頻率低，現(xiàn)場甩油多，易損且維修不方便。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述：

一種過載振動試驗(yàn)系統(tǒng)，包括：離心機(jī)、振動臺、安裝支架、冷卻風(fēng)機(jī)、功率放大器、動圈對中系統(tǒng)、遠(yuǎn)控系統(tǒng)、振動控制儀主機(jī)、計算機(jī)、加速度傳感器、220v供電滑環(huán)、光纖滑環(huán)、油滑環(huán)、380v供電滑環(huán)和信號滑環(huán)；

所述離心機(jī)用于向被試驗(yàn)裝置提供過載試驗(yàn)環(huán)境；所述振動臺為電動振動臺，用于向被試驗(yàn)裝置提供振動試驗(yàn)環(huán)境；所述振動臺通過安裝支架安裝于離心機(jī)之上；所述冷卻風(fēng)機(jī)安裝于離心機(jī)之間上，用于通過風(fēng)管向所述振動臺提供冷卻風(fēng)；所述功率放大器固定安裝于離心機(jī)之上；所述功率放大器能夠被遠(yuǎn)程控制；所述功率放大器能夠接收振動控制儀主機(jī)輸出的控制信號，放大后輸出給振動臺；所述功率放大器還能夠向冷卻風(fēng)機(jī)和振動臺供電；所述動圈對中系統(tǒng)用于對振動臺的動圈進(jìn)行位置對中調(diào)節(jié)；所述遠(yuǎn)控系統(tǒng)的設(shè)置位置遠(yuǎn)離離心機(jī)和振動臺，用于動圈對中系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；所述振動控制儀主機(jī)安裝于離心機(jī)上，用于接收計算機(jī)的設(shè)定信號和加速度傳感器的反饋信號，經(jīng)過運(yùn)算后向功率放大器輸出控制信號；所述計算機(jī)的設(shè)置位置遠(yuǎn)離離心機(jī)和振動臺，用于對振動臺的振動譜型、頻率、幅值、和加速度參數(shù)進(jìn)行設(shè)定；所述加速度傳感器安裝于振動臺之上，用于向振動控制儀主機(jī)反饋加速度信息，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；所述220v供電滑環(huán)、光纖滑環(huán)、油滑環(huán)、380v供電滑環(huán)和信號滑環(huán)均安裝于轉(zhuǎn)軸之上；所述220v供電滑環(huán)用于對振動控制儀主機(jī)和220v電源之間的供電電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)接；所述光纖滑環(huán)用于對振動控制儀主機(jī)和計算機(jī)之間的傳輸信號進(jìn)行轉(zhuǎn)接；所述油滑環(huán)用于對兩個對中控制電磁閥和油源之間的油路進(jìn)行轉(zhuǎn)接；所述380v供電滑環(huán)用于對功率放大器和380v電源之間的供電電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)接；所述信號滑環(huán)用于對功率放大器和遠(yuǎn)控系統(tǒng)之間的傳輸信號進(jìn)行轉(zhuǎn)接。

優(yōu)選的，所述離心機(jī)的具有動力裝置、轉(zhuǎn)軸和離心機(jī)臂；所述轉(zhuǎn)軸能夠在動力裝置的帶動下高速旋轉(zhuǎn)；所述離心機(jī)臂為一對，固定設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸之上，所述離心機(jī)臂設(shè)置時，兩個離心機(jī)臂的軸向平行，且垂直于所述轉(zhuǎn)軸的軸向；所述轉(zhuǎn)軸沿離心機(jī)臂的軸向?qū)㈦x心機(jī)臂分為兩側(cè)，在其中一側(cè)的兩個離心機(jī)臂之間安裝有配重塊，另一側(cè)的兩個離心機(jī)臂之間安裝有振動臺，轉(zhuǎn)軸位于配重塊和振動臺之間。

優(yōu)選的，所述振動臺通過安裝支架安裝于兩個所述離心機(jī)臂之間；所述振動臺的振動方向與所述離心機(jī)臂的軸向平行。

優(yōu)選的，所述冷卻風(fēng)機(jī)通過定位環(huán)和蒙皮鋼板固定安裝于離心機(jī)臂之間。

優(yōu)選的，所述動圈對中系統(tǒng)包括：對中控制器、對中控制電磁閥、動圈平衡油氣彈簧、動圈蓄能器、動圈位置傳感器和油源；所述對中控制器和對中控制電磁閥均安裝于轉(zhuǎn)軸之上；所述對中控制器能夠接受遠(yuǎn)控系統(tǒng)輸出的控制信號和動圈位置傳感器反饋回的位置信號，并向?qū)χ锌刂齐姶砰y輸出控制信號；所述對中控制電磁閥安裝于轉(zhuǎn)軸所在的離心機(jī)基座上，能夠接收對中控制器輸出的控制信號，改變閥門的開閉狀態(tài)；所述對中控制電磁閥有兩個，其中一個對中控制電磁閥的兩端分別連接至油滑環(huán)和動圈平衡油氣彈簧油腔的輸入端；另一個對中控制電磁閥的兩端分別連接至油滑環(huán)和動圈平衡油氣彈簧油腔的輸出端；所述動圈平衡油氣彈簧通過螺紋固定安裝于動圈后端，動圈平衡油氣彈簧的活塞桿與振動臺的動圈固定連接，動圈平衡油氣彈簧的氣腔連接至動圈蓄能器；所述動圈平衡油氣彈簧能夠通過預(yù)充氣壓和油壓在平衡狀態(tài)的變化，從而改變振動臺的動圈的平衡位置；所述動圈蓄能器固定安裝于安裝支架之上，動圈蓄能器內(nèi)貯存有一定壓力的氣體，用于向動圈平衡油氣彈簧的氣腔提供具有一定壓力的氣體；所述動圈位置傳感器固定安裝于安裝支架之上，用于將振動臺的所述動圈的位置反饋回對中控制器。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的裝置頻響快、結(jié)構(gòu)簡單，解決了目前離心振動臺工作頻率低、現(xiàn)場甩油多、易損且維修不方便等瓶頸問題。

(2)經(jīng)大量試驗(yàn)證明，此試驗(yàn)系統(tǒng)能夠有效地復(fù)現(xiàn)過載振動復(fù)合的載荷環(huán)境，滿足了航天設(shè)備地面試驗(yàn)要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的過載振動試驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為動圈對中系統(tǒng)的組成示意圖；

1-離心機(jī)，101-轉(zhuǎn)軸，102-離心機(jī)臂，2-振動臺，3-安裝支架，4-冷卻風(fēng)機(jī)，5-功率放大器，6-動圈對中系統(tǒng)，601-對中控制器，602-對中控制電磁閥，603-動圈平衡油氣彈簧，604-動圈蓄能器，605-動圈位置傳感器，7-遠(yuǎn)控系統(tǒng)，8-振動控制儀主機(jī)，9-計算機(jī)，10-加速度傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的一種過載振動試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明的一種過載振動試驗(yàn)系統(tǒng)包括：離心機(jī)1、振動臺2、安裝支架3、冷卻風(fēng)機(jī)4、功率放大器5、動圈對中系統(tǒng)6、遠(yuǎn)控系統(tǒng)7、振動控制儀主機(jī)8、計算機(jī)9、加速度傳感器10、220v供電滑環(huán)、光纖滑環(huán)、油滑環(huán)、380v供電滑環(huán)和信號滑環(huán)。

所述離心機(jī)1用于向被試驗(yàn)裝置提供過載試驗(yàn)環(huán)境。所述離心機(jī)1的具有動力裝置、轉(zhuǎn)軸101和離心機(jī)臂102。所述轉(zhuǎn)軸101能夠在動力裝置的帶動下高速旋轉(zhuǎn)。所述離心機(jī)臂102為一對，固定設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸101之上，所述離心機(jī)臂102設(shè)置時，兩個離心機(jī)臂102的軸向平行，且垂直于所述轉(zhuǎn)軸101的軸向。一對所述離心機(jī)臂102通過卡箍和定位環(huán)連接為一個整體。所述轉(zhuǎn)軸101沿離心機(jī)臂102的軸向?qū)㈦x心機(jī)臂102分為兩側(cè)，在其中一側(cè)的兩個離心機(jī)臂102之間安裝有配重塊，另一側(cè)的兩個離心機(jī)臂102之間安裝有振動臺2，轉(zhuǎn)軸101位于配重塊和振動臺2之間。

所述振動臺2為電動振動臺，用于向被試驗(yàn)裝置提供振動試驗(yàn)環(huán)境。所述振動臺2通過安裝支架3安裝于兩個所述離心機(jī)臂102之間。所述振動臺 2的振動方向與所述離心機(jī)臂102的軸向平行。

所述冷卻風(fēng)機(jī)4通過定位環(huán)和蒙皮鋼板固定安裝于離心機(jī)臂102之間，用于通過風(fēng)管向所述振動臺2提供冷卻風(fēng)。

所述功率放大器5固定安裝于轉(zhuǎn)軸101所在的離心機(jī)基座之上。所述功率放大器5能夠被遠(yuǎn)程控制。所述功率放大器5能夠接收振動控制儀主機(jī)9輸出的控制信號，放大后輸出給振動臺2。所述功率放大器5還能夠向冷卻風(fēng)機(jī)4和振動臺2供電。

離心環(huán)境下的振動試驗(yàn)過程中無法提前準(zhǔn)確地預(yù)調(diào)振動臺2的平衡位置，因此，在離心機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到要求值后，必須使用動圈對中系統(tǒng)6對振動臺2的動圈進(jìn)行位置對中調(diào)節(jié)。所述動圈對中系統(tǒng)6如圖2所示，包括對中控制器601、對中控制電磁閥602、動圈平衡油氣彈簧603、動圈蓄能器604、動圈位置傳感器605和油源。所述對中控制器601和對中控制電磁閥602均安裝于轉(zhuǎn)軸101之上。所述對中控制器601能夠接受遠(yuǎn)控系統(tǒng)7輸出的控制信號和動圈位置傳感器605反饋回的位置信號，并向?qū)χ锌刂齐姶砰y602輸出控制信號。所述對中控制電磁閥602安裝于轉(zhuǎn)軸101所在的離心機(jī)基座上，能夠接收對中控制器601輸出的控制信號，改變閥門的開閉狀態(tài)。所述對中控制電磁閥602有兩個，其中一個對中控制電磁閥602的兩端分別連接至油滑環(huán)和動圈平衡油氣彈簧603油腔的輸入端；另一個對中控制電磁閥602的兩端分別連接至油滑環(huán)和動圈平衡油氣彈簧603油腔的輸出端。所述動圈平衡油氣彈簧603通過螺紋固定安裝于動圈后端，動圈平衡油氣彈簧603的活塞桿與振動臺2的動圈固定連接，動圈平衡油氣彈簧603的氣腔連接至動圈蓄能器604。所述動圈平衡油氣彈簧603能夠通過預(yù)充氣壓和油壓在平衡狀態(tài)的變化，從而改變振動臺2的動圈的平衡位置。所述動圈蓄能器604固定安裝于安裝支架3之上，動圈蓄能器604內(nèi)貯存有一定壓力的氣體，用于向動圈平衡油氣彈簧603的氣腔提供具有一定壓力的氣體。所述動圈位置傳感 器605固定安裝于安裝支架3之上，用于將振動臺2的所述動圈的位置反饋回對中控制器601。

所述遠(yuǎn)控系統(tǒng)7的設(shè)置位置遠(yuǎn)離離心機(jī)1和振動臺2，用于動圈對中系統(tǒng)7進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

所述振動控制儀主機(jī)8安裝于離心機(jī)臂102上靠近轉(zhuǎn)軸101的位置處，用于接收計算機(jī)9的設(shè)定信號和加速度傳感器10的反饋信號，經(jīng)過運(yùn)算后向功率放大器5輸出控制信號。

所述計算機(jī)9的設(shè)置位置遠(yuǎn)離離心機(jī)1和振動臺2，用于對振動臺2的振動譜型、頻率、幅值、和加速度參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。

所述加速度傳感器10安裝于振動臺2之上，用于向振動控制儀主機(jī)8反饋加速度信息，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

所述220v供電滑環(huán)、光纖滑環(huán)、油滑環(huán)、380v供電滑環(huán)和信號滑環(huán)均安裝于轉(zhuǎn)軸101之上。所述220v供電滑環(huán)用于對振動控制儀主機(jī)8和220v電源之間的供電電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)接。所述光纖滑環(huán)用于對振動控制儀主機(jī)8和計算機(jī)9之間的傳輸信號進(jìn)行轉(zhuǎn)接。所述油滑環(huán)用于對兩個對中控制電磁閥602和油源之間的油路進(jìn)行轉(zhuǎn)接。所述380v供電滑環(huán)用于對功率放大器5和380v電源之間的供電電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)接。所述信號滑環(huán)用于對功率放大器5和遠(yuǎn)控系統(tǒng)7之間的傳輸信號進(jìn)行轉(zhuǎn)接。