專利名稱：三軸振動試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及力學環(huán)境試^i殳備，具體涉及一種X、 Y、 Z三軸向振動 試驗裝置.該三軸向振動試驗裝置可用于模擬X、 Y、 Z三個軸向單獨作用的 振動環(huán)境，也可用于模擬X、 Y、 Z三個軸向同時作用的復合振動環(huán)境。
背景技術：
產品在實際工況下經受的自然振動是X、 Y、 Z三軸向的復合振動，目前 因試驗設備及手段的限制，振動試驗裝置只能模擬出單軸向的振動。因此， 現(xiàn)有振動試驗的一般做法是先后分別對某一產品進行單軸向的振動試驗， 然后以產品所承受三個單軸向的振動來綜合評價產品的抗振動性能。以三向 電動振動臺為例(該三向電動振動臺一般由一個電動振動臺和一個水平滑臺 組成)，先將產品定位于電動振動臺的工作臺面上對產品做垂直Z方向的振動 試驗，水平滑臺不使用，然后將電動振動臺的臺體翻轉至水平方向并與水平 滑臺連接，將產品定位于水平滑臺上做水平X方向的振動試驗，最后再將產 品在水平滑臺上轉向90。定位完成7jC平Y方向的振動試驗。
上述振動試驗的不足a、現(xiàn)有振動試驗需先后進行三個單軸向的試驗， 三次試驗間都需要專業(yè)人員進行高要求的調整和定位，耗時長，搮作很煩瑣； b、現(xiàn)有振動試驗是讓產品先后經受三個單軸向的振動來評定產品的性能，這 與真實的復合振動環(huán)境不符，存在很大誤差，不能真實反應產品的抗振性能。
因此，如何開發(fā)出一種能模擬出三軸向同時作用的復合振動環(huán)境的振動 試驗裝置，克服上述振動試驗的不足，是本實用新型研究的重點。 發(fā)明內容
本實用新型提供一種全新的三軸振動試驗裝置，其目的是要解決現(xiàn)有技 術從事三向振動試驗時，需多次調整，操作煩瑣費時，而且不能模擬出兩個 軸向或三個軸向同時作用的復合振動環(huán)境，導致對產品抗振性能評價不準確 的技術問題，
為達到上述目的，本實用新型采用的笫一技術方案是 一種三軸振動試 驗裝置，包括一個試件工作臺、三個振動發(fā)生器以及三個或三組單向傳振連 接器；
以試件工作臺的重心為基準，在z方向上布置第一振動發(fā)生器，第一振 動發(fā)生器的振動體與試件工作臺底面經笫 一或笫 一組單向傳振連接器連接；在X方向上布置第二振動發(fā)生器，第二振動發(fā)生器的振動體與試件工作臺的 對應側面經笫二或第二組單向傳振連接器連接；在Y方向上布置第三振動發(fā) 生器，第三振動發(fā)生器的振動體與試件工作臺的對應側面經第三或笫三組單 向傳振連接器連接；
所述每個單向傳M接器由第一連接座、第二連接座和中間連接件組成， 其中，中間連接件位于第一連接座與第二連接座之間，中間連接件的一端與 第一連接座導向滑動連接，構成第一導向滑動副，中間連接件的另一端與第 二連接座導向滑動連接，構成第二導向滑動副，第一導向滑動副與第二導向 滑動副在空間中相互垂直，并構成單向傳振連接器的自由滑動平面，而中間 連接件相對于第 一連接座和第二連接座在垂直于所述自由滑動平面的方向上 定位連接，并構成單向傳振連接器的單向傳振方向；
笫一或第一組單向傳振連接器的單向傳振方向為z方向，第二或第二組 單向傳振連接器的單向傳振方向為X方向，笫三或笫三組單向傳振連接器的 單向傳振方向為Y方向；所述單向傳振連接器的第一連接座和第二連接座兩 者中， 一個與試件工作臺固定連接，另一個與振動發(fā)生器的振動體固定連接.
為達到上述目的，本實用新型采用的笫二技術方案是 一種三軸振動試 驗裝置，包括一個試件工作臺、兩個振動發(fā)生器以及兩個或兩組單向傳振連 接器；
以試件工作臺的重心為基準，在z方向上布置笫一振動發(fā)生器，笫一振 動發(fā)生器的振動體與試件工作臺底面經第一或第一組單向傳振連接器連接； 在x或Y方向上布置笫二振動發(fā)生器，笫二振動發(fā)生器的振動體與試件工作 臺的對應側面經第二或笫二組單向傳M接器連接；
所述每個單向傳M接器由第一連接座、笫二連接座和中間連接件組成， 其中，中間連接件位于第一連接座與第二連接座之間，中間連接件的一端與 笫一連接座導向滑動連接，構成笫一導向滑動副，中間連接件的另一端與笫 二連接座導向滑動連接，構成笫二導向滑動副，第一導向滑動副與第二導向 滑動副在空間中相互垂直，并構成單向傳振連接器的自由滑動平面，而中間 連接件相對于第一連接座和第二連接座在垂直于所述自由滑動平面的方向上 定位連接，并構成單向傳振連接器的單向傳振方向；
笫一或第一組單向傳振連接器的單向傳振方向為z方向，第二或第二組 單向傳振連接器的單向傳振方向為X或Y方向；所述單向傳振連接器的第一 連接座和第二連接座兩者中， 一個與試件工作臺固定連接，另一個與振動發(fā)生器的振動體固定連接.上述兩個技術方案中的有關內容解釋如下1、 上述兩方案中，所述振動發(fā)生器可以采用電動振動臺、M振動臺、 液壓振動臺或機械振動機構，其中M振動機構是指能夠產生Wfe振動的機 構。2、 上述兩方案中，三軸振動試驗裝置包括試件工作臺、振動發(fā)生器以及 單向傳振連接器采用了開放式描述，其含義在于還可以包括其它裝置、部件 或系統(tǒng)，比如當振動發(fā)生器采用電動振動臺時需要配置控制和驅動系統(tǒng)，當 采用液壓振動臺時需要配置液壓系統(tǒng).3、 上述兩方案中，為了使單向傳振連接器在傳遞振動的方向保持剛性連 接效果，減少失真度，更好地傳遞振動，可以在單向傳振連接器的第一連接 座和第二連接座中設置壓力注油孔道，在導向滑動副中形成靜壓油膜，該靜 壓油膜在單向傳振方向上構成靜壓支承.4、 上述兩方案中，所述每組單向傳M接器由至少兩個單向傳振連接器 并列構成.5、 上述兩方案中，為了減少試件工作臺在安裝試件后重心偏移所帶來的 影響，可以在試件工作臺Z方向上設有彈性支承或懸掛結構，其中彈性支承 結構從下方支撐試件工作臺，彈性懸掛結構從上方懸掛試件工作臺.所述彈 性支承結構比較典型的是氣囊或彈簧.本實用新型有以下三種使用情況第一種X、 Y或Z方向單獨作用的振動試驗；如進行Z方向振動試驗 時，只M動第一振動發(fā)生器發(fā)出Z方向的振動，因試件工作臺與振動發(fā)生 器間經笫一單向傳振連接器連接，單向傳振方向正是Z方向，而X方向和Y 方向為自由滑動配合，第一振動發(fā)生器發(fā)出的振動經第一單向傳振連接器傳 遞給試件工作臺，實現(xiàn)單Z方向的振動試驗.進行X方向和Y方向振動時也 只要起動相對應方向上的振動發(fā)生器即可，工作過程與上^目似。單方向振 動發(fā)生器以正弦振動時，試件工作臺的運動軌跡是一條直線。第二種兩個方向同時作用的復合振動試驗；雖產品應用中的振動環(huán)境 本質上是三軸同時發(fā)生的，當其中 一個方向與其余兩向相比振動很小以至于 可以忽略，或者其中一個方向對振動試驗的結果影響不大，我們可以對試件 使用兩個方向同時振動試驗，相比兩個方向分開振動，它可以更準確地復現(xiàn) 真實工況。使用時，起動相對應的兩個方向上的振動發(fā)生器即可，它們發(fā)出的振動會經單向傳振連接器傳遞至試件工作臺上迭加作用，實現(xiàn)兩方向復合 振動試驗。兩個方向上的振動發(fā)生器發(fā)出正弦的同頻振動時，試件工作臺的 運動軌跡是一個橢圓。第三種三個方向同時作用的復合振動試驗；三軸向復合振動，能準確 復現(xiàn)真實工況，最接近自然真實的環(huán)境，使用時，起動三個振動發(fā)生器，三實現(xiàn)三方向復合振動試驗.三方向上的振動發(fā)生器均發(fā)出正弦的同頻振動時， 試作工作臺的運動軌跡是一個橢球。與現(xiàn)有技^M目比，本實用新型的優(yōu)點有1、 由于本實用新型的特殊結構，當進行分次單向振動試驗時，可快速地 在X、 Y和Z三方向振動試驗間切換，省去中間的旋轉臺體，調整系統(tǒng)等工 序，提高了振動試驗效率。2、 由于本實用新型的特殊結構，可通過協(xié)調M動發(fā)生器的振動波，模 擬出真實環(huán)境下兩個軸向或三個軸向同時作用的復合振動環(huán)境，更準確復現(xiàn) 真實工況，最接近自然真實的環(huán)境，大幅提升振動試驗結果的準確性。3、 由于本實用新型釆用的單向傳振連接器結構特殊，該單向傳振連接器 具有兩個相垂直的自由滑動副構成自由滑動平面，并且在垂直于所述自由滑 動平面的方向上是剛性連接，因此可以完全真實可靠地傳遞振動推力；并且， 本實用新型是將多個單向傳振連接器和振動發(fā)生器與工作臺面進行組合連 接，使各方向上振動發(fā)生器對工作臺面的驅動作用互不干涉，傳遞的振動信 號真實可靠，從而保證試驗的精度。


附圖i為本實用新型實施例一結構示意圖；附圖2為本實用新型實施例一單向傳振連接器結構示意圖；附圖3為本實用新型實施例一單向傳M接器局部剖視示意圖；附圖4為本實用新型實施例一單向傳振連接器的另一種結構的示意圖；附圖5為本實用新型實施例二結構示意圖。以上附圖中1、試件工作臺；2、第一振動發(fā)生器；3、第一單向傳振連 接器；4、第二振動發(fā)生器；5、第二單向傳振連接器；6、第三振動發(fā)生器； 7、第三單向傳振連接器；8、第一連接座；9、第二連接座；10、中間連接件； 11、壓力注油孔道；12、導軌；13、滑塊；14、阻擋防脫面；15、導柱；16、 導向孔。
具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一參見附圖1所示， 一種三軸振動試驗裝置，包括一個試件工 作臺1、三個振動發(fā)生器以及三個單向傳振連接器；以試件工作臺1的重心為 基準，在Z方向上布置第一振動發(fā)生器2，該笫一振動發(fā)生器2是個電動振動 臺，第一振動發(fā)生器2的振動體(即電動振動臺中的動閨)與試件工作臺1 底面經第一單向傳振連接器3連接；在X方向上布置第二振動發(fā)生器4，該第 二振動發(fā)生器4也是個電動振動臺，第二振動發(fā)生器4的振動體(即電動振 動臺的動團)與試件工作臺1垂直于X方向的側面經第二單向傳振連接器5 連接；在Y方向上布置笫三振動發(fā)生器6，該笫三振動發(fā)生器6也是個電動振 動臺，第三振動發(fā)生器6的振動體(即電動振動臺的動圏)與試件工作臺1 的對應側面經第三單向傳振連接器7連接。實施例一參見附圖1 ~附圖2所示，所述每個單向傳振連接器由笫一連 接座8、笫二連接座9和中間連接件10組成，其中，中間連接件10位于第一 連接座8與第二連接座9之間，中間連接件10的一端與第一連接座8導向滑 動連接，構成笫一導向滑動副，中間連接件10的另一端與第二連接座9導向 滑動連接，構成第二導向滑動副；第一導向滑動副與第二導向滑動副在空間 中相互垂直，并構成單向傳振連接器的自由滑動平面，而中間連接件10相對 于笫一連接座8和第二連接座9在垂直于所述自由滑動平面的方向上定位連 接，并構成單向傳M接器的單向傳振方向；第一單向傳振連接器3的單向 傳振方向為Z方向，第二單向傳振連接器5的單向傳振方向為X方向，第三 單向傳M接器7的單向傳振方向為Y方向；所述單向傳振連接器的笫一連 接座8和第二連接座9兩者中， 一個與試件工作臺1固定連接，另一個與振 動發(fā)生器的振動體(即動團上的工作臺面)固定連接。參見附圖2和附圖3所示，每個單向傳振連接器的笫一連接座8和笫二 連接座9上設導軌12，中間連接件10為一桿件，其兩端上設有滑塊13，滑 塊13 ^X笫一連接座8和第二連接座9上的導軌中滑動配合，以此構成兩個 滑動副；并且，第一連接座8笫二連接座9的導軌12開口沿上向內側設有阻 擋防脫面14，該阻擋防脫面14在單向傳振方向上與滑塊13阻擋配合，以此 在單向傳振方向上定位連接，附圖2中舉例畫出滑塊13的截面為矩形，實際 也可以是圃形、三角形、多邊形或其它異形.為了使單向傳振連接器在傳遞 振動的方向保持剛性連接效果，減少失真度，更好地傳遞振動，如附圖3所示，可在第一連接座8和第二連接座9中設置壓力注油孔道ll，在導向滑動 副中(即滑塊13與導軌12之間)形成靜壓油膜，該靜壓油膜在單向傳振方 向上構成靜壓支承.形成靜壓支承的原理是見附圖3，當滑塊13受到向下 的推力瞬間，滑塊13下移微量擠壓滑塊13下側的油膜使其變薄，而滑塊13 上側的空間增大，由于液體的不可壓縮性，滑塊13下側所受的壓力就大于上 側的壓力，在下側壓力的推動下，滑塊13^sf艮快回到中間的原位，保持剛性 連接，為了減少試件工作臺1在安裝試件后重心偏移所帶來的影響，所述試件 工作臺1在Z方向上還可設有彈性支承或懸桂結構(困中未畫出)，其中彈性 支承結構從下方支撐試件工作臺1，彈性懸桂結構從上方懸掛試件工作臺1.本實施例為舉例說明，具體還可以下局部的較佳變化1、 所述振動發(fā)生器2、 4和6不一定要采用電動振動臺，也可以采用機 械振動臺、液壓振動臺或M振動機構，2、 各振動發(fā)生器2、 4和6與試作工作臺1的連接，可采用一組單向傳 M接器即至少兩個單向傳M接器并列連接，3、 單向傳M接器的滑動副不一定要采用滑塊導軌S&合，還可以采用現(xiàn) 有的各種滑動導向結構，如附圖4所示，即是一較佳備選方案中間連接件 10的端部設一導柱15，第一連接座8和笫二連接座9為一導套，其中開設有 導向孔16，以導柱15穿設于導向孔16中滑動導向。并且，這個笫一連接座 8和第二連接座9上也可設壓力注油孔道11 (圖4中未畫出)，使導柱與導向 孑L配合面間形成靜壓油膜，達到靜壓支承。本實施例有以下三種使用方式笫一種X、 Y或Z方向單獨作用的振動 試驗；第二種兩個方向同時作用的復合振動試驗；第三種三個方向同時 作用的復合振動試驗，在進行三個方向同時作用的復合振動試驗時，可以通 過人為設計并協(xié)調各振動發(fā)生器的振動波形，使三軸向復合振動復現(xiàn)出真實 工況下的自然振動波形，使之達到最接近自然真實振動效果.具體人們可 將產品置于真實的工況下進行測試，以傳感器檢測出產品所受到的真實的復 合振動波形，然后通過計算分析將該振動波形分解成X、 Y或Z單方向上的 振動波，將本實施例的三個振動波發(fā)生器的振動波設計地與這三方向的振動 波相符，這樣試驗時X、 Y或Z三方向上振動波同時迭加在試件上再復合， 從而真實復現(xiàn)出真實工況下的自然振動，《吏振動試驗結果的準確性大幅提高。實施例二參見附圖5所示， 一種三軸振動試驗裝置，與實施例的不同之處在于它包括一個試件工作臺1、 二個振動發(fā)生器以及二個單向傳振連接 器；以試件工作臺1的重心為基準，在Z方向上布置笫一振動發(fā)生器2，第一 振動發(fā)生器2的振動體與試件工作臺1底面經笫一單向傳振連接器3連接； 在X或Y方向上布置第二振動發(fā)生器4 (如圖所示是X方向上布置)，笫二振 動發(fā)生器4的振動體與試件工作臺1的對應側面經笫二單向傳振連接器5連 接；第一單向傳振連接器3的單向傳振方向為Z方向，第二單向傳振連接器5 的單向傳振方向為X或Y方向(如圖中所示是X方向)。其他內容，如單向傳振連接器的具體結構變化均同實施例一，這,不再 贅述.本實施例也有三種使用情況但是這三種與實施例一存在不同第一種 X、 Z方向單獨作用的振動試驗；第二種X、 Z兩個方向同時作用的復合振 動試驗；第三種通過翻轉試件的方式，完成Y方向的單獨作用的振動試驗 以及Y方向和Z方向同時作用的復合振動試驗.上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉 此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并據(jù)以實施，并不能以此限制本 實用新型的保護范圍.凡根據(jù)本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾， 都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、一種三軸振動試驗裝置，其特征在于包括一個試件工作臺(1)、三個振動發(fā)生器以及三個或三組單向傳振連接器；以試件工作臺(1)的重心為基準，在Z方向上布置第一振動發(fā)生器(2)，第一振動發(fā)生器(2)的振動體與試件工作臺(1)底面經第一或第一組單向傳振連接器(3)連接；在X方向上布置第二振動發(fā)生器(4)，第二振動發(fā)生器(4)的振動體與試件工作臺(1)的對應側面經第二或第二組單向傳振連接器(5)連接；在Y方向上布置第三振動發(fā)生器(6)，第三振動發(fā)生器(6)的振動體與試件工作臺(1)的對應側面經第三或第三組單向傳振連接器(7)連接；所述每個單向傳振連接器由第一連接座(8)、第二連接座(9)和中間連接件(10)組成，其中，中間連接件(10)位于第一連接座(8)與第二連接座(9)之間，中間連接件(10)的一端與第一連接座(8)導向滑動連接，構成第一導向滑動副，中間連接件(10)的另一端與第二連接座(9)導向滑動連接，構成第二導向滑動副，第一導向滑動副與第二導向滑動副在空間中相互垂直，并構成單向傳振連接器的自由滑動平面，而中間連接件(10)相對于第一連接座(8)和第二連接座(9)在垂直于所述自由滑動平面的方向上定位連接，并構成單向傳振連接器的單向傳振方向；第一或第一組單向傳振連接器(3)的單向傳振方向為Z方向，第二或第二組單向傳振連接器(5)的單向傳振方向為X方向，第三或第三組單向傳振連接器(7)的單向傳振方向為Y方向；所述單向傳振連接器的第一連接座(8)和第二連接座(9)兩者中，一個與試件工作臺(1)固定連接，另一個與振動發(fā)生器的振動體固定連接。
2、 根據(jù)權利要求l所述的三軸振動試驗裝置，其特征在于所述單向傳 振連接器的第一連接座(8)和第二連接座(9)中設置壓力注油孔道(11)， 在導向滑動副中形成靜壓油膜，該靜壓油膜在單向傳振方向上構成靜壓支承。
3、 根據(jù)權利要求l所述的三軸振動試驗裝置，其特征在于所述振動發(fā) 生器采用電動振動臺、Wfe振動臺、^振動臺或M振動機構，
4、 根據(jù)權利要求l所述的三軸振動試驗裝置，其特征在于所述每組單 向傳^^接器由至少兩個單向傳4I^接器并列構成。
5、 根據(jù)權利要求l所述的三軸振動試驗裝置，其特征在于所述試件工 作臺(l)在Z方向上還設有彈性支承或懸掛結構，其中彈性支承結構從下方支撐試件工作臺(1),彈性懸桂結構從上方懸桂試件工作臺(1)。
6、 一種三軸振動試驗裝置，其特征在于包括一個試件工作臺(1)、兩 個振動發(fā)生器以及兩個或兩組單向傳振連接器；以試件工作臺(i)的重心為基準，在z方向上布置第一振動發(fā)生器(2)， 第一振動發(fā)生器(2)的振動體與試件工作臺(1)底面經第一或第一組單向 傳振連接器(3)連接；在X或Y方向上布置第二振動發(fā)生器(4)，第二振動 發(fā)生器(4)的振動體與試件工作臺(1)的對應側面經第二或第二組單向傳 絲接器(5)連接；所述每個單向傳擁L^接器由第一連接座(8)、第二連接座(9)和中間連 接件(10)組成，其中，中間連接件(10)位于第一連接座(8)與第二連接 座(9)之間，中間連接件(10)的一端與第一連接座(8)導向滑動連接， 構成第一導向滑動副，中間連接件(10)的另一端與第二連接座(9)導向滑 動連接，構成第二導向滑動副，第一導向滑動副與第二導向滑動副在空間中 相互垂直，并構成單向傳振連接器的自由滑動平面，而中間連接件(10)相 對于第一連接座(8)和第二連接座(9)在垂直于所述自由滑動平面的方向 上定位連接，并構成單向傳^^接器的單向傳振方向；第一或第一組單向傳IM^接器(3)的單向傳振方向為Z方向，第二或第 二組單向傳^i^接器(5)的單向傳振方向為X或Y方向；所述單向傳#^接 器(5)的笫一連接座(8)和第二連接座(9)兩者中， 一個與試件工作臺(1) 固定連接，另一個與振動發(fā)生器的振動體固定連接。
7、 才|1#權利要求6所述的三軸振動試驗裝置，其特4iE4于所述單向傳 M接器的第一連接座(8)和第二連接座(9)中設置壓力注油孔道(11)， 在導向滑動副中形成靜壓油膜，該靜壓油膜在單向傳振方向上構成靜壓支承.
8、 根據(jù)權利要求6所述的三軸振動試驗裝置，其特征在于所述振動發(fā) 生器釆用電動振動臺、M振動臺、液壓振動臺或,振動機構，
9、 根據(jù)權利要求6所述的三軸振動試驗裝置，其特征在于所述每組單 向傳M接器由至少兩個單向傳M接器并列構成.
10、 根據(jù)權利要求6所述的三軸振動試驗裝置，其特征在于所述試件 工作臺(l)在Z方向上還設有彈性支承或懸掛結構，其中彈性支承結構從下 方支撐試件工作臺(1)，彈性懸掛結構從上方懸掛試件工作臺(1).
專利摘要一種三軸振動試驗裝置，其特征在于包括一個試件工作臺、三個振動發(fā)生器以及三個或三組單向傳振連接器；以試件工作臺的重心為基準，在Z方向上第一振動發(fā)生器的振動體與試件工作臺底面經第一或第一組單向傳振連接器連接；在X方向上第二振動發(fā)生器的振動體與試件工作臺的對應側面經第二或第二組單向傳振連接器連接；在Y方向上第三振動發(fā)生器的振動體與試件工作臺的對應側面經第三或第三組單向傳振連接器連接；第一或第一組、第二或第二組、第三或第三組單向傳振連接器的單向傳振方向分別為Z方向、X方向、Y方向。本實用新型能模擬出真實環(huán)境下兩個軸向或三個軸向同時作用的復合振動環(huán)境，更準確復現(xiàn)真實工況，最接近自然真實的環(huán)境，大幅提升振動試驗結果的準確性。
文檔編號G01M7/00GK201218773SQ20082011279
公開日2009年4月8日 申請日期2008年5月4日 優(yōu)先權日2008年5月4日
發(fā)明者平 李, 武元楨, 濮龍鋒 申請人:蘇州試驗儀器總廠