本發(fā)明屬于測試，具體涉及一種凸輪式顛震試驗裝置。

背景技術(shù)：

1、顛震試驗是評價船舶電子設(shè)備可靠性的主要試驗方法之一，常用于評定船舶電子設(shè)備在航行時受到由波浪引起的重復(fù)性低強(qiáng)度沖擊環(huán)境的裝備工作適應(yīng)性和完好性，是船舶電子設(shè)備環(huán)境鑒定試驗的重要一項。船舶電子設(shè)備是船舶電力系統(tǒng)的核心樞紐，直接關(guān)系到船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和可靠供電，由于海浪、強(qiáng)風(fēng)或突發(fā)外力的瞬時性沖擊引起的顛震是船舶設(shè)備在航海作業(yè)時經(jīng)常會遇到的環(huán)境條件，顛震通常以慣性載荷的形式作用于船舶設(shè)備，顛震加速度的主要方向是沿船舶甲板的垂直方向，同一環(huán)境引起的顛震加速度比其振動加速度要大很多，并且顛震會引起設(shè)備作用力失衡、結(jié)構(gòu)件破壞、緊固件松動斷裂等永久性損傷。顛震對于船舶航行的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義，是船舶的實際使用環(huán)境條件之一。船舶電子設(shè)備在船舶中的應(yīng)用已成為現(xiàn)代化航海技術(shù)的重要組成部分，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代航海對船舶的性能、尺寸和運行效率提出了更為嚴(yán)苛的要求。船舶上的電子設(shè)備作為提升航行安全與效率的關(guān)鍵，隨著需求的增長，船舶電子設(shè)備的外形尺寸和重量指標(biāo)也在相應(yīng)增加，以適應(yīng)更加復(fù)雜多變的航海環(huán)境。這對大尺寸、大質(zhì)量試驗件的顛震試驗系統(tǒng)的擴(kuò)展能力和調(diào)整能力提出了更高的要求，同時顛震試驗系統(tǒng)需具備可監(jiān)測性，可進(jìn)行實時數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測，對于大尺寸、大質(zhì)量試件的顛震試驗采用沖擊臺或振動臺這種效率和成本不占優(yōu)勢的傳統(tǒng)方法已經(jīng)不可行，針對上述問題，需設(shè)計一種具備大承載能力、符合周期性往復(fù)運動的顛震試驗特征、滿足一定的經(jīng)濟(jì)效益要求、能夠穩(wěn)定可靠運行的顛震試驗裝置，以實現(xiàn)大尺寸、大質(zhì)量試件的顛震試驗考核，對船舶電子設(shè)備抗顛震設(shè)計和可靠性提供了理論參考依據(jù)，具有重要意義。

2、在對大尺寸、大重量試件進(jìn)行顛震試驗考核時，對該顛震試驗裝置有以下要求：（1）可以滿足在負(fù)載15t狀態(tài)下實現(xiàn)周期性往復(fù)運動；（2）能夠銜接擴(kuò)展臺，實現(xiàn)可擴(kuò)展性和靈活性要求，以滿足大尺寸試件的顛震試驗考核；（3）能夠?qū)ε涮譸lc控制柜輸入試驗條件，實現(xiàn)凸輪式顛震試驗裝置的自動化控制，滿足不同試驗條件的可調(diào)整性目標(biāo)；（3）通過數(shù)據(jù)采集儀將傳感器反饋信號進(jìn)行處理，輸出到顛震測量系統(tǒng)上位機(jī)進(jìn)行顯示、記錄，以實現(xiàn)顛震試驗數(shù)據(jù)實時采集和監(jiān)測；（4）通過波形發(fā)生器產(chǎn)生顛震試驗要求的半正弦沖擊脈沖。通過調(diào)整波形發(fā)生器的材料、厚度和數(shù)量及跌落高度，以滿足不同的脈沖持續(xù)時間和峰值加速度要求。通過調(diào)整減速電機(jī)參數(shù)設(shè)置，進(jìn)而調(diào)整蝸形凸輪的旋轉(zhuǎn)角速度，可獲得不同的脈沖重復(fù)頻率；（5）能夠平穩(wěn)運行、進(jìn)行高效率的可靠工作，而且后期維護(hù)方便，損耗小，成本低。

3、現(xiàn)有顛震試驗一般是將試件通過固定工裝安裝于沖擊臺或振動臺的工作臺面上進(jìn)行顛震試驗。但是針對大尺寸、大重量試件的顛震試驗存在以下幾個問題：（1）由于沖擊臺或振動臺具有承載能力限制，對于大質(zhì)量試件的顛震試驗需結(jié)合試驗條件選擇特定大噸位的沖擊臺或振動臺來進(jìn)行考核，不具備通用性；（2）由于沖擊臺或振動臺配套擴(kuò)展臺面為固定的尺寸大小，對于大尺寸試件的顛震試驗不僅需要額外設(shè)計加工臺面擴(kuò)大轉(zhuǎn)接板，而且還需考慮臺面擴(kuò)大轉(zhuǎn)接板重量對沖擊臺或振動臺造成的額外負(fù)載，可能導(dǎo)致工作臺面失穩(wěn)傾覆，存在潛在的安全風(fēng)險；（3）試驗過程中極易對沖擊臺或振動臺的動圈、上導(dǎo)向等裝置或機(jī)械部件造成不可逆破壞，導(dǎo)致設(shè)備性能下降或失效，后期維護(hù)保養(yǎng)和維修成本較高；（4）對于大尺寸、大質(zhì)量試件的顛震試驗采用傳統(tǒng)沖擊臺或振動臺來進(jìn)行考核，從試驗時間和試驗成本上實施起來更費時費力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種凸輪式顛震試驗裝置。

2、本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種凸輪式顛震試驗裝置，包括地基、地基上的底座、凸輪式顛震裝置和擴(kuò)展臺，所述凸輪式顛震裝置包括安裝底座、減速電機(jī)、減速電機(jī)支架、凸輪軸系部件和凸輪軸系部件上方配合安裝的滾子軸系部件，所述減速電機(jī)包括減速機(jī)和伺服電機(jī)，所述凸輪軸系部件包括凸輪軸和凸輪軸上的軸承端蓋、軸承座、軸承隔套、蝸形凸輪和深溝球軸承，所述凸輪軸與減速電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過鏈條聯(lián)軸器傳動連接，所述軸承座下端與轉(zhuǎn)接板連接，所述轉(zhuǎn)接板與所述安裝底座連接，所述滾子軸系部件包括滾子軸和滾子軸上的t形塊，所述滾子軸與所述蝸形凸輪上的卡槽配合安裝，所述t形塊頂部設(shè)置支撐座，所述支撐座底部設(shè)置有四個腳部，所述支撐座上方由下而上依次設(shè)置波形發(fā)生器和工作臺面，所述擴(kuò)展臺包括支撐框架和支撐框架上方的擴(kuò)展盤，所述支撐框架和擴(kuò)展盤之間設(shè)置有導(dǎo)向支撐件和氣囊組件，所述支撐框架與所述底座連接，所述擴(kuò)展盤底部從支撐框架中部下方伸出并與所述工作臺面頂部連接。

4、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

5、1、本發(fā)明具備較強(qiáng)的承載能力，根據(jù)凸輪式顛震裝置的大載荷能力和機(jī)械傳動的工作特性，可在負(fù)載15t狀態(tài)下實現(xiàn)周期性往復(fù)運動。

6、2、本發(fā)明具備可擴(kuò)展性和靈活性，通過保持凸輪式顛振試驗裝置工作臺面接口與電動式、液壓式振動臺擴(kuò)展臺底部接口一致，可銜接現(xiàn)使用的常規(guī)擴(kuò)展臺，使其臺面尺寸擴(kuò)展到2500mm×2500mm，同時擴(kuò)展臺面可進(jìn)行靈活的設(shè)計加工，以獲得更大尺寸的擴(kuò)展需求。

7、3、本發(fā)明可通過波形發(fā)生器產(chǎn)生顛震試驗要求的半正弦沖擊脈沖，通過調(diào)整波形發(fā)生器的材料、厚度和數(shù)量及跌落高度，可獲得不同的脈沖持續(xù)時間和峰值加速度。通過調(diào)整減速電機(jī)參數(shù)設(shè)置，進(jìn)而調(diào)整蝸形凸輪的旋轉(zhuǎn)角速度，可獲得不同的脈沖重復(fù)頻率。

8、4、本發(fā)明具備一定的經(jīng)濟(jì)性，能夠平穩(wěn)運行、進(jìn)行高效率的可靠工作，具有較好的承載力和穩(wěn)定性，而且后期維護(hù)方便、損耗小、價格低廉，極大地降低了設(shè)備成本。

技術(shù)特征：

1.一種凸輪式顛震試驗裝置，其特征在于，包括地基（1）、地基（1）上的底座（2）、凸輪式顛震裝置和擴(kuò)展臺，所述凸輪式顛震裝置包括安裝底座（3）、減速電機(jī)（4）、減速電機(jī)支架（5）、凸輪軸系部件和凸輪軸系部件上方配合安裝的滾子軸系部件，所述減速電機(jī)（4）包括減速機(jī)（41）和伺服電機(jī)（42），所述凸輪軸系部件包括凸輪軸（6）和凸輪軸（6）上的軸承端蓋（7）、軸承座（8）、軸承隔套（9）、蝸形凸輪（10）和深溝球軸承（11），所述凸輪軸（6）與減速電機(jī)（4）的轉(zhuǎn)軸通過鏈條聯(lián)軸器（12）傳動連接，所述軸承座（8）下端與轉(zhuǎn)接板（13）連接，所述轉(zhuǎn)接板（13）與所述安裝底座（3）連接，所述滾子軸系部件包括滾子軸（14）和滾子軸（14）上的t形塊（15），所述滾子軸（14）與所述蝸形凸輪（10）上的卡槽（101）配合安裝，所述t形塊（15）頂部設(shè)置支撐座（16），所述支撐座（16）底部設(shè)置有四個腳部，所述支撐座（16）上方由下而上依次設(shè)置波形發(fā)生器（17）和工作臺面（18），所述擴(kuò)展臺包括支撐框架（19）和支撐框架（19）上方的擴(kuò)展盤（20），所述支撐框架（19）和擴(kuò)展盤（20）之間設(shè)置有導(dǎo)向支撐件（21）和氣囊組件（22），所述支撐框架（19）與所述底座（2）連接，所述擴(kuò)展盤（20）底部從支撐框架（19）中部下方伸出并與所述工作臺面（18）頂部連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸輪式顛震試驗裝置，其特征在于，所述支撐座（16）底部的四個腳部側(cè)壁設(shè)置有限位塊（23），所述支撐座（16）底面設(shè)置有安裝塊（24），所述t形塊（15）頂部與所述安裝塊（24）連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸輪式顛震試驗裝置，其特征在于，所述安裝底座（3）上設(shè)置有第一凹槽（311）和第二凹槽（312），所述轉(zhuǎn)接板（13）與所述第一凹槽（311）的底部連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的凸輪式顛震試驗裝置，其特征在于，所述第二凹槽（312）是四個，所述支撐座（16）底部的四個腳部分別與每個第二凹槽（312）對應(yīng)設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸輪式顛震試驗裝置，其特征在于，所述支撐框架（19）是方形框架，所述導(dǎo)向支撐件（21）包括支撐塊（211）和支撐塊（211）中部的伸縮管（212），所述氣囊組件（22）包括支座（221）和支座（221）上方的氣囊（222），所述伸縮管（212）頂部和氣囊（222）頂部均與所述擴(kuò)展盤（20）底部固定連接，所述支撐塊（211）底部和支座（221）底部均與所述支撐框架（19）的邊框?qū)?yīng)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸輪式顛震試驗裝置，其特征在于，所述擴(kuò)展盤（20）的四個角安裝有加速度傳感器（29），通過數(shù)據(jù)采集儀（30）采集各加速度傳感器（29）檢測到的加速度信號并傳送至上位機(jī)（31）。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種凸輪式顛震試驗裝置，包括地基、地基上的底座、凸輪式顛震裝置和振動臺，所述凸輪式顛震裝置包括安裝底座、減速電機(jī)、減速電機(jī)支架、凸輪軸系部件和凸輪軸系部件上方配合安裝的滾子軸系部件，所述凸輪軸系部件包括凸輪軸和凸輪軸上的軸承端蓋、軸承座、軸承隔套、蝸形凸輪和深溝球軸承，所述滾子軸系部件包括滾子軸和滾子軸上的T形塊，所述T形塊頂部設(shè)置支撐座，所述支撐座上方由下而上依次設(shè)置波形發(fā)生器和工作臺面，所述擴(kuò)展臺包括支撐框架和支撐框架上方的擴(kuò)展盤，所述擴(kuò)展盤底部從支撐框架中部下方伸出并與所述工作臺面頂部連接。本發(fā)明可廣泛用于各類大尺寸、大重量試件的顛震試驗考核。

技術(shù)研發(fā)人員：王曉森,吳祥禎,劉浩,翟浩強(qiáng),吳文斌,王杰,張超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津航天瑞萊科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19