一種大載荷高g值氣動(dòng)垂直沖擊試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及力學(xué)環(huán)境的沖擊測(cè)試與實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大載荷高g值氣動(dòng)垂直沖擊試驗(yàn)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]在高g值加速度沖擊環(huán)境下，系統(tǒng)元器件將承受巨大的慣性載荷，為保證系統(tǒng)具有高的抗沖擊過(guò)載能力，確保系統(tǒng)在高g值沖擊環(huán)境下能正常運(yùn)行，必須對(duì)元器件及其系統(tǒng)進(jìn)行高g值沖擊環(huán)境試驗(yàn)，以驗(yàn)證其可靠性。對(duì)于質(zhì)量和體積較小的元器件，其沖擊試驗(yàn)可以利用現(xiàn)有的Hopkinson壓桿裝置、擺錘裝置、垂直沖擊裝置、空氣炮、實(shí)彈打靶等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。Hopkinson壓桿技術(shù)可實(shí)現(xiàn)沖擊加速度10萬(wàn)g到20萬(wàn)g、脈寬幾百到幾十微秒、脈沖波形為半正弦的高g值沖擊環(huán)境，但負(fù)載很小?？諝馀诤蛯?shí)彈打靶技術(shù)和實(shí)際的高g沖擊環(huán)境最為接近，負(fù)載能力不大，需要專(zhuān)門(mén)的場(chǎng)地，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，試驗(yàn)周期長(zhǎng)，費(fèi)用高。擺錘和垂直沖擊裝置可以實(shí)現(xiàn)5萬(wàn)g到10萬(wàn)g、幾十微秒到幾十毫秒、多種波形的沖擊脈沖，當(dāng)g值較高時(shí)，負(fù)載能力急劇下降。對(duì)于質(zhì)量在幾千克以下的被測(cè)件，這兩種裝置是目前應(yīng)用最廣的高g值沖擊試驗(yàn)手段，尤其是垂直沖擊裝置。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外的垂直沖擊裝置主要采用自由跌落、彈簧儲(chǔ)能加速、壓縮氣體驅(qū)動(dòng)等方式實(shí)現(xiàn)，原理是將被測(cè)件安裝至工作臺(tái)面上，采用某種方式將平臺(tái)提升到一定的高度，然后釋放，使臺(tái)面及被測(cè)件一起與砧座碰撞，產(chǎn)生高g值沖擊環(huán)境，可通過(guò)改變臺(tái)面和砧座之間的碰撞接觸條件，調(diào)節(jié)沖擊脈沖波形。如中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào):201110302992.X)就公開(kāi)了一種簡(jiǎn)易高g值加速度沖擊試驗(yàn)臺(tái)，包括底座，立柱，上座，響應(yīng)頭總成、夾持控制總成和沖桿總成，將被測(cè)傳感器用螺釘安裝于響應(yīng)頭總成的響應(yīng)頭上端面，連接好線路，將響應(yīng)頭擋片擋住響應(yīng)頭上端面外沿，擰緊響應(yīng)頭擋片螺釘，保證沖桿總成中沖桿垂直跌落時(shí)安裝在響應(yīng)頭上的傳感器和沖桿具有相同的初速度，用手提升沖桿至一定高度，將夾持控制總成中的夾持桿夾緊并提起控制手柄使得夾持桿卡槽卡住夾持桿，記錄沖桿提升的高度，設(shè)置好采集系統(tǒng)參數(shù)，沖桿高速垂直以一定的初速度和底座碰撞反彈，產(chǎn)生高g值加速度沖擊信號(hào)。但這種加速度沖擊試驗(yàn)臺(tái)不能滿足一些被測(cè)件質(zhì)量較大(如幾十甚至上百千克)，沖擊加速度在幾千個(gè)g值、脈寬在毫秒到幾十毫秒的高g值沖擊測(cè)試試驗(yàn)，因此仍有必要對(duì)大載荷、高g值的沖擊試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行研究。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種大載荷高g值氣動(dòng)垂直沖擊試驗(yàn)臺(tái)，滿足高g值水平、大負(fù)載能力、脈寬較大且可調(diào)節(jié)的沖擊環(huán)境測(cè)試需求。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種大載荷高g值氣動(dòng)垂直沖擊試驗(yàn)臺(tái)，其包括:外殼總成，所述外殼總成包括外殼主體，所述外殼主體為內(nèi)部設(shè)有中空腔的筒狀結(jié)構(gòu)；
[0006]砧座總成，所述砧座總成包括砧座主體，所述砧座主體為內(nèi)部設(shè)有中空腔的筒狀結(jié)構(gòu)，所述砧座主體位于所述外殼主體的中空腔內(nèi)，所述砧座主體的上端面設(shè)有波形調(diào)整墊，所述砧座主體的下端設(shè)有減震裝置，所述砧座主體的側(cè)壁上設(shè)有貫通的主體切口；氣缸總成，所述氣缸總成包括驅(qū)動(dòng)氣缸，所述驅(qū)動(dòng)氣缸位于所述砧座主體的中空腔內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)氣缸下端開(kāi)口，所述驅(qū)動(dòng)氣缸下方設(shè)有一密封板，所述密封板位于一密封氣囊上，所述密封氣囊充氣后，所述密封板將所述驅(qū)動(dòng)氣缸的下端開(kāi)口密封，所述驅(qū)動(dòng)氣缸內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)活塞，所述驅(qū)動(dòng)活塞將所述驅(qū)動(dòng)氣缸的內(nèi)腔分為驅(qū)動(dòng)氣缸上腔室和驅(qū)動(dòng)氣缸下腔室，所述驅(qū)動(dòng)氣缸上設(shè)有高壓氣體入口，所述高壓氣體入口與所述驅(qū)動(dòng)氣缸上腔室連通；臺(tái)面總成，所述臺(tái)面總成包括臺(tái)面主體，所述臺(tái)面主體位于所述砧座主體上方，所述臺(tái)面主體的下端與一拉桿連接，所述拉桿依次穿過(guò)所述站座主體、驅(qū)動(dòng)氣缸的上端面與所述驅(qū)動(dòng)活塞固定連接;夾持釋放總成，所述夾持釋放總成包括支撐架，所述支撐架上設(shè)有翼板，所述翼板穿過(guò)所述砧座主體側(cè)壁上的通槽與所述外殼主體固定連接，所述驅(qū)動(dòng)氣缸與所述支撐件固定連接，所述支撐架上設(shè)有用于夾持和釋放所述拉桿的夾持釋放機(jī)構(gòu)。
[0007]優(yōu)選地，所述夾持釋放機(jī)構(gòu)包括彈簧卡和壓環(huán)，所述彈簧卡的中央設(shè)有圓柱孔、外周面為圓錐面，所述拉桿穿過(guò)所述圓柱孔，所述壓環(huán)的內(nèi)周面為圓錐面，所述壓環(huán)位于所述彈簧卡的上方，所述壓環(huán)的內(nèi)周面與所述彈簧卡的外周面相配合，所述拉環(huán)與一推拉機(jī)構(gòu)連接，所述推拉機(jī)構(gòu)可帶動(dòng)所述壓環(huán)上下移動(dòng)，所述推拉機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述壓環(huán)向下移動(dòng)時(shí)，所述壓環(huán)壓緊所述彈簧卡，所述彈簧卡夾緊所述拉桿，所述推拉機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述壓環(huán)向上移動(dòng)時(shí)，所述壓環(huán)脫離所述彈簧卡，所述彈簧卡釋放所述拉桿。
[0008]優(yōu)選地，所述推拉機(jī)構(gòu)包括一缸座，所述缸座上設(shè)有至少一個(gè)缸室，所述缸室內(nèi)設(shè)有推拉活塞，所述缸室通過(guò)缸蓋密封，所述推拉活塞與拉軸連接，所述拉軸的一端穿過(guò)所述缸蓋與所述壓環(huán)連接，所述推拉活塞將所述腔室分為缸座上腔室和缸座下腔室兩部分，所述缸座上腔室與制動(dòng)進(jìn)氣口連通。
[0009]優(yōu)選地，所述壓環(huán)還與一復(fù)位彈簧連接。
[0010]優(yōu)選地，所述減震裝置為一減震氣囊，所述減震氣囊與一砧座底板連接，所述砧座底板與所述砧座主體連接。
[0011]優(yōu)選地，所述外殼主體的底部還設(shè)有一外殼底板，所述減震氣囊位于所述砧座底板與所述外殼底板之間，所述砧座底板與所述外殼底板之間還設(shè)有一支撐環(huán)。
[0012]優(yōu)選地，所述拉桿為中空拉桿。
[0013]優(yōu)選地，所述砧座主體上設(shè)有用于排氣管穿過(guò)的砧座主體空氣炮排氣管通道，以及與所述砧座主體空氣炮排氣管通道對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)的砧座主體空氣炮排氣管通道對(duì)稱(chēng)孔。
[0014]優(yōu)選地，所述外殼主體的中空腔中設(shè)有用于對(duì)所述砧座主體進(jìn)行限位的砧座限位臺(tái)階面。
[0015]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)氣缸內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)活塞限位臺(tái)階面，當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)活塞抵靠在所述驅(qū)動(dòng)活塞限位臺(tái)階面上時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)氣缸上腔室的體積小于所述驅(qū)動(dòng)氣缸下腔室的體積。
[0016]如上所述，本實(shí)用新型的大載荷高g值氣動(dòng)垂直沖擊試驗(yàn)臺(tái)具有以下有益效果:
[0017]I)該試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，采用空氣炮釋放壓縮空氣進(jìn)入到驅(qū)動(dòng)氣缸內(nèi)，在驅(qū)動(dòng)氣缸內(nèi)進(jìn)行兩級(jí)膨脹推動(dòng)驅(qū)動(dòng)活塞垂直向下加速，空氣炮的爆炸能量大，空氣炮的爆炸能量可以盡可能多的轉(zhuǎn)換成工作臺(tái)面總成的初速度，從而獲得大的沖擊加速度;且可通過(guò)其體積和氣體壓力大小來(lái)獲得不同的爆炸能量，因此可根據(jù)被測(cè)件質(zhì)量大小和沖擊g值水平大小進(jìn)行選配，靈活方便。
[0018]2)由于工作臺(tái)面總成的驅(qū)動(dòng)由空氣炮配合驅(qū)動(dòng)氣缸和驅(qū)動(dòng)活塞來(lái)實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)活塞與驅(qū)動(dòng)氣缸之間可以不設(shè)密封圈，因此，工作臺(tái)面總成上下運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力幾乎可以忽略不計(jì);這樣一方面可減小提升工作臺(tái)面總成時(shí)的阻力，特別是當(dāng)提升到工作高度后，夾持機(jī)構(gòu)需要克服的垂直向下的力僅僅為工作臺(tái)面總成及被測(cè)件的自重，使得夾持釋放機(jī)構(gòu)的加持力大大減?。涣硪环矫嬉部捎行г黾庸ぷ髋_(tái)面上可加裝的負(fù)載，使對(duì)大負(fù)載試件進(jìn)行沖擊試驗(yàn)成為可能。
[0019]3)整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊，組成零部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本較低。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的總體組成三維結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0021 ]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的平面結(jié)構(gòu)原理圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例夾持釋放總成部分的截面圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例夾持釋放結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0025]1、外殼主體;2、砧座主體;3、砧座底板;4、減震氣囊;5、外殼底板;6、波形調(diào)整墊；
7、臺(tái)面主體;8、拉桿;9、驅(qū)動(dòng)活塞；10、螺母;11、驅(qū)動(dòng)氣缸;12、支撐架；13、螺栓;14、密封板；15、密封氣囊；16、托架;17、螺栓;18、支撐環(huán)；19、吊耳;20、彈簧卡;21、壓環(huán);22、拉軸;23、缸蓋;24、推拉活塞；25、復(fù)位彈簧;26、固定環(huán);27、螺母;28、缸座；29、密封圈；30、螺栓;31、氣缸固定環(huán);32、減震氣囊進(jìn)氣管通道;33、排氣