本實(shí)用新型屬于力學(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(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

過載振動(dòng)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(shí)大部分航天儀器設(shè)備工作在振動(dòng)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(dòng)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(duì)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(dòng)和過載復(fù)合環(huán)境載荷對(duì)試驗(yàn)件的影響不等于振動(dòng)載荷和過載環(huán)境載荷的簡(jiǎn)單相加所產(chǎn)生的響應(yīng)。國(guó)內(nèi)目前還沒有公開實(shí)行的離心振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

目前國(guó)際上使用較多、技術(shù)水平最先進(jìn)的離心機(jī)振動(dòng)臺(tái)是電液伺服控制振動(dòng)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(chǎng)甩油多，易損且維修不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題為：現(xiàn)有離心機(jī)振動(dòng)臺(tái)工作頻率低，現(xiàn)場(chǎng)甩油多，易損且維修不方便。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下所述：

一種過載振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)，包括：離心機(jī)、振動(dòng)臺(tái)、安裝支架、冷卻風(fēng)機(jī)、功率放大器、動(dòng)圈對(duì)中系統(tǒng)、遠(yuǎn)控系統(tǒng)、振動(dòng)控制儀主機(jī)、計(jì)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(hào)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(dòng)臺(tái)為電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，用于向被試驗(yàn)裝置提供振動(dòng)試驗(yàn)環(huán)境；所述振動(dòng)臺(tái)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(dòng)臺(tái)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(dòng)控制儀主機(jī)輸出的控制信號(hào)，放大后輸出給振動(dòng)臺(tái)；所述功率放大器還能夠向冷卻風(fēng)機(jī)和振動(dòng)臺(tái)供電；所述動(dòng)圈對(duì)中系統(tǒng)用于對(duì)振動(dòng)臺(tái)的動(dòng)圈進(jìn)行位置對(duì)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(dòng)臺(tái)，用于動(dòng)圈對(duì)中系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；所述振動(dòng)控制儀主機(jī)安裝于離心機(jī)上，用于接收計(jì)算機(jī)的設(shè)定信號(hào)和加速度傳感器的反饋信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算后向功率放大器輸出控制信號(hào)；所述計(jì)算機(jī)的設(shè)置位置遠(yuǎn)離離心機(jī)和振動(dòng)臺(tái)，用于對(duì)振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)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(dòng)臺(tái)之上，用于向振動(dòng)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(hào)滑環(huán)均安裝于轉(zhuǎn)軸之上；所述220V供電滑環(huán)用于對(duì)振動(dòng)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(duì)振動(dòng)控制儀主機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的傳輸信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)接；所述油滑環(huán)用于對(duì)兩個(gè)對(duì)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(duì)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(hào)滑環(huán)用于對(duì)功率放大器和遠(yuǎn)控系統(tǒng)之間的傳輸信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)接。

優(yōu)選的，所述離心機(jī)的具有動(dòng)力裝置、轉(zhuǎn)軸和離心機(jī)臂；所述轉(zhuǎn)軸能夠在動(dòng)力裝置的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)；所述離心機(jī)臂為一對(duì)，固定設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸之上，所述離心機(jī)臂設(shè)置時(shí)，兩個(gè)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(gè)離心機(jī)臂之間安裝有配重塊，另一側(cè)的兩個(gè)離心機(jī)臂之間安裝有振動(dòng)臺(tái)，轉(zhuǎn)軸位于配重塊和振動(dòng)臺(tái)之間。

優(yōu)選的，所述振動(dòng)臺(tái)通過安裝支架安裝于兩個(gè)所述離心機(jī)臂之間；所述振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)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(dòng)圈對(duì)中系統(tǒng)包括：對(duì)中控制器、對(duì)中控制電磁閥、動(dòng)圈平衡油氣彈簧、動(dòng)圈蓄能器、動(dòng)圈位置傳感器和油源；所述對(duì)中控制器和對(duì)中控制電磁閥均安裝于轉(zhuǎn)軸之上；所述對(duì)中控制器能夠接受遠(yuǎn)控系統(tǒng)輸出的控制信號(hào)和動(dòng)圈位置傳感器反饋回的位置信號(hào)，并向?qū)χ锌刂齐姶砰y輸出控制信號(hào)；所述對(duì)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(duì)中控制器輸出的控制信號(hào)，改變閥門的開閉狀態(tài)；所述對(duì)中控制電磁閥有兩個(gè)，其中一個(gè)對(duì)中控制電磁閥的兩端分別連接至油滑環(huán)和動(dòng)圈平衡油氣彈簧油腔的輸入端；另一個(gè)對(duì)中控制電磁閥的兩端分別連接至油滑環(huán)和動(dòng)圈平衡油氣彈簧油腔的輸出端；所述動(dòng)圈平衡油氣彈簧通過螺紋固定安裝于動(dòng)圈后端，動(dòng)圈平衡油氣彈簧的活塞桿與振動(dòng)臺(tái)的動(dòng)圈固定連接，動(dòng)圈平衡油氣彈簧的氣腔連接至動(dòng)圈蓄能器；所述動(dòng)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(dòng)臺(tái)的動(dòng)圈的平衡位置；所述動(dòng)圈蓄能器固定安裝于安裝支架之上，動(dòng)圈蓄能器內(nèi)貯存有一定壓力的氣體，用于向動(dòng)圈平衡油氣彈簧的氣腔提供具有一定壓力的氣體；所述動(dòng)圈位置傳感器固定安裝于安裝支架之上，用于將振動(dòng)臺(tái)的所述動(dòng)圈的位置反饋回對(duì)中控制器。

本實(shí)用新型的有益效果為：

(1)本實(shí)用新型的裝置頻響快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，解決了目前離心振動(dòng)臺(tái)工作頻率低、現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)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為本實(shí)用新型的過載振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為動(dòng)圈對(duì)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(dòng)臺(tái)，3-安裝支架，4-冷卻風(fēng)機(jī)，5-功率放大器，6-動(dòng)圈對(duì)中系統(tǒng)，601-對(duì)中控制器，602-對(duì)中控制電磁閥，603-動(dòng)圈平衡油氣彈簧，604-動(dòng)圈蓄能器，605-動(dòng)圈位置傳感器，7-遠(yuǎn)控系統(tǒng)，8-振動(dòng)控制儀主機(jī)，9-計(jì)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(duì)本實(shí)用新型的一種過載振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型的一種過載振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)包括：離心機(jī)1、振動(dòng)臺(tái)2、安裝支架3、冷卻風(fēng)機(jī)4、功率放大器5、動(dòng)圈對(duì)中系統(tǒng)6、遠(yuǎn)控系統(tǒng)7、振動(dòng)控制儀主機(jī)8、計(jì)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(hào)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(dòng)力裝置、轉(zhuǎn)軸101和離心機(jī)臂102。所述轉(zhuǎn)軸101能夠在動(dòng)力裝置的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)。所述離心機(jī)臂102為一對(duì)，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(shí)，兩個(gè)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(duì)所述離心機(jī)臂102通過卡箍和定位環(huán)連接為一個(gè)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(gè)離心機(jī)臂102之間安裝有配重塊，另一側(cè)的兩個(gè)離心機(jī)臂102之間安裝有振動(dòng)臺(tái)2，轉(zhuǎn)軸101位于配重塊和振動(dòng)臺(tái)2之間。

所述振動(dòng)臺(tái)2為電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，用于向被試驗(yàn)裝置提供振動(dòng)試驗(yàn)環(huán)境。所述振動(dòng)臺(tái)2通過安裝支架3安裝于兩個(gè)所述離心機(jī)臂102之間。所述振動(dòng)臺(tái) 2的振動(dòng)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(dòng)臺(tái)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(dòng)控制儀主機(jī)9輸出的控制信號(hào)，放大后輸出給振動(dòng)臺(tái)2。所述功率放大器5還能夠向冷卻風(fēng)機(jī)4和振動(dòng)臺(tái)2供電。

離心環(huán)境下的振動(dòng)試驗(yàn)過程中無法提前準(zhǔn)確地預(yù)調(diào)振動(dòng)臺(tái)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(dòng)圈對(duì)中系統(tǒng)6對(duì)振動(dòng)臺(tái)2的動(dòng)圈進(jìn)行位置對(duì)中調(diào)節(jié)。所述動(dòng)圈對(duì)中系統(tǒng)6如圖2所示，包括對(duì)中控制器601、對(duì)中控制電磁閥602、動(dòng)圈平衡油氣彈簧603、動(dòng)圈蓄能器604、動(dòng)圈位置傳感器605和油源。所述對(duì)中控制器601和對(duì)中控制電磁閥602均安裝于轉(zhuǎn)軸101之上。所述對(duì)中控制器601能夠接受遠(yuǎn)控系統(tǒng)7輸出的控制信號(hào)和動(dòng)圈位置傳感器605反饋回的位置信號(hào)，并向?qū)χ锌刂齐姶砰y602輸出控制信號(hào)。所述對(duì)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(duì)中控制器601輸出的控制信號(hào)，改變閥門的開閉狀態(tài)。所述對(duì)中控制電磁閥602有兩個(gè)，其中一個(gè)對(duì)中控制電磁閥602的兩端分別連接至油滑環(huán)和動(dòng)圈平衡油氣彈簧603油腔的輸入端；另一個(gè)對(duì)中控制電磁閥602的兩端分別連接至油滑環(huán)和動(dòng)圈平衡油氣彈簧603油腔的輸出端。所述動(dòng)圈平衡油氣彈簧603通過螺紋固定安裝于動(dòng)圈后端，動(dòng)圈平衡油氣彈簧603的活塞桿與振動(dòng)臺(tái)2的動(dòng)圈固定連接，動(dòng)圈平衡油氣彈簧603的氣腔連接至動(dòng)圈蓄能器604。所述動(dòng)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(dòng)臺(tái)2的動(dòng)圈的平衡位置。所述動(dòng)圈蓄能器604固定安裝于安裝支架3之上，動(dòng)圈蓄能器604內(nèi)貯存有一定壓力的氣體，用于向動(dòng)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(dòng)圈位置傳感 器605固定安裝于安裝支架3之上，用于將振動(dòng)臺(tái)2的所述動(dòng)圈的位置反饋回對(duì)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(dòng)臺(tái)2，用于動(dòng)圈對(duì)中系統(tǒng)7進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

所述振動(dòng)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(jì)算機(jī)9的設(shè)定信號(hào)和加速度傳感器10的反饋信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算后向功率放大器5輸出控制信號(hào)。

所述計(jì)算機(jī)9的設(shè)置位置遠(yuǎn)離離心機(jī)1和振動(dòng)臺(tái)2，用于對(duì)振動(dòng)臺(tái)2的振動(dòng)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(dòng)臺(tái)2之上，用于向振動(dòng)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(hào)滑環(huán)均安裝于轉(zhuǎn)軸101之上。所述220V供電滑環(huán)用于對(duì)振動(dòng)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(duì)振動(dòng)控制儀主機(jī)8和計(jì)算機(jī)9之間的傳輸信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)接。所述油滑環(huán)用于對(duì)兩個(gè)對(duì)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(duì)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(hào)滑環(huán)用于對(duì)功率放大器5和遠(yuǎn)控系統(tǒng)7之間的傳輸信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)接。