技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及垂直向振動(dòng)試驗(yàn)用以平衡試驗(yàn)產(chǎn)品引起的各項(xiàng)外力的應(yīng)用領(lǐng)域，具體是一種振動(dòng)試驗(yàn)用氣囊式垂直向壓力自平衡輔助支撐裝置。

背景技術(shù)：

在開(kāi)展豎直向振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)產(chǎn)品與振動(dòng)工裝的重量由振動(dòng)臺(tái)承受。振動(dòng)臺(tái)在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)振動(dòng)推力大小振動(dòng)臺(tái)本身能夠提供一定的靜載力與抗傾覆力矩，但在實(shí)際的振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)常遇到超出振動(dòng)設(shè)備自身能力的情況：

（1）承載能力受限：振動(dòng)設(shè)備的靜載能力一般根據(jù)振動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)的電磁力有關(guān)，一般不超過(guò)振動(dòng)臺(tái)最大推力的1/6左右，但若試驗(yàn)產(chǎn)品產(chǎn)生的壓力過(guò)大，超過(guò)了振動(dòng)臺(tái)承載力極限，振動(dòng)臺(tái)將收到嚴(yán)重?fù)p害；

（2）抗傾覆力矩受限：試驗(yàn)產(chǎn)品與動(dòng)圈在垂直向振動(dòng)過(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)側(cè)向晃動(dòng)，根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)品重量大小以及中心位置的不同，對(duì)振動(dòng)臺(tái)設(shè)備提出嚴(yán)峻考驗(yàn)。目前振動(dòng)設(shè)備垂直向的抗傾覆力矩主要由臺(tái)體內(nèi)的下導(dǎo)輪提供，一般偏小，若振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的傾覆力矩過(guò)大會(huì)對(duì)振動(dòng)設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p傷。

（3）扭轉(zhuǎn)力矩受限：同（2）所述，在實(shí)際振動(dòng)過(guò)程中，目前振動(dòng)臺(tái)設(shè)備均嚴(yán)格避免試驗(yàn)產(chǎn)品在安裝過(guò)程中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力。

（4）安裝面大小受限：振動(dòng)臺(tái)自身的安裝面受到動(dòng)圈大小限制，經(jīng)常會(huì)遇到試驗(yàn)產(chǎn)品體積過(guò)大，振動(dòng)臺(tái)面過(guò)小的情況，這對(duì)振動(dòng)工裝的設(shè)計(jì)增加了巨大的難度，并且工裝剛性必定很差，從而對(duì)振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生惡性影響。

由于以上4點(diǎn)限制，在對(duì)某些邊界條件有特殊要求的試驗(yàn)產(chǎn)品開(kāi)展垂直向振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，振動(dòng)臺(tái)自身在某些方面的能力將無(wú)法滿足試驗(yàn)要求。

因此，業(yè)界亟需設(shè)計(jì)一種承載力大、抗傾覆力矩與扭轉(zhuǎn)力矩強(qiáng)的振動(dòng)試驗(yàn)用氣囊式垂直向壓力自平衡輔助支撐裝置，達(dá)到節(jié)約成本、提高效率、確保試驗(yàn)安全的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種承載力大、抗傾覆力矩與扭轉(zhuǎn)力矩強(qiáng)的振動(dòng)試驗(yàn)用氣囊式垂直向壓力自平衡輔助支撐裝置，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)支撐氣囊內(nèi)的氣壓大小來(lái)調(diào)節(jié)承載力，并依靠固定臺(tái)面四周的垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪來(lái)平衡試驗(yàn)產(chǎn)品的傾覆力與扭轉(zhuǎn)力，同時(shí)對(duì)于體積較大的試驗(yàn)產(chǎn)品，可以通過(guò)拓展固定臺(tái)面的面積來(lái)擴(kuò)大安裝面。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種振動(dòng)試驗(yàn)用氣囊式垂直向壓力自平衡輔助支撐裝置，包括連接固定支架、限位桿、固定臺(tái)面、支撐塊、垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪、導(dǎo)輪支架、垂直向支撐氣囊與相應(yīng)的氣路與管接頭；

所述固定支架的A1面為與振動(dòng)臺(tái)支架連接的安裝面，固定支架的A2面為與垂直向支撐氣囊連接的安裝面，固定支架的A3面有一個(gè)螺紋孔，所述螺紋孔用于與限位桿進(jìn)行剛性連接；

所述固定臺(tái)面的上端面C1共有16個(gè)Φ26沉頭孔，用于將固定臺(tái)面與振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面進(jìn)行連接；固定臺(tái)面的C1面上設(shè)有8個(gè)Φ18的沉頭孔，用于與垂直向支撐氣囊G2面上的螺紋孔進(jìn)行螺接；固定臺(tái)面的C1面上設(shè)有18個(gè)M12的的螺紋孔，用于與振動(dòng)工裝進(jìn)行連接緊固；固定臺(tái)面的C2面與振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面直接相接觸；固定臺(tái)面的C3面直接與垂直向支撐氣囊G2面相接觸；

所述支撐塊用于為垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪提供滑動(dòng)；

所述垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪上的E1孔用于將導(dǎo)輪與導(dǎo)輪支架固定安裝；

所述導(dǎo)輪支架由上壓板與固定塊組成；上壓板上的2個(gè)Φ10.3的通孔用于與垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪進(jìn)行緊固連接；上壓板上的2個(gè)“一字孔”通孔用于將上壓板與固定塊進(jìn)行緊固連接，螺釘穿過(guò) “一字孔”通孔與固定塊上的4個(gè)M10的螺紋孔螺接；固定塊上留有2個(gè)Φ10.3的通孔，用于調(diào)整上壓板的前后位置；固定塊上留有4個(gè)Φ14的通孔，能夠?qū)⒐潭▔K與固定支架剛性螺接；

所述垂直向支撐氣囊的G1面與固定支架連接；垂直向支撐氣囊的G2面與固定臺(tái)面的C3面上的8個(gè)Φ12的通孔連接、緊固；

所述相應(yīng)的氣路與管接頭能夠?qū)⒄駝?dòng)臺(tái)自動(dòng)對(duì)中功能切換到垂直向支撐氣囊上，通過(guò)振動(dòng)臺(tái)自動(dòng)對(duì)中功能實(shí)現(xiàn)垂直向支撐氣囊內(nèi)壓力的自動(dòng)充放。

優(yōu)選地，所述的相應(yīng)的氣路與管接頭與垂直向支撐氣囊相連，為其提供所需的氣體壓力。

優(yōu)選地，所述的固定支架上設(shè)有用于安裝垂直向支撐氣囊的位置。

優(yōu)選地，所述的固定支架能夠有效增加振動(dòng)臺(tái)的靜載力，并將承受的靜載力分散到振動(dòng)臺(tái)支架上。

優(yōu)選地，所述的垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪為固定臺(tái)面提供側(cè)向平衡力。

優(yōu)選地，所述的垂直向支撐氣囊安裝在固定臺(tái)面下側(cè)，共四個(gè)，分別布置在四角處，該四個(gè)氣囊可以根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)品產(chǎn)生的垂直向壓力大小進(jìn)行選型，當(dāng)試驗(yàn)產(chǎn)品安裝到固定臺(tái)面后通過(guò)氣泵向四個(gè)氣囊充壓，從而平衡掉試驗(yàn)產(chǎn)品對(duì)垂直向壓力自平衡輔助支撐裝置臺(tái)面的壓力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

能夠同時(shí)滿足對(duì)試驗(yàn)邊界及環(huán)境有特殊要求的試驗(yàn)，滿足試驗(yàn)產(chǎn)品對(duì)承載力、抗傾覆力矩、扭轉(zhuǎn)力矩以及安裝臺(tái)面面積的嚴(yán)苛要求。同時(shí)能夠通過(guò)氣路上的壓力表調(diào)節(jié)四個(gè)支撐氣囊內(nèi)的壓力，并計(jì)算出相應(yīng)的支撐力，滿足不同試驗(yàn)產(chǎn)品對(duì)承載力的不同需求。從而滿足有特殊要求的試驗(yàn)產(chǎn)品，確保了試驗(yàn)產(chǎn)品的初始位置不發(fā)生變化，并節(jié)省了試驗(yàn)過(guò)程中的人力成本，提高試驗(yàn)效率、確保試驗(yàn)安全的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種振動(dòng)試驗(yàn)用氣囊式垂直向壓力自平衡輔助支撐裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中固定支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中限位桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中固定臺(tái)面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4反面視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中支撐塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例中導(dǎo)輪支架的上壓板E1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明實(shí)施例中導(dǎo)輪支架的固定塊E2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本發(fā)明實(shí)施例中垂直向支撐氣囊下端面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為本發(fā)明實(shí)施例中垂直向支撐氣囊上端面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種振動(dòng)試驗(yàn)用氣囊式垂直向壓力自平衡輔助支撐裝置，包括連接固定支架1、限位桿2、固定臺(tái)面3、支撐塊4、垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪5、導(dǎo)輪支架6、垂直向支撐氣囊7與相應(yīng)的氣路與管接頭。

如圖2所示，固定支架1的框架結(jié)構(gòu)高度、寬度通過(guò)配套振動(dòng)臺(tái)9臺(tái)體尺寸確定；固定支架1的A1面為與振動(dòng)臺(tái)9支架連接的安裝面，其上均布4個(gè)Φ21的通孔，可與振動(dòng)臺(tái)9支架上四個(gè)角的螺紋孔進(jìn)行螺接；固定支架1的A2面為與垂直向支撐氣囊7連接的安裝面，其上均布的8個(gè)Φ8.5的通孔以及4個(gè)Φ18的通孔即為垂直向支撐氣囊7的安裝位置，其中Φ8.5的通孔通過(guò)螺栓與垂直向支撐氣囊G1面上對(duì)應(yīng)的M8螺紋孔進(jìn)行連接，螺紋長(zhǎng)度根據(jù)A2面板厚確定，4個(gè)Φ18的通孔為氣路與垂直向支撐氣囊G1面上氣管接頭預(yù)留的孔位；固定支架1的A2面上中間的空間為固定臺(tái)面3的運(yùn)動(dòng)空間，固定臺(tái)面3與固定支架1之間僅靠垂直向支撐氣囊7保持連接；固定支架1上A2面四條邊的中間各有1組4×M12的螺紋通孔，該螺紋通孔主要用于與固定安裝導(dǎo)輪支架；固定支架1上的4個(gè)A3面上各有一個(gè)M8的螺紋孔，該螺紋孔的主要作用是與限位桿進(jìn)行剛性螺接。

如圖3所示，限位桿2的B1面兩端各有一個(gè)Φ8.5的通孔，螺栓通過(guò)該孔與固定支架1的A3面上螺紋孔進(jìn)行連接，限位桿2主要用于限制固定臺(tái)面的移動(dòng)距離，防止其位移過(guò)大；限位桿2的B2面上粘貼有一塊等長(zhǎng)等寬的橡皮墊，起到碰撞緩沖作用。

如圖4-圖5所示，固定臺(tái)面3采用鎂鋁合金鑄造而成；固定臺(tái)面3的上端面C1共有16個(gè)Φ26沉頭孔C1-1，用于將固定臺(tái)面3與振動(dòng)臺(tái)9動(dòng)圈進(jìn)行連接；固定臺(tái)面3的C1面上四個(gè)角設(shè)有8個(gè)Φ18的沉頭孔C1-2，用于與垂直向支撐氣囊7的G2面上相對(duì)應(yīng)的螺紋孔進(jìn)行螺接；固定臺(tái)面3的C1面中心處設(shè)有18個(gè)M12的螺紋孔C1-3，用于與振動(dòng)工裝進(jìn)行連接緊固，C1-3螺紋孔分布直徑根據(jù)振動(dòng)工裝尺寸需要確定；固定臺(tái)面3的C2面與振動(dòng)臺(tái)9的臺(tái)面直接相接觸，其上16個(gè)Φ18通孔與上端面C1上的沉頭孔C1-1相通；固定臺(tái)面3的C3面直接與垂直向支撐氣囊7的G2面相接觸，其上8個(gè)Φ12通孔與上端面C1上的沉頭孔C1-2相通。

如圖6所示，支撐塊4主要用于為垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪5提供滑動(dòng)依據(jù)，其一側(cè)固定在固定臺(tái)面3側(cè)面，另一側(cè)與垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪5接觸。

如圖7所示，垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪5通過(guò)其上的E1孔將自身固定安裝在導(dǎo)輪支架6上。

如圖8-圖9所示，導(dǎo)輪支架6由上壓板F1與固定塊F2兩部分組成；上壓板F1上有2個(gè)Φ10.3的通孔F1-1，用于與垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪5進(jìn)行緊固連接；上壓板F1上設(shè)置的2個(gè)“一字孔”通孔F1-2主要用于將上壓板F1與固定塊F2上的F2-1進(jìn)行緊固連接，螺釘穿過(guò)“一字孔”通孔F1-2與固定塊F2上的M10的螺紋孔F2-1螺接；固定塊F2上留有2個(gè)Φ10.3的通孔F2-2，用于調(diào)整上壓板F1的前后位置；固定塊F2上留有4個(gè)Φ14的通孔，能夠?qū)⒐潭▔KF2與固定支架1剛性螺接。

如圖10-圖11所示，垂直向支撐氣囊7采用雙氣囊結(jié)構(gòu)，為固定臺(tái)面3提供滿足要求的承載力，垂直向支撐氣囊的承載能力可以根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)品的需求進(jìn)行選擇；垂直向支撐氣囊7的G1面與固定支架1的A2面上的通孔A2-1連接；垂直向支撐氣囊7的G2面與固定臺(tái)面3的C3面上的8個(gè)Φ12的通孔連接緊固，固定臺(tái)面3與固定支架1之間僅靠垂直向支撐氣囊7保持連接。

所述的相應(yīng)的氣路與管接頭8與垂直向支撐氣囊7相連，為其提供所需的氣體壓力。

所述的固定支架1上設(shè)有用于安裝垂直向支撐氣囊7的位置。

所述的固定支架1能夠有效增加振動(dòng)臺(tái)9的靜載力，并將承受的靜載力分散到振動(dòng)臺(tái)支架上。

所述的垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪5為固定臺(tái)面3提供側(cè)向平衡力。

所述的垂直向支撐氣囊7安裝在固定臺(tái)面3下側(cè)，共四個(gè)，分別布置在四角處，該四個(gè)氣囊可以根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)品產(chǎn)生的垂直向壓力大小進(jìn)行選型，當(dāng)試驗(yàn)產(chǎn)品安裝到固定臺(tái)面3后通過(guò)氣泵向四個(gè)氣囊充壓，從而平衡掉試驗(yàn)產(chǎn)品對(duì)垂直向壓力自平衡輔助支撐裝置臺(tái)面的壓力。

本具體實(shí)施的具體安裝過(guò)程如下：

步驟一、根據(jù)整體應(yīng)用條件的要求，確定該裝置的安裝方向，避免裝置的前后端與振動(dòng)臺(tái)的前后端不一致；

步驟二、根據(jù)振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面連接孔分布、尺寸要求，確定固定臺(tái)面（3)上C面上沉頭孔C1-1的分布、尺寸；

步驟三、根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)品底部的安裝孔或者振動(dòng)工裝底部連接孔的分布、尺寸要求，確定固定臺(tái)面(3)上端面C1面上連接螺紋孔C1-3的分布及尺寸、規(guī)格；

步驟四、根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)品自身重量、充壓后產(chǎn)生的壓力大小等要求，計(jì)算確定垂直向支撐氣囊(7)所需承壓能力，從而選擇合適的支撐氣囊；

步驟五、根據(jù)需要對(duì)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)氣路進(jìn)行改造，使得振動(dòng)臺(tái)自動(dòng)對(duì)中功能可以在振動(dòng)臺(tái)內(nèi)部氣囊與垂直向壓力自平衡輔助支撐裝置的四個(gè)支撐氣囊(7)之間相互切換；

步驟六、按圖1所示裝配整個(gè)振動(dòng)試驗(yàn)用氣囊式垂直向壓力自平衡輔助支撐裝置，與振動(dòng)臺(tái)對(duì)接后，根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境，在未安裝試驗(yàn)產(chǎn)品前，確保四組垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪（5）對(duì)固定臺(tái)面（3)的夾緊力相近，并將系統(tǒng)氣路切換到垂直向壓力自平衡輔助支撐裝置的支撐氣囊(7)中，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)系統(tǒng)的垂直向壓力自動(dòng)平衡；

步驟七、依靠四組垂直向振動(dòng)導(dǎo)輪（5）對(duì)振動(dòng)方向進(jìn)行約束并平衡試驗(yàn)產(chǎn)品產(chǎn)生的傾覆力矩與扭轉(zhuǎn)力矩，實(shí)現(xiàn)特殊試驗(yàn)產(chǎn)品在復(fù)雜試驗(yàn)邊界條件下的振動(dòng)試驗(yàn)。

本具體實(shí)施能夠同時(shí)滿足對(duì)試驗(yàn)邊界及環(huán)境有特殊要求的試驗(yàn)，滿足試驗(yàn)產(chǎn)品對(duì)承載力、抗傾覆力矩及扭轉(zhuǎn)力矩的嚴(yán)苛要求。同時(shí)通過(guò)氣路調(diào)整后，能夠?qū)⒄駝?dòng)臺(tái)自身的自動(dòng)對(duì)中功能切換到4個(gè)垂直向支撐氣囊上，從能實(shí)現(xiàn)裝置的壓力自動(dòng)平衡功能，滿足不同試驗(yàn)產(chǎn)品對(duì)承載力的不同需求。從而滿足有特殊要求的試驗(yàn)產(chǎn)品，確保了試驗(yàn)產(chǎn)品的初始位置不發(fā)生變化，并節(jié)省了試驗(yàn)過(guò)程中的人力成本，提高試驗(yàn)效率、確保試驗(yàn)安全的目的。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。