CN102539095A - 一种大接口扩展的高频防漏水的卫星振动试验夹具 - Google Patents

Abstract

一种大接口扩展的高频防漏水的卫星振动试验夹具[1]主要用于在卫星振动试验中将振动台φ990mm的接口尺寸扩展一倍以上以适应卫星φ2000mm以上大接口的安装并能够防止振动台受卫星水箱漏水的危害，此外，该夹具一阶共振频率达200Hz以上可满足卫星高频振动试验的要求。该夹具结构通过实体加减轻孔的形式在控制高度与质量的情况下，将原有φ990mm接口[2]再扩展一倍以上达到φ2100mm接口[3]，并保证了较高的刚度和频率，解决了原有筋板式夹具在大接口扩展的情况下，无法降低高度，从而导致频率及刚度大幅下降的缺陷。夹具顶部斜面[4]由中心向边缘减轻孔倾斜，结合边缘斜向减轻孔[5]、中心盲孔式减轻孔[6]及导流槽[7]使得卫星水箱漏水时水流能够沿着顶部斜面并经由边缘减轻孔的斜度导向振动台范围外，从而保护振动台不会因进水而受损，去除了原有夹具为了保护振动台，必须在夹具上铺设防水罩的繁琐工作。取得了制作成本低、性能优良、使用方便直观、适应性和通用性强等有益效果。

Description

一种大接口扩展的高频防漏水的卫星振动试验夹具

技术领域

本发明涉及一种振动试验夹具，特别涉及一种大接口扩展的高频防漏水的卫星振动试验夹具。

背景技术

卫星振动试验夹具主要起到将卫星固定在振动台上并传递振动力的作用，为了避免夹具自身特性对振动试验的影响，一般规定夹具的一阶共振频率应高于试验最高频率点，或者大于卫星一阶频率的3倍以上。目前夹具的结构形式可分为两类，实体式和筋板式，前者是最常用的结构形式，适用于接口扩展不大，没有高度要求的情况，后者通常适用于大接口扩展、需要较高夹具高度的情况。夹具为了满足频率的要求，一般都将高度控制在600mm的范围内，对用于100KN以上大型振动台的夹具来说，其规模已达大型夹具的范畴，当高度大于500mm时，如夹具仍以实体式出现，则其质量将会相当大，在试验中会过度消耗振动台的推力，很可能导致因推力不足而无法试验的情况。为了解决该问题，大多数高度大于500mm的夹具都采用了筋板式的结构，该结构可有效降低夹具的质量，但在某些特殊情况下较难保证夹具的频率。该两类夹具形式都具有各自的优缺点，其使用场合并没有十分明显的分界线，需要根据实际情况来进行判断和选取。

目前针对例如φ990mm接口扩展到φ2100mm接口的倍扩式大型夹具来说，一般为了降低夹具质量都采用筋板式结构。对于像上例所述的大型夹具并需要接口扩展一倍以上的情况，筋板式结构很可能使高度过高，从而大幅降低夹具的刚度和频率，影响试验效果。此外，目前大多数卫星都需要进行充液状态的振动试验，一般做法都是通过在夹具上铺设防水罩来防止漏水对振动台的损害，但此方法存在铺设防水罩费时费力，且安全性及可靠性不高的问题。

发明内容

为了解决现有筋板式大型振动试验夹具在接口扩展一倍以上的情况下无法降低高度、提高频率的缺陷，并优化夹具防漏水方式，使其更简便、更安全，本发明提供了一种大接口扩展、高频、防漏水振动试验夹具。利用本发明，在大接口扩展的同时能控制高度、保证频率，并使夹具的防漏水方式安全、可靠、无需人为操作。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大接口扩展的高频防漏水的卫星振动试验夹具，其特征在于：所述试验夹具为圆台形，其上底部的直径为φ2100mm，下底部的直径为φ990mm，在所述圆台的底部向所述圆形内部开设圆形槽，所述圆形槽的底部为所述夹具的顶部斜面4，在所述顶部斜面向所述圆台的斜面开8个边缘斜向减轻孔5，所述8个边缘斜向减轻孔在所述顶部斜面沿周向均匀分布，所述边缘斜向减轻孔为φ250mm的斜向通孔，向夹具外侧倾斜，其一端开口位于所述顶部斜面4上，另一端开口位于所述圆台的外周斜面上，其中心线与垂直向夹角为10°-15°，所述顶部斜面4的斜度由中心向边缘斜向减轻孔5倾斜，在所述试验夹具上还设置9个中心盲孔式减轻孔6，该中心盲孔式减轻孔6由试验夹具底部的下圆台开始，在离试验夹具顶部斜面7mm-10mm距离处结束，其中8个中心盲孔式减轻孔6沿周向均匀分布，直径φ150mm，1个中心盲孔式减轻孔6位于所述试验夹具的中心，其中心轴与试验夹具的中心轴同轴，且所述8个中心盲孔式减轻孔6位于8个边缘斜向减轻孔的径向内部，围绕位于中心的1个中心盲孔式减轻孔；在所述多个边缘斜向减轻孔5之间设置导流槽7，所述导流槽位于所述顶部斜面4上，连通各边缘斜向减轻孔5，在所述试验夹具顶部的圆形槽壁的顶面沿周向设置多个顶部φ2100mm接口3，在所述夹具底部设置多个底部φ990mm接口2，在所述斜向减轻孔5和周向分布的8个中心盲孔式减轻孔之间沿周向设置一圈多个沉头通孔，在所述8个中心盲孔式减轻孔与位于中心的1个中心盲孔式减轻孔之间沿周向设置2圈多个沉头通孔，所述沉头通孔贯通所述试验夹具的上下表面，所述多个底部接头与所述多个沉头通孔连通。

所述的试验夹具的高度和质量分别为450mm和1180Kg。

所述顶部斜面4的斜度由中心向边缘斜向减轻孔5倾斜的倾斜角度为2°-3°。

夹具结构舍弃筋板式而采用实体式，并通过其上的16个大型减轻孔来减轻质量，如此一来将φ990mm接口尺寸扩展一倍以上达到φ2100mm接口尺寸后，该夹具高度仅为450mm，质量为1180Kg，其高度比筋板式设计的750mm降低了300mm，质量比筋板式设计的900Kg增加了280Kg，高度的降低直接使其一阶共振频率由筋板式的135Hz提高到了338Hz，质量的增加仅略微加重了振动台的推力消耗，并远没达到振动台的推力极限。此外，夹具顶部采用斜面设计，其斜度由中心向边缘减轻孔倾斜2°-3°；边缘减轻孔采用斜向设计，由8个φ250mm斜向通孔组成，减轻孔向夹具外侧倾斜，其中心线与垂直向夹角为10°-15°，各孔之间通过导流槽进行连接；中心减轻孔采用盲孔式设计，由8个φ150mm盲孔组成，该盲孔由夹具底部开始，在离夹具顶部7mm-10mm距离处结束。夹具顶部斜面结合边缘斜向减轻孔、倒流槽及中心盲孔式减轻孔使得卫星水箱漏水时水流能够沿着顶部斜面并经由边缘减轻孔的斜度导向振动台范围外，并由于中心减轻孔是盲孔，不会发生漏水现象，导流槽起到了导流的作用，使得漏出的水不会囤积于夹具的边缘，从而保护振动台不会因进水而受损。

本发明的有益效果是：解决了现有筋板式大型振动试验夹具在接口扩展一倍以上的情况下无法降低高度、提高频率的缺陷。在夹具质量略微增加的情况下，大幅降低了夹具的高度，提高了频率，扩展了卫星的有效试验频率范围。此外，增加的夹具防漏水设计，使其不需人为操作的情况下先天就具备了防漏水功能，大大提高了试验中的工作效率和安全性。

附图说明

图1为本发明大接口扩展的高频防漏水的卫星振动试验夹具的示意图；

图2为本发明大接口扩展的高频防漏水的卫星振动试验夹具的剖视图；

其中：1.振动试验夹具，2.φ990mm接口，3.φ2100mm接口，4.顶部斜面，5.边缘斜向减轻孔，6.中心盲孔式减轻孔，7.导流槽。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明的大接口扩展的高频防漏水的卫星振动试验夹具为加减轻孔的实体圆台，其上圆台的直径为φ2100mm，下圆台的直径为φ990mm，在所述圆台的底部向所述圆形内部设置圆形槽，所述圆形槽的底部为所述夹具的顶部斜面4，在所述顶部斜面向所述圆台的斜面开8个边缘斜向减轻孔5，所述多个边缘斜向减轻孔在所述顶部斜面沿周向均匀分布，所述边缘斜向减轻孔为φ250mm的斜向通孔，向夹具外侧倾斜，其一端开口位于所述顶部斜面4上，另一端开口位于所述圆台斜面上，其中心线与垂直向夹角为10°-15°，所述顶部斜面的斜度由中心向边缘斜向减轻孔5倾斜2°-3°。在所述试验夹具上还设置9个中心盲孔式减轻孔6，该盲孔由夹具底部的下圆台开始，在离夹具顶部斜面7mm-10mm距离处结束，其中8个中心盲孔式减轻孔6沿周向均匀分布，直径φ150mm，1个中心盲孔式减轻孔6位于所述试验夹具的中心，其中心轴与试验夹具的中心轴同轴，且所述8个中心盲孔式减轻孔6位于8个边缘斜向减轻孔的径向内部，围绕着位于中心的1个中心盲孔式减轻孔；在所述多个边缘斜向减轻孔5之间设置导流槽7，所述导流槽将各边缘斜向减轻孔5连接为一体。在所述夹具顶部的圆形槽壁上沿周向设置多个顶部φ2100mm接口3，在所述夹具底部设置多个底部φ990mm接口2。在所述斜向减轻孔5和周向分布的8个中心盲孔式减轻孔之间沿周向设置一圈多个沉头通孔，在所述8个中心盲孔式减轻孔与位于中心的1个中心盲孔式减轻孔之间沿周向设置2圈多个沉头通孔。所述多个底部接头与所述多个沉头通孔连通。

卫星在进行振动试验时，振动试验夹具1通过底部φ990mm接口2安装在振动台上，卫星通过夹具顶部φ2100mm接口3安装于振动试验夹具1上。夹具结构采用实体加减轻孔形式，使其高度限制为450mm，质量限制为1180Kg，一阶共振频率高达338Hz，大幅扩充了卫星振动试验的频率上限。

夹具顶部斜面4结合边缘斜向减轻孔5、导流槽7及中心盲孔式减轻孔6使得卫星水箱漏水时水流能够沿着顶部斜面4并经由边缘斜向减轻孔5的斜度导向振动台范围外，并由于中心盲孔式减轻孔6的封盖作用，不会发生漏水现象，导流槽7起到了导流的作用，使得漏出的水不会囤积于夹具的边缘，从而保护振动台不会因进水而受损。

综上所述，本发明大接口扩展、高频、防漏水振动试验夹具，可在大型夹具接口扩展一倍以上的情况下，限制其高度，提高一阶共振频率，且其先天就具备的防漏水功能无需人为操作，大大提高了便利性、安全性和可靠性。

Claims (3)

1.一种大接口扩展的高频防漏水的卫星振动试验夹具，其特征在于：所述试验夹具为圆台形，其上底部的直径为φ2100mm，下底部的直径为φ990mm，在所述圆台的底部向所述圆形内部开设圆形槽，所述圆形槽的底部为所述夹具的顶部斜面(4)，在所述顶部斜面向所述圆台的斜面开8个边缘斜向减轻孔(5)，所述8个边缘斜向减轻孔在所述顶部斜面沿周向均匀分布，所述边缘斜向减轻孔为φ250mm的斜向通孔，向夹具外侧倾斜，其一端开口位于所述顶部斜面(4)上，另一端开口位于所述圆台的外周斜面上，其中心线与垂直向夹角为10°-15°，所述顶部斜面(4)的斜度由中心向边缘斜向减轻孔(5)倾斜，在所述试验夹具上还设置9个中心盲孔式减轻孔(6)，该中心盲孔式减轻孔(6)由试验夹具底部的下圆台开始，在离试验夹具顶部斜面7mm-10mm距离处结束，其中8个中心盲孔式减轻孔(6)沿周向均匀分布，直径φ150mm，1个中心盲孔式减轻孔(6)位于所述试验夹具的中心，其中心轴与试验夹具的中心轴同轴，且所述8个中心盲孔式减轻孔(6)位于8个边缘斜向减轻孔的径向内部，围绕位于中心的1个中心盲孔式减轻孔；在所述多个边缘斜向减轻孔(5)之间设置导流槽(7)，所述导流槽位于所述顶部斜面(4)上，连通各边缘斜向减轻孔(5)，在所述试验夹具顶部的圆形槽壁的顶面沿周向设置多个顶部φ2100mm接口(3)，在所述夹具底部设置多个底部φ990mm接口(2)，在所述斜向减轻孔(5)和周向分布的(8)个中心盲孔式减轻孔之间沿周向设置一圈多个沉头通孔，在所述8个中心盲孔式减轻孔与位于中心的1个中心盲孔式减轻孔之间沿周向设置2圈多个沉头通孔，所述沉头通孔贯通所述试验夹具的上下表面，所述多个底部接头与所述多个沉头通孔连通。

2.如权利要求1所述的大接口扩展的高频防漏水的卫星振动试验夹具，其特征在于：所述的试验夹具的高度和质量分别为450mm和1180Kg。

3.如权利要求1所述的大接口扩展的高频防漏水的卫星振动试验夹具，其特征在于：所述顶部斜面(4)的斜度由中心向边缘斜向减轻孔(5)倾斜的倾斜角度为2°-3°。

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