專利名稱：氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)的沖擊試驗(yàn)，具體涉及一種氣動(dòng)式高加速度垂 直沖擊設(shè)備。
背景技術(shù)：
[0002]沖擊試驗(yàn)機(jī)主要用于產(chǎn)品的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)，可以模擬實(shí)際的沖擊脈沖和沖擊能 量，考核產(chǎn)品在使用、裝卸和運(yùn)輸過(guò)程中預(yù)期可能遭受的沖擊環(huán)境，以確定產(chǎn)品對(duì)各種沖擊 環(huán)境的適應(yīng)能力。[0003]國(guó)內(nèi)外的垂直沖擊試驗(yàn)機(jī)主要采用自由跌落的方式，原理是試驗(yàn)產(chǎn)品安裝在一個(gè) 平臺(tái)上，采用某種方式將平臺(tái)提升到一定的高度，然后釋放平臺(tái)，使平臺(tái)和產(chǎn)品一起自由跌 落到砧座上，砧座上安裝沖擊墊，產(chǎn)生需要的沖擊波形。根據(jù)平臺(tái)提升方式的不同，垂直沖 擊臺(tái)分為液壓提升、氣動(dòng)提升或者絲杠提升方式，不管采用何種提升方式，自由跌落式?jīng)_擊 臺(tái)沖擊能力較小。為了增加沖擊時(shí)平臺(tái)的初始速度，也采用了一些加速裝置，比如安裝反壓 彈簧、采用多股橡皮繩預(yù)拉平臺(tái)、采用汽缸預(yù)壓平臺(tái)等方式，安裝了加速裝置的跌落式?jīng)_擊 臺(tái)初始速度一般可達(dá)到12m/s。選用200X 200_的平臺(tái)，其最大沖擊過(guò)載和脈沖持續(xù)時(shí)間 可達(dá)到1500g, I 2ms。[0004]還有一種高加速度沖擊臺(tái)，或者安裝在垂直沖擊臺(tái)上的高加速度放大器，均是采 用臺(tái)面二次碰撞的原理，增大臺(tái)面的相對(duì)碰撞速度，達(dá)到大的沖擊加速度。高加速度沖擊臺(tái) 主要是為了達(dá)到高的沖擊加速度，最大沖擊加速度可達(dá)50000g，但是脈沖持續(xù)時(shí)間小，一般 在O. 05 O.1ms之間。[0005]能實(shí)現(xiàn)高加速度和長(zhǎng)脈沖持續(xù)時(shí)間的裝置目前主要采用氣體炮，氣體炮產(chǎn)生強(qiáng)沖 擊有兩種方式，一種是將安裝試品的彈丸用發(fā)射管發(fā)射，高壓氣體作用在彈丸底部，在彈丸 加速段產(chǎn)生所需要的強(qiáng)沖擊加速度，這種方法可以得到寬的脈沖持續(xù)時(shí)間，但是靠彈丸底 壓產(chǎn)生高加速度有一定的局限，一般加速度在IOOOOg以下,持續(xù)時(shí)間可以達(dá)10ms。一種是 將加速后的彈丸碰撞到一個(gè)靶標(biāo)上，在彈丸上產(chǎn)生近似半正弦的波形，通過(guò)改變靶標(biāo)上安 裝的緩沖材料可以調(diào)節(jié)沖擊脈沖持續(xù)時(shí)間，這種方式可以產(chǎn)生大的沖擊加速度，沖擊加速 度可以達(dá)到50000g，脈沖持續(xù)時(shí)間可達(dá)I 3ms。不管采用哪種方式，氣體炮發(fā)射管加上緩 沖段均很長(zhǎng)，根據(jù)不同的發(fā)射試驗(yàn)要求，長(zhǎng)度在20m 100m，占地面積大，造價(jià)高，準(zhǔn)備時(shí)間 長(zhǎng)，因此很難得到推廣應(yīng)用。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，其能模擬高能量 沖擊環(huán)境，解決了跌落式垂直沖擊臺(tái)只能產(chǎn)生高加速而不能達(dá)到較寬的脈沖持續(xù)時(shí)間，又 可在一定范圍內(nèi)達(dá)到水平氣體炮的技術(shù)條件，克服氣體炮占地面積大，造價(jià)昂貴的缺點(diǎn)，可 以用于引信、電子元器件等小試品高加速度沖擊試驗(yàn)。該氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備最 大沖擊加速度可達(dá)到5000g，脈沖持續(xù)時(shí)間I 5ms。[0007]為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下[0008]該氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備包括[0009]一沖擊筒，其固定安裝于一支架上，所述沖擊筒上部設(shè)有沖擊筒進(jìn)氣口，且所述沖 擊筒進(jìn)氣口與用以提供壓縮氣體的氣源連通，同時(shí)，所述沖擊筒上還設(shè)有沖擊筒出氣口 ；[0010]一活塞組件，其設(shè)于沖擊筒內(nèi)，并與沖擊筒內(nèi)壁密封配合，且還可在沖擊筒兩端之 間的一選定位置與沖擊筒下端之間自由滑動(dòng)，所述選定位置位于沖擊筒進(jìn)氣口下方，同時(shí) 所述活塞組件上端還設(shè)有至少一試品安裝位；[0011]一活塞限位釋放機(jī)構(gòu)，其用于在第一工作狀態(tài)下將活塞組件鎖止于所述沖擊筒上 的選定位置，以及在第二工作狀態(tài)下將活塞組件于所述沖擊筒上的選定位置釋放；[0012]一砧座，其設(shè)于沖擊筒正下方，且所述砧座上設(shè)有沖擊墊。[0013]作為優(yōu)選方案之一，所述沖擊筒是通過(guò)對(duì)稱分布的兩個(gè)水平旋轉(zhuǎn)軸安裝在支架 上，且所述沖擊筒可繞所述旋轉(zhuǎn)軸任意旋轉(zhuǎn)。[0014]作為優(yōu)選方案之一，所述沖擊筒通過(guò)緩沖機(jī)構(gòu)安裝在支架上，所述緩沖機(jī)構(gòu)包括 旋轉(zhuǎn)支撐塊、緩沖墊板和緩沖支座，其中，所述旋轉(zhuǎn)支撐塊內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸承，所述旋轉(zhuǎn)軸承 與安裝在沖擊筒上的水平旋轉(zhuǎn)軸配合，并且，所述旋轉(zhuǎn)支撐塊上部安裝有彈簧導(dǎo)向柱，下部 設(shè)置于緩沖墊板上，所述彈簧導(dǎo)向柱上安裝有緩沖彈簧，所述緩沖彈簧上方設(shè)有上擋塊，所 述緩沖墊板安裝在緩沖支座上。[0015]作為優(yōu)選方案之一，所述支架包括支架側(cè)板，所述旋轉(zhuǎn)支撐塊和上擋塊均活動(dòng)設(shè) 置于分布在支架側(cè)板上的卡槽中，并均可沿豎直方向運(yùn)動(dòng)。[0016]作為優(yōu)選方案之一，所述活塞組件包括[0017]一活塞，其上端面部設(shè)有至少一試品安裝位，外壁上設(shè)有一道以上密封槽，所述密 封槽內(nèi)安裝有活塞密封圈；[0018]至少一緩沖墊片,其覆設(shè)在所述試品上；[0019]以及，至少一個(gè)用于將所述緩沖墊片和試品壓緊固定在活塞上的壓緊螺母。[0020]作為優(yōu)選方案之一，所述試品安裝位包括設(shè)于活塞上端面的試品安裝槽。[0021]作為優(yōu)選方案之一，所述活塞限位釋放機(jī)構(gòu)包括一鎖舌，所述鎖舌可于沖擊筒上 設(shè)置的鎖舌孔內(nèi)自由穿行，并與所述鎖舌孔密封配合，同時(shí)，所述鎖舌還與伸縮驅(qū)動(dòng)裝置連 接。[0022]作為優(yōu)選方案之一，所述活塞限位釋放機(jī)構(gòu)還包括一鎖舌導(dǎo)向筒，所述鎖舌導(dǎo)向 筒與沖擊筒固定連接，所述鎖舌設(shè)于所述鎖舌導(dǎo)向筒內(nèi)，且所述鎖舌還經(jīng)至少一鎖舌密封 圈與所述鎖舌導(dǎo)向筒和鎖舌孔密封配合。[0023]作為優(yōu)選方案之一，所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置包括鎖緊汽缸，所述鎖緊汽缸通過(guò)鎖緊汽 缸安裝板安裝在所述支架中的支架側(cè)板上，且鎖緊汽缸的活塞桿與鎖舌固定連接。[0024]作為優(yōu)選方案之一，所述沖擊筒內(nèi)于所述選定位置附近還設(shè)有用于阻止活塞組件 上行的限位機(jī)構(gòu)，所述限位機(jī)構(gòu)包括分布在所述沖擊筒內(nèi)壁上的凸起部。[0025]此外，作為優(yōu)選方案之一，該氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備中還可設(shè)置一氣路系 統(tǒng)，藉以更為便捷的實(shí)現(xiàn)對(duì)該氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備工作過(guò)程進(jìn)行控制。該氣路系 統(tǒng)可包括三通、鎖緊汽缸減壓器、鎖緊汽缸電磁閥、沖擊筒減壓器、沖擊筒進(jìn)氣電磁閥、沖擊 筒放氣電磁閥、四通、壓力傳感器等組件，氣源輸出的壓縮空氣通過(guò)三通分別提供鎖緊汽缸減壓器、沖擊筒減壓器。其中，鎖緊汽缸減壓器減壓后，連接到鎖緊汽缸電磁閥，由鎖緊汽缸電磁閥控制鎖緊汽缸的供氣和放氣；沖擊筒減壓器減壓后，連接到?jīng)_擊筒進(jìn)氣電磁閥進(jìn)氣口，沖擊筒進(jìn)氣電磁閥出口通過(guò)一個(gè)四通，分別連接到?jīng)_擊筒、沖擊筒放氣電磁和壓力傳感器，沖擊筒進(jìn)氣電磁閥控制沖擊筒的進(jìn)氣，沖擊筒放氣電磁閥控制沖擊筒的放氣。[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型至少具有下列優(yōu)點(diǎn)[0027]1.本實(shí)用新型結(jié)合了氣體炮可以產(chǎn)生較大沖擊能量的優(yōu)點(diǎn)，采取垂直沖擊試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式，能達(dá)到現(xiàn)有垂直沖擊臺(tái)難于達(dá)到高沖擊加速度和較長(zhǎng)脈沖持續(xù)時(shí)間的要求?？梢杂糜谝?、小型電子產(chǎn)品的高沖擊過(guò)載試驗(yàn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎、造價(jià)低，而且制造、運(yùn)輸、安裝、使用都很方便。[0028]2. 安裝和卸載試品簡(jiǎn)單，只需要將沖擊筒旋轉(zhuǎn)到方便操作的角度，就能很容易的裝卸活塞組件；[0029]3. 活塞組件安裝試品靈活，可以安裝多個(gè)試驗(yàn)試品，提高試驗(yàn)的效率。還可以根據(jù)不同的試驗(yàn)要求，更換沖擊筒(減小沖擊筒直徑)，對(duì)小試驗(yàn)產(chǎn)品達(dá)到更高的沖擊過(guò)載要求；[0030]4.氣體炮水平?jīng)_擊時(shí)需要很大的緩沖座來(lái)緩沖活塞的沖擊力，而本實(shí)用新型采用垂直沖擊，沖擊力直接傳遞到地基上，大大簡(jiǎn)化了設(shè)備的緩沖結(jié)構(gòu)。還可以在地基上安裝緩沖氣囊，有效減少傳遞到地基的沖擊力；[0031]5. 試品在活塞組件中為縱向安裝，活塞縱向剛度高，產(chǎn)生的沖擊波形好；[0032]6.優(yōu)選采用全氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)能源簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，且有利于保持環(huán)境的清潔。


[0033]圖1是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中活塞組件和活塞限位釋放機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0034]圖2是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；·[0035]圖3是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中沖擊筒卡箍的結(jié)構(gòu)示意圖；[0036]圖4是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中緩沖機(jī)構(gòu)的主視圖；[0037]圖5是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中緩沖機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖；[0038]圖6是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中緩沖機(jī)構(gòu)的俯視圖[0039]圖7是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中的氣路原理圖；[0040]以上各圖中所示附圖標(biāo)記及其指示的部件分別為[0041]1、支架；2、沖擊筒進(jìn)氣口 ；3、沖擊筒；4、支架側(cè)板；5、沖擊墊；6、砧座；7、底板；8、 壓緊螺母；9、緩沖墊片；10、試品；11、活塞密封圈；12、活塞；13、鎖舌導(dǎo)向筒；14、鎖舌；15、 鎖舌密封圈；16、鎖緊汽缸；17、鎖緊汽缸安裝板；18、后卡箍；19、卡箍安裝座；20、前卡箍； 21、上擋塊；22、緩沖彈簧；23、彈簧導(dǎo)向柱；24、旋轉(zhuǎn)支撐塊；25、旋轉(zhuǎn)軸承；26、旋轉(zhuǎn)軸；27、 緩沖墊板；28、緩沖支座；29、氣源；30、三通；31、鎖緊汽缸減壓器；32、鎖緊汽缸電磁閥； 33、沖擊筒減壓器；34、沖擊筒進(jìn)氣電磁閥；35、沖擊筒放氣電磁閥閥；36、壓力傳感器；37、 四通。
具體實(shí)施方式
[0042]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的諸多缺陷，本案實(shí)用新型人經(jīng)長(zhǎng)期研究和大量實(shí)踐之后，提 出了一種新型的垂直沖擊試驗(yàn)設(shè)備，藉以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。如下結(jié)合本實(shí)用新型的一 優(yōu)選實(shí)施方案對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做詳細(xì)說(shuō)明。[0043]本優(yōu)選實(shí)施方案所涉及的氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備主要由活塞組件、緩沖機(jī) 構(gòu)、活塞限位釋放機(jī)構(gòu)、支架、沖擊筒等組成，其中，[0044]所述活塞組件可包括壓緊螺母、緩沖墊片、試品、活塞密封圈、活塞?；钊隙嗣娌?開(kāi)有安裝試品的槽，圓周方向有兩道密封槽，安裝活塞密封圈，試品裝好后，用緩沖墊片覆 蓋，再擰緊壓緊螺母，保證試品壓緊?；蛘撸鳛橛忠豢蛇x擇的方案，試品亦可直接安裝在活 塞的上端面上，且根據(jù)試品的大小可以安裝多個(gè)試品，并同樣藉由緩沖墊片和壓緊螺母壓 緊試品。[0045]所述緩沖機(jī)構(gòu)可包括上擋塊、緩沖彈簧、彈簧導(dǎo)向柱、旋轉(zhuǎn)支撐塊、旋轉(zhuǎn)軸承、旋轉(zhuǎn) 軸、緩沖墊板、緩沖支座。旋轉(zhuǎn)支撐塊中安裝旋轉(zhuǎn)軸承，沖擊筒上的旋轉(zhuǎn)軸套在旋轉(zhuǎn)支撐塊 中，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)支撐塊下部落在緩沖墊板上，緩沖墊板安裝在緩沖支座上。旋轉(zhuǎn)支撐塊上部安裝彈 簧導(dǎo)向柱，彈簧導(dǎo)向柱上安裝緩沖彈簧，最上邊由一個(gè)上擋塊壓緊緩沖彈簧。[0046]所述活塞限位釋放機(jī)構(gòu)可包括鎖舌導(dǎo)向筒、鎖舌、鎖舌密封圈、鎖緊汽缸、鎖緊汽 缸安裝板。沖擊筒上開(kāi)有一個(gè)鎖舌的孔，沖擊筒焊接一個(gè)鎖舌導(dǎo)向筒，鎖舌安裝在導(dǎo)向筒 中，鎖舌上安裝有兩個(gè)鎖舌密封圈，鎖舌后面連接鎖緊汽缸的活塞桿，鎖緊汽缸通過(guò)鎖緊汽 缸安裝板安裝在支架側(cè)板上。[0047]又及，本優(yōu)選實(shí)施方案中還可包括一氣路系統(tǒng)，該氣路系統(tǒng)可包括三通、鎖緊汽缸 減壓器、鎖緊汽缸電磁閥、沖擊筒減壓器、沖擊筒進(jìn)氣電磁閥、沖擊筒放氣電磁閥、四通、壓 力傳感器。氣源輸出的壓縮空氣通過(guò)三通分別提供鎖緊汽缸減壓器、沖擊筒減壓器。鎖緊 汽缸減壓器減壓后，連接到鎖緊汽缸電磁閥，由鎖緊汽缸電磁閥控制鎖緊汽缸的供氣和放 氣；沖擊筒減壓器減壓后，連接到?jīng)_擊筒進(jìn)氣電磁閥進(jìn)氣口，沖擊筒進(jìn)氣電磁閥出口通過(guò)一 個(gè)四通，分別連接到?jīng)_擊筒、沖擊筒放氣電磁和壓力傳感器，沖擊筒進(jìn)氣電磁閥控制沖擊筒 的進(jìn)氣，沖擊筒放氣電磁閥控制沖擊筒的放氣。[0048]上述方案中，所述沖擊筒可通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸安裝在緩沖機(jī)構(gòu)上，沖擊筒可以繞旋 轉(zhuǎn)軸任意旋轉(zhuǎn)，方便沖擊筒在水平位置安裝活塞組件。[0049]上述方案中，所述的沖擊筒由緩沖機(jī)構(gòu)支撐，在沖擊過(guò)程中減緩沖擊筒對(duì)支架的 沖擊力。[0050]上述方案中，所述旋轉(zhuǎn)支撐塊卡在支架側(cè)板的槽中，可以上下運(yùn)動(dòng)。上擋塊也安裝 在支架側(cè)板的U形槽中，可以上下調(diào)整位置，調(diào)整緩沖彈簧的初始?jí)毫Α0051]上述方案中，所述試品直接安裝在活塞的上端面的槽中，根據(jù)試品的大小可以安 裝多個(gè)試品，上部用緩沖墊片、壓緊螺母壓緊試品。[0052]上述方案中，所述沖擊筒上焊接一個(gè)鎖舌導(dǎo)向筒，沖擊筒在鎖舌導(dǎo)向筒位置開(kāi)了 一個(gè)鎖舌孔，鎖舌和鎖舌導(dǎo)向筒用兩個(gè)鎖舌密封圈密封，保證沖擊筒中的氣體不會(huì)通過(guò)鎖 舌導(dǎo)向筒泄漏。[0053]上述方案中，所述沖擊筒內(nèi)部偏上位置有凸臺(tái)，保證活塞組件推到活塞筒的限位 位置剛好使鎖舌伸出，鎖緊活塞。[0054]上述方案中，所述沖擊筒上部安裝一個(gè)沖擊筒進(jìn)氣口，中間部位對(duì)稱焊接兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸正下部焊接一個(gè)鎖舌導(dǎo)向筒。[0055]上述方案中，所述支架由槽鋼或者方鋼焊接，支架底部焊接在一塊底板上，支架側(cè)板上部直接焊接在支架上部，側(cè)面用加強(qiáng)筋焊接在支架上，下部焊接在底板上。底板上安裝一個(gè)站座，站座上自由放置一個(gè)沖擊墊。[0056]上述方案中，所述側(cè)板上部安裝兩個(gè)卡箍安裝座，卡箍安裝座上安裝前后兩個(gè)卡箍，用于在沖擊筒垂直位置卡住沖擊筒。[0057]上述方案中，沖擊筒直徑在100 200mm，沖擊筒有效行程300 600mm之間，工作壓力IMPa lOMpa。鎖緊汽缸直徑Φ60 Φ 100mm，工作壓力I 6MPa。[0058]該氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備在工作時(shí)，可以先根據(jù)試品試驗(yàn)需要的沖擊加速度和脈沖持續(xù)時(shí)間，確定沖擊筒需要的壓力，選用相應(yīng)的沖擊墊。預(yù)先通過(guò)鎖緊汽缸減壓器和沖擊筒減壓器調(diào)整鎖緊汽缸和沖擊筒充氣壓力。[0059]該氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備的工作過(guò)程可以為[0060]取下活塞，將試品安裝在活塞上部的安裝槽中，上部用緩沖墊片、壓緊螺母壓緊試品。打開(kāi)沖擊筒放氣電磁閥，沖擊筒進(jìn)氣口和大氣接通。將沖擊筒水平放置,放入活塞組件，用一根推桿將活塞組件推到?jīng)_擊筒的限位凸臺(tái)位置，打開(kāi)鎖緊汽缸電磁閥，鎖緊汽缸正向充氣，鎖緊汽缸活塞桿向外運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)鎖舌伸出，鎖舌插入沖擊筒中，防止活塞下落。將沖擊筒翻轉(zhuǎn)90度到垂直位置后，靠緊前卡箍，然后上緊后卡箍，限制沖擊筒的位置。[0061]安裝工作完成后，關(guān)閉沖擊筒放氣電磁閥，打開(kāi)沖擊筒進(jìn)氣電磁閥，沖擊筒進(jìn)氣， 由壓力傳感器檢測(cè)沖擊筒壓力到設(shè)定壓力后，關(guān)閉沖擊筒進(jìn)氣電磁閥。關(guān)閉鎖緊汽缸電磁閥，鎖緊汽缸正向放氣、反向進(jìn)氣，鎖緊汽缸活塞桿縮回，拉動(dòng)鎖舌退出沖擊 筒，釋放活塞。 活塞組件在沖擊筒上部壓力的作用下，加速運(yùn)動(dòng)，直到活塞下端面碰撞到砧座上安裝的沖擊墊，產(chǎn)生所需要的沖擊波形。沖擊完成后，沖擊筒放氣電磁閥打開(kāi)，放掉沖擊筒中的剩余氣體。一次沖擊試驗(yàn)完成。[0062]通過(guò)調(diào)整沖擊墊的剛度調(diào)節(jié)脈沖持續(xù)時(shí)間，沖擊墊可采用橡膠板、毛氈、牛皮、銅板等材料。[0063]通過(guò)調(diào)整沖擊筒的充氣壓力可以方便調(diào)節(jié)最大沖擊加速度值。沖擊筒沖擊壓力調(diào)整范圍大，因此沖擊加速度有較大的調(diào)整范圍。[0064]在試驗(yàn)前，需要對(duì)沖擊加速度和脈沖持續(xù)時(shí)間進(jìn)行標(biāo)定，以確定沖擊筒的充氣壓力和選取合適的沖擊墊。標(biāo)定可以采用內(nèi)置微型加速度標(biāo)定模塊安裝在活塞上進(jìn)行標(biāo)定測(cè)量。為了便于安裝加速度標(biāo)定模塊，可以重新設(shè)計(jì)活塞組件，使得標(biāo)定活塞組件的重量和試驗(yàn)采用的活塞組件重量相同即可。[0065]進(jìn)一步的，參閱圖1-圖7所示系本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例，本實(shí)施例沖擊筒內(nèi)徑Φ 150mm,沖擊筒長(zhǎng)度為1500mm，活塞運(yùn)動(dòng)行程500mm，沖擊筒設(shè)計(jì)壓力6MPa，活塞和試品總重量15kg。最大沖擊末速度可達(dá)到65m/s。[0066]本實(shí)施例氣體對(duì)活塞最大推力105kN，鎖緊汽缸公稱直徑100mm，最大設(shè)計(jì)壓力 6MPa0[0067]本實(shí)施例的氣源由一臺(tái)空氣壓縮機(jī)提供，氣源額定壓力lOMPa，流量不小于750L/ min。沖擊筒充氣壓力可調(diào)整范圍I 6MPa，鎖緊汽缸可調(diào)整壓力范圍I 6MPa。也可以用氮?dú)馄繛闅庠础0068]本實(shí)施例的可達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)為[0069]1、沖擊加速度范圍500 5000g[0070]2、沖擊脈沖持續(xù)時(shí)間10 3ms[0071]3、速度變化量120m/s。[0072]本實(shí)施例尤其適于質(zhì)量小于O. 5kg試品。[0073]本實(shí)施例的各部件及其連接關(guān)系為[0074]試品10安裝在活塞12上端面開(kāi)的安裝槽中，試品10裝好后，用緩沖墊片9覆蓋， 壓緊螺母8內(nèi)螺紋擰緊在活塞12上部螺紋桿中，并壓緊緩沖墊片9和試品10?；钊?2圓周方向有兩個(gè)密封槽，安裝兩個(gè)活塞密封圈U。[0075]旋轉(zhuǎn)支撐塊24中安裝旋轉(zhuǎn)軸承25，沖擊筒3上的旋轉(zhuǎn)軸26套在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)支撐塊24 中，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)支撐塊24下部落在緩沖墊板27上，緩沖墊板27用四個(gè)螺釘安裝在緩沖支承座28 上，緩沖支座28用四個(gè)螺釘安裝在支座側(cè)板4上。彈簧導(dǎo)向柱23焊接到旋轉(zhuǎn)支撐塊24上部，彈簧導(dǎo)向柱23上安裝緩沖彈簧22，最上邊由一個(gè)上擋塊21壓緊緩沖彈簧22，上擋塊21 用四個(gè)螺釘安裝在支架側(cè)板4上。[0076]鎖舌導(dǎo)向筒13焊接在沖擊筒3上，鎖舌14安裝在導(dǎo)向筒13中，鎖舌14圓周方向有兩個(gè)密封槽，安裝兩個(gè)鎖舌密封圈15，鎖舌14后部螺紋孔和鎖緊汽缸16的螺紋活塞桿連接，鎖緊汽缸16用四個(gè)螺釘先連接在鎖緊汽缸安裝板17上，鎖緊汽缸安裝板17上再用四個(gè)螺釘固定在支架側(cè)板4上。[0077]左右兩個(gè)卡箍安裝座19用3個(gè)螺釘固定在支架側(cè)板4上，前卡箍20和后卡箍18 分別用兩個(gè)螺釘固定在卡箍安裝座19上。[0078]支架I焊接在底板7上，支架側(cè)板4上部直接焊接在支架I上部，側(cè)面用加強(qiáng)筋焊接在支架I上，下部焊接在 底板7上。砧座6用四個(gè)螺釘固定在底板7上，砧座6上自由放置一個(gè)沖擊墊5。[0079]氣源29通過(guò)氣管與三通30相連，三通30兩路氣，一路與充氣筒減壓閥33相連， 一路與鎖緊汽缸減壓閥31相連。鎖緊汽缸減壓閥31出口連接鎖緊汽缸電磁閥32，鎖緊汽缸電磁閥32為兩位5通電磁閥，其中常開(kāi)進(jìn)氣口和鎖緊汽缸16反向進(jìn)氣口連接、常閉進(jìn)氣口和鎖緊汽缸16正向進(jìn)氣口連接。充氣筒減壓閥33出口連接沖擊筒進(jìn)氣電磁閥34，沖擊筒進(jìn)氣電磁閥34出口連接一個(gè)四通37，四通37分別連接沖擊筒放氣電磁閥35、壓力傳感器36和沖擊筒進(jìn)氣口 2。[0080]上述實(shí)施例中，除了四通37和沖擊筒進(jìn)氣口 2之間用公稱通徑為Φ6的高壓金屬軟管連接，其余均采用公稱通徑為Φ8不繡鋼鋼管，各氣路器件的接口選用標(biāo)準(zhǔn)接口。[0081]上述實(shí)施例中，支架I用冷拔無(wú)縫方鋼管(GB3094_82a)焊接，方鋼選用規(guī)格 80X60X4，支架I寬度850mm，總高度2100mm。支架側(cè)板4選用20mm厚鋼板，鋼板材料 Q235，寬度200mm。支架側(cè)板4左右各用規(guī)格80 X 60 X 4的方鋼和支架I焊接。[0082]上述實(shí)施例中，緩沖彈簧22中徑40mm，彈簧直徑8mm，匝數(shù)15，初始長(zhǎng)度260臟，上擋塊21壓縮后長(zhǎng)度為180mm。[0083]上述實(shí)施例中，緩沖墊板27采用尼龍66非金屬材料，既保證有一定的硬度又有較好的緩沖效果。[0084]上述實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)支撐塊24在支架側(cè)板4的槽中為滑動(dòng)配合，保證在沖擊過(guò)程中沖擊筒3不左右晃動(dòng)。[0085]上述實(shí)施例中，活塞12中間可設(shè)有減輕槽，也可以根據(jù)不同的試品10設(shè)計(jì)不同結(jié) 構(gòu)的活塞組件。[0086]本實(shí)施例的工作過(guò)程可以為將沖擊筒轉(zhuǎn)至水平位置后，將活塞組件裝進(jìn)沖擊筒， 鎖舌伸出，活塞限位。然后將沖擊筒轉(zhuǎn)至垂直狀態(tài)，用卡箍固定好后，給沖擊筒充氣，充氣到 設(shè)定壓力，鎖緊氣缸將鎖舌拔出，氣室內(nèi)的空氣推動(dòng)活塞組件向下加速運(yùn)動(dòng)，活塞碰撞站座 上的沖擊墊，產(chǎn)生需要的沖擊加速度和脈沖持續(xù)時(shí)間。[0087]本實(shí)施例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，通過(guò)高壓空氣驅(qū)動(dòng)活塞加速運(yùn)動(dòng)，能產(chǎn)生較大的沖擊能 量，并且通過(guò)調(diào)節(jié)充氣壓力和沖擊墊，可以實(shí)現(xiàn)不同的沖擊加速度和脈沖持續(xù)時(shí)間。[0088]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù) 的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍， 凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，其特征在于，它包括一沖擊筒(3)，其固定安裝于一支架(I)上，所述沖擊筒(3)上部設(shè)有沖擊筒進(jìn)氣口(2),且所述沖擊筒進(jìn)氣口(2)與用以提供壓縮氣體的氣源連通，同時(shí)，所述沖擊筒(3)上還設(shè)有沖擊筒出氣口；一活塞組件，其設(shè)于沖擊筒(3)內(nèi)，并與沖擊筒(3)內(nèi)壁密封配合，且還可在沖擊筒兩端之間的一選定位置與沖擊筒下端之間自由滑動(dòng)，所述選定位置位于沖擊筒進(jìn)氣口(2)下方，同時(shí)所述活塞組件上端還設(shè)有至少一試品安裝位；一活塞限位釋放機(jī)構(gòu)，其用于在第一工作狀態(tài)下將活塞組件鎖止于所述沖擊筒上的選定位置，以及在第二工作狀態(tài)下將活塞組件于所述沖擊筒上的選定位置釋放；一石占座(6),其設(shè)于沖擊筒(3)正下方,且所述站座(6)上設(shè)有沖擊墊(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，其特征在于，所述沖擊筒(3)是通過(guò)對(duì)稱分布的兩個(gè)水平旋轉(zhuǎn)軸(26)安裝在支架(I)上，且所述沖擊筒(3)可繞所述旋轉(zhuǎn)軸(26)任意旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，其特征在于，所述沖擊筒(3)通過(guò)緩沖機(jī)構(gòu)安裝在支架(I)上，所述緩沖機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)支撐塊(24)、緩沖墊板(27)和緩沖支座(28)，其中，所述旋轉(zhuǎn)支撐塊(24)內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸承(25)，所述旋轉(zhuǎn)軸承(25)與安裝在沖擊筒(3 )上的水平旋轉(zhuǎn)軸(26 )配合，并且，所述旋轉(zhuǎn)支撐塊(24)上部安裝有彈簧導(dǎo)向柱(23)，下部設(shè)置于緩沖墊板(27)上，所述彈簧導(dǎo)向柱(23)上安裝有緩沖彈簧(22)，所述緩沖彈簧(22)上方設(shè)有上擋塊(21)，所述緩沖墊板(27)安裝在緩沖支座(28)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，其特征在于所述支架(I)包括支架側(cè)板(4)，所述旋轉(zhuǎn)支撐塊(24)和上擋塊(21)均活動(dòng)設(shè)置于分布在支架側(cè)板(4)上的卡槽中，并均可沿豎直方向運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，其特征在于，所述活塞組件包括一活塞(12)，其上端面部設(shè)有至少一試品安裝位，外壁上設(shè)有一道以上密封槽，所述密封槽內(nèi)安裝有活塞密封圈(11)；至少一緩沖墊片(9)，其覆設(shè)在所述試品(10)上；以及，至少一個(gè)用于將所述緩沖墊片(9)和試品(10)壓緊固定在活塞(12)上的壓緊螺母(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，其特征在于，所述試品安裝位包括設(shè)于活塞(12)上端面的試品安裝槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，其特征在于，所述活塞限位釋放機(jī)構(gòu)包括一鎖舌(14)，所述鎖舌(14)可于沖擊筒(3)上設(shè)置的鎖舌孔內(nèi)自由穿行，并與所述鎖舌孔密封配合，同時(shí)，所述鎖舌(14)還與伸縮驅(qū)動(dòng)裝置連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，其特征在于，所述活塞限位釋放機(jī)構(gòu)還包括一鎖舌導(dǎo)向筒(13)，所述鎖舌導(dǎo)向筒(13)與沖擊筒(3)固定連接，所述鎖舌(14)設(shè)于所述鎖舌導(dǎo)向筒(13)內(nèi)，且所述鎖舌(14)還經(jīng)至少一鎖舌密封圈(15)與所述鎖舌導(dǎo)向筒(13)和鎖舌孔密封配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，其特征在于，所述伸縮驅(qū)動(dòng)裝置包括鎖緊汽缸(16)，所述鎖緊汽缸(16)通過(guò)鎖緊汽缸安裝板(17)安裝在所述支架(O中的支架側(cè)板(4)上，且鎖緊汽缸(16)的活塞桿與鎖舌(14)固定連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，其特征在于，所述沖擊筒(3)內(nèi)于所述選定位置附近還設(shè)有用于阻止活塞組件上行的限位機(jī)構(gòu)，所述限位機(jī)構(gòu)包括分布在所述沖擊筒(3)內(nèi)壁上的凸起部。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氣動(dòng)式高加速度垂直沖擊設(shè)備，主要由沖擊筒、活塞組件、活塞限位釋放機(jī)構(gòu)等組成；其工作過(guò)程主要為將活塞組件裝進(jìn)沖擊筒，并以活塞限位釋放機(jī)構(gòu)將活塞鎖止限位，然后將沖擊筒轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)并固定好，之后給沖擊筒充氣，充氣到設(shè)定壓力，解除活塞限位釋放機(jī)構(gòu)對(duì)活塞的鎖止，沖擊筒氣室內(nèi)的空氣推動(dòng)活塞組件向下加速運(yùn)動(dòng)，活塞碰撞砧座上的沖擊墊，產(chǎn)生需要的沖擊加速度和脈沖持續(xù)時(shí)間。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易于操作，能產(chǎn)生較大的沖擊能量，并且通過(guò)調(diào)節(jié)充氣壓力和沖擊墊，還可實(shí)現(xiàn)不同沖擊加速度和脈沖持續(xù)時(shí)間。本實(shí)用新型尤其適于質(zhì)量小于0.5kg的試品，可產(chǎn)生加速度500g～5000g，脈沖持續(xù)時(shí)間10ms～3ms的半正弦沖擊波形。
文檔編號(hào)G01M7/08GK202853873SQ20122044366
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者劉建平, 吳斌, 郁南, 元建學(xué), 張隴杰 申請(qǐng)人:蘇州世力源科技有限公司