CN102519697B - 具有一体化底座的三轴振动试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有一体化底座的三轴振动试验装置，具有一个工作台面，该工作台面在垂直的Z轴向上连接Z轴向电动振动台的动圈台面，在水平的X轴向上连接X轴向电动振动台的动圈台面，在水平的Y轴向上连接Y轴向电动振动台的动圈台面；其特征在于：Z轴向电动振动台的磁缸部件在水平方向上扩展延伸构成一座体，X轴向电动振动台和Y轴向电动振动台的台体固定设置于该座体的顶面上。本发明安装时座体（即Z轴向电动振动台的磁缸部件）直接与地基连接或通过减震装置与地基接触，Z轴向上的连接环节已减至最少，设计时即可计算出座体顶面至工作台面的高度差，通过该高度差就可确定X轴向电动振动台/Y轴向电动振动台的安装高度，大大降低了安装调试的难度。
Description
技术领域
本发明涉及力学环境试验设备，具体涉及一种三轴振动试验装置。该三轴振动试验装置可用于模拟各轴单独振动的振动环境，也可用于模拟三轴同时振动的复合振动环境。
背景技术
振动环境试验的目的是在试验室内人工模拟试件在运输、储存、使用过程中可能经受到的振动环境影响，并考核其适应性。当振动造成的应力过大时会使结构产生裂纹甚至断裂，特别在共振状态下更为明显。长时间的随机振动由于交变应力产生的累积损伤，会使结构产生疲劳破坏。振动还会导致触点不良，带电元器件相互接触或断路，焊点脱开，导线断裂及产生强电噪声等，从而破坏产品的正常工作，使产品性能下降、失灵或出现故障。
产品在实际工况下经受的自然振动是多自由度的复合振动，为了真实反应产品的抗振性能，模拟出自然振动环境，人们经多年尝试设计出了三轴向同时振动的试验装置。目前，国内外三轴向振动试验装置已公开有多种，这些试验装置的总体结构如附图1所示：包括一用于安装试件的工作台面1，以工作台面1为基准在X、Y、Z三轴向上各布置电动振动台，即具有X轴向电动振动台3、Y轴向电动振动台2及 Z轴向电动振动台4，工作台面1与各电动振动台的动圈间经传振解耦机构5连接，传振解耦机构5的作用是在该轴向上构成刚性连接，将电动振动台的激振力传递至工作台面1上，而在另两个轴向上解耦。X轴向电动振动台3、Y轴向电动振动台2及 Z轴向电动振动台4均为独立的电动振动台，每台电动振动台由磁缸部件、中心磁极、励磁线圈构成的台体，以及设置于台体中的动圈构成，磁缸部件又由上极板、磁缸环、下极板构成，这些电动振动台的台体分别连接到一块底板上，因而存在以下缺陷：
1、连接不够坚固，整体性不够；当振动试验时，由于连接的整体性不够，会对其他振动的轴向造成干扰，影响试验的精度。甚至对设备造成损害；
2、不能整体运输，只能现场安装；要将组成三轴振动的各轴向电动振动台连接至同一工作台面上，即需保证各轴向电动振动台的位置精度，要求甚高，安装时要反复调整，很繁琐，最终整体的安装精度由于连接环节过多而难以保证；
3、整体高度高。
发明内容
本发明目的是提供一种具有一体化底座的三轴振动试验装置，以解决各轴向振动干扰，以及安装精度要求高、安装繁琐的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有一体化底座的三轴振动试验装置，具有一个工作台面，该工作台面在垂直的Z轴向上经第一传振解耦机构连接Z轴向电动振动台的动圈台面，在水平的X轴向上经第二传振解耦机构连接X轴向电动振动台的动圈台面，在水平的Y轴向上经第三传振解耦机构连接Y轴向电动振动台的动圈台面；所述Z轴向电动振动台的台体中的磁缸部件在水平方向上扩展延伸构成一座体，该座体的顶面用于承载所述X轴向电动振动台和Y轴向电动振动台，X轴向电动振动台的台体和Y轴向电动振动台的台体固定设置于该座体的顶面上。
上述两个技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，Z轴向电动振动台可以为一台或多台，多台Z轴向电动振动台相互并列设置于工作台面之下；X轴向电动振动台和Y轴向电动振动台也可以为一台或相互并列的多台。
另，所述“水平的X轴向”和“水平的Y轴向”是指水平面上的两个相垂直的轴向。
2、上述方案中，所述磁缸部件由上极板、磁缸环以及下极板构成，Z轴向电动振动台的上极板和下极板在水平方向上扩展延伸，并且在上极板和下极板间连接有竖向支撑柱或支撑筋板，以此上极板、下极板以及竖向支撑柱或支撑筋板构成所述座体。
3、上述方案中，所述磁缸部件由上极板、磁缸环以及下极板构成，Z轴向电动振动台的磁缸环在水平方向上扩展延伸成一板体，该板体构成所述座体。
4、上述方案中，所述“传振解耦机构”为现有技术，可采用十字导轨副、静压平面轴承或者双球铰接件等。
本发明的设计构思是：发明人总结多年三轴振动试验装置的设计制造及安装调试经验发现：三轴振动试验装置的安装是以垂直Z轴向电动振动台为基准的，即安装时必须先安装Z轴向电动振动台，然后在Z轴向电动振动台动圈台面上连接好传振解耦机构和工作台面，即确定好工作台面的高度后，才能按照工作台面的高度来安装和调整X轴向电动振动台和Y轴向电动振动台。故，发明人将垂直Z轴向电动振动台的台体中的磁缸部件直接延伸扩展为一座体，将X轴向电动振动台和Y轴向电动振动台均设置在该座体上，即以该座体作为整个装置的底座，从而将Z轴向电动振动台、X轴向电动振动台和Y轴向电动振动台的台体连接起来，使之成为一个整体。并且，安装时座体（即Z轴向电动振动台的磁缸部件）直接对地安装，Z轴向上的连接环节已减至最少，设计时即可计算出座体的顶面至工作台面的高度差，通过该高度差就可确定X轴向电动振动台/Y轴向电动振动台与座体间需要的安装高度，这些关键尺寸的确定，大大降低了安装调试的难度。
与现有技术相比，本发明的优点有：
1、由于本发明将垂直Z轴向电动振动台的台体中的磁缸部件直接延伸扩展为一座体，以该座体作为整个装置的底座，从而将Z轴向电动振动台、X轴向电动振动台和Y轴向电动振动台的台体连接起来，成为一个整体，工作时Z轴向电动振动台、X轴向电动振动台和Y轴向电动振动台的台体一同振动，相互位置不会变化，从而最大幅度地避免了干拢，保证了试验精度。
2、由于本发明将垂直Z轴向电动振动台的台体中的磁缸部件直接延伸扩展为一座体，以该座体作为整个装置的底座，从而将Z轴向电动振动台作为基准，使***的安装调试有了一个不太容易变动的基准，减少了安装调试难度。
3、由于本发明将垂直Z轴向电动振动台的台体中的磁缸部件直接延伸扩展为一座体，不用另外的连接，因而减少了整体高度，一般可以减少300mm以上的高度。
4、由于本发明将垂直Z轴向电动振动台的台体中的磁缸部件直接延伸扩展为一座体，以该座体作为整个装置的底座，整个装置可以整体搬移，搬移后无需重新调整。
附图说明
附图1为现有技术的结构立体示意图；
附图2为本发明实施例一的主视示意图；
附图3为附图2的俯视示意图；
附图4为本发明实施例一的Z轴向电动振动台的台体的立体示意图；
附图5为本发明实施例二的主视示意简图；
附图6为附图5的俯视示意简图。
以上附图中：1、工作台面；2、Y轴向电动振动台；3、X轴向电动振动台；4、Z轴向电动振动台；5、传振解耦机构；11、工作台面；12、第一传振解耦机构；13、Z轴向电动振动台；14、第二传振解耦机构；15、X轴向电动振动台；16、第三传振解耦机构；17、Y轴向电动振动台；18、座体；19、上极板；20、磁缸环；21、下极板；22、竖向支撑筋板；23、耳轴座；24、Z轴向电动振动台的动圈。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一： 参见附图2～4所示：
一种具有一体化底座的三轴振动试验装置，具有一个工作台面11，该工作台面11在垂直的Z轴向上经第一传振解耦机构12连接一Z轴向电动振动台13的动圈台面，在水平的X轴向上经第二传振解耦机构14连接一X轴向电动振动台15的动圈台面，在水平的Y轴向上经第三传振解耦机构16连接Y轴向电动振动台17的动圈台面。
所述Z轴向电动振动台13的台体中的磁缸部件在水平方向上扩展延伸构成一座体18，该座体18的顶面用于承载所述X轴向电动振动台15和Y轴向电动振动台17，X轴向电动振动台15和Y轴向电动振动台17的台体均固定设置于该座体18的顶面上。
具体，如附图2和附图4所示，所述磁缸部件由上极板19、磁缸环20以及下极板21构成，上极板19和下极板21在水平方向上扩展延伸，并且在上极板19和下极板21间连接有竖向支撑筋板22，以此上极板19、下极板21以及竖向支撑筋板22构成座体18。
并且，X轴向电动振动台15和Y轴向电动振动台17通过耳轴座23固定于座体18的顶面上。
本实施例中，座体18作为整个装置的底座，将Z轴向电动振动台13、X轴向电动振动台15和Y轴向电动振动台17的台体连接起来，安装时座体18（即Z轴向电动振动台13的磁缸部件）直接对地安装（具体可以是固定在地基上或者通过减震装置与地基连接），设计时即可确定座体18的顶面至工作台面11的高度差，通过该高度差就可确定X轴向电动振动台15、Y轴向电动振动台17与座体18间的耳轴座23的高度，这些关键尺寸在设计时都一一确定，使安装变得非常简单。
本实施例，在具体实现时还可以有以下变化：可以不延伸上极板19和下极板21，而将磁缸环20在水平方向上扩展延伸成一板体，该板体构成所述座体18，其也可达到相同的效果。
若第一传振解耦机构12、第二传振解耦机构14和第三传振解耦机构16采用十字导轨副或静压平面轴承，本实施例振动试验装置即为一三轴向振动复合装置，而若第一传振解耦机构12、第二传振解耦机构14和第三传振解耦机构16采用双球铰接件，本实施例振动试验装置即为一三轴六自由度振动复合装置。
实施例二： 参见附图5、附图6所示：
一种具有一体化底座的三轴振动试验装置，与实施例一的不同之处在于：工作台面11在垂直的Z轴向上各经第一传振解耦机构12连接四台Z轴向电动振动台13的动圈台面，在水平的X轴向各经第二传振解耦机构14连接两台X轴向电动振动台15的动圈台面，在水平的Y轴向各经第三传振解耦机构16连接两台Y轴向电动振动台17的动圈台面。并且，四台Z轴向电动振动台13的上极板19本身为一体，而四台Z轴向电动振动台13的下极板21也本身为一体，该上极板19和下极板21在水平方向上扩展延伸构成座体18。
其他同实施例一，这里不再赘述。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种具有一体化底座的三轴振动试验装置，具有一个工作台面，该工作台面在垂直的Z轴向上经第一传振解耦机构连接Z轴向电动振动台的动圈台面，在水平的X轴向上经第二传振解耦机构连接X轴向电动振动台的动圈台面，在水平的Y轴向上经第三传振解耦机构连接Y轴向电动振动台的动圈台面；其特征在于：所述Z轴向电动振动台的台体中的磁缸部件在水平方向上扩展延伸构成一座体，该座体的顶面用于承载所述X轴向电动振动台和Y轴向电动振动台，X轴向电动振动台的台体和Y轴向电动振动台的台体固定设置于该座体的顶面上；所述磁缸部件由上极板、磁缸环以及下极板构成，Z轴向电动振动台的上极板和下极板在水平方向上扩展延伸，并且在上极板和下极板间连接有竖向支撑柱或支撑筋板，以此上极板、下极板以及竖向支撑柱或支撑筋板构成所述座体。
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