CN210347042U - 一种模拟柔性约束的振动测试工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟柔性约束的振动测试工装，包括振动机，振动机的顶部设有安装台板，安装台板上相间隔的设置有刚性限位座和柔性限位座，刚性限位座上设有第一连接部，柔性限位座上设有第二连接部；柔性限位座上设有容置腔，容置腔内可活动的设有安装块，第二连接部设置在安装块上，并且容置腔内设有用于对安装块沿着X轴、Y轴、Z轴方向振动进行缓冲限位的气囊组件，且气囊组件的阻尼压力可调。本实用新型公开的一种模拟柔性约束的振动测试工装，阻尼特性稳定并且可以调节，适用性强，模拟环境真实，测试结果可靠稳定。

Description

一种模拟柔性约束的振动测试工装

技术领域

本实用新型涉及模拟振动测试设备技术领域，具体地说是一种模拟柔性约束的振动测试工装。

背景技术

在汽车研发过程中，振动测试是很重要的可靠新评价指标，传统的振动工装设计，工装的固有频率要求越高越好，所以尽量采用刚性约束(如图1)。但是随着发动机越来越小型化，零部件固定越来越柔性，传统的刚性约束越来越不能在实验室内的振动台上反应真实的振动水平，所以又有人提出了双弹簧质点***的振动工装来模拟实车振动水平，即将弹簧***作为零部件的柔性约束结构(如图2)。

而弹簧质点***的振动工装，虽然在最终结果上也能达到模拟整车/发动机柔性约束的振动水平，但是其存在着明显的缺陷，制约着其在工程领域的大规模使用：1)弹簧质点***，阻尼特性固定，不能覆盖不同发动机的应用条件。2)弹簧质点***，因弹簧的阻尼特性会在耐久试验中急速衰减，如果将他应用于可靠性测试，最终会因***特性偏离，导致模拟失败，实验失败。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种阻尼特性稳定且可调节，适用性强，模拟环境真实，测试结果可靠稳定的模拟柔性约束的振动测试工装。

本实用新型所采取的技术方案是：提供一种模拟柔性约束的振动测试工装，包括振动机，所述振动机的顶部设有安装台板，所述的安装台板上相间隔的设置有刚性限位座和柔性限位座，所述的刚性限位座上设有第一连接部，所述的柔性限位座上设有第二连接部；所述的柔性限位座上设有容置腔，所述的容置腔内可活动的设有安装块，所述的第二连接部设置在安装块上，并且所述的容置腔内设有用于对安装块沿着X轴、Y轴、Z轴方向振动进行缓冲限位的气囊组件，且所述气囊组件的阻尼压力可调。

本实用新型的技术方案与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型的模拟柔性约束的振动测试工装，采用了有柔性限位座，在柔性限位座上设有相应的容置腔，在容置腔内可活动的设置有一安装块，安装块与待检测的柔性零部件的一端相连，并且在容置腔内设置相应的气囊组件，该气囊组件对安装块的X轴、Y轴、Z轴三个维度方向同时缓冲限位，达到准确的模拟效果；设置气囊结构作为阻尼元件，阻尼特性更加稳定，不易衰减，并且该气囊组件的阻尼压力可调，可以适用于多种不同要求的柔性零部件的检测，通用性强。

作为改进的，所述的气囊组件包括用于对安装块的X轴方向振动限位的第一气囊、对安装块的Y轴方向振动限位的第二气囊以及对安装块的Z轴方向振动限位的第三气囊。

作为改进的，所述的第一气囊、第二气囊、第三气囊上均设有调压口。各个气囊的压力可调，使其适用于不同测试要求的柔性零部件，通用性更强。

再改进的，所述的柔性限位座上朝着刚性限位座的一侧内凹形成容置腔，所述容置腔背离开口端的一侧设有安装孔，所述安装块上设有连接杆，所述连接杆的另一端穿出于安装孔；所述连接块位于容置腔内一端以及穿出于安装孔一端的外部均穿设有至少一个第一气囊，所述连接杆穿出于安装孔外部的一端还设有限位板。

再改进的，所述容置腔内位于安装块的Y轴方向两侧对称设有第二气囊、Z轴方向的两侧对称设有第三气囊。在Y轴、Z轴方向上均采用对称的气囊结构，可以两边同时约束，保证尺寸不会受到阻尼特性改变的影响，且气囊结构是二阶阻尼质量模型，模拟更加准确。

作为另一种优选结构，所述的第二气囊、第三气囊为整体式结构，并且该整体式的气囊为绕着X轴线方向设置的环形气囊。采用整体式的环形气囊结构，首先安装更加方便，一次性安装即可，其次，整体式结构稳定性更好，从而保证其对检测零件的柔性约束更加的平稳，能够达到更加接近于现实状况的模拟环境。

作为改进的，所述容置腔内绕着X轴线方向设有用于容置环形气囊的环形凹槽，且所述环形凹槽的槽深H等于环形气囊直径D的1/2-2/3。环形凹槽结构用于限位环形气囊，使得在振动模拟时，环形气囊不会轻易发生位置串动，具有更好的稳定性。

再改进的，所述安装块的外侧壁上与环形凹槽对应的设有弧形限位槽。此弧形限位槽结构同样是为了对环形气囊进一步的限位，提高振动时的稳定性。

附图说明

图1是现有技术中对刚性零件振动模拟测试机构的示意简图。

图2是现有技术中对柔性零件振动模拟测试机构的示意简图。

图3是本实用新型的模拟柔性约束的振动测试工装的结构示意简图。

图4是本实用新型中的柔性限位座沿轴向剖视结构图。

图5是本实用新型中的柔性限位座一个实施例沿径向剖视结构图。

图6是本实用新型中的柔性限位座另一个实施例沿径向剖视结构图。

附图标记说明：

100-振动台，110-柔性零部件；

1-安装台板，2-刚性限位座，3-柔性限位座，3.1-容置腔，3.2-安装孔，3.3-环形凹槽，4-安装块，4.1-弧形限位槽，5-气囊组件，5.1-第一气囊，5.2-第二气囊，5.3-第三气囊，6-连接杆，7-限位板，8-环形气囊。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“两侧”、“外侧壁”、“X轴”、“Y轴”、“Z轴”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。另外的，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，为了相互区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图3所示，本实用新型提供了一种模拟柔性约束的振动测试工装，包括振动机100，振动机100的顶部设有安装台板1，安装台板1上相间隔的设置有刚性限位座2和柔性限位座3，其中，刚性限位座2上设有第一连接部，柔性限位座3上设有第二连接部；第一连接部、第二连接部用于与检测的柔性零部件110的两端连接固定。

具体的，在柔性限位座3上设有容置腔3.1，容置腔3.1内可活动的设置有安装块4，第二连接部设置在安装块4上，并且容置腔3.1内设有用于对安装块4沿着X轴、Y轴、Z轴方向振动进行缓冲限位的气囊组件5。通过气囊组件，即二阶空气弹簧质量***，模拟产品在实际应用环境中(如整车发动机上)的柔性约束的阻尼特性，且气囊结构具有更优的阻尼特性，且便于调节的特点，使用时更加方便高效。

更加具体的，气囊组件包括用于对安装块的X轴方向振动限位的第一气囊、对安装块的Y轴方向振动限位的第二气囊以及对安装块的Z轴方向振动限位的第三气囊，各个气囊结构用于对安装块4的三个维度方向均具有缓冲阻尼作用，以使得安装块4上连接的柔性零部件在振动模拟时具有更加接近现实使用环境，使得模拟更加准确。

如图4所示，柔性限位座3上朝着刚性限位座的一侧内凹形成容置腔3.1，容置腔3.1背离开口端的一侧设有安装孔3.2，安装块4上设有连接杆6，该连接杆6沿着X轴方向水平设置，且连接杆6的一端与安装块4连接，另一端穿出于安装孔3.2；本实施例中，该连接杆6与安装块4为一体式结构，采用一次性整体加工成型获得。当然，在其他的实施例中，连接杆6与安装块4也可以是焊接、插接或者是螺接的形式连接为一体。

具体的，在连接杆6位于容置腔3.1内一端的外部以及穿出于安装孔3.2一端的外部均穿设有至少一个第一气囊5.1，具体的，在连接杆6外侧壁上位于容置腔3.1内外两侧设置第一气囊5.1的数量不仅限于一个，可以是两个，也可以是多个，但是为了阻尼压力的平稳性，在安装孔3.1两侧设置的第一气囊5.1的数量保持一致，且保证压力相同。

并且在连接杆6穿出于安装孔3.2外部的一端还设有限位板7，该限位板7主要用于阻挡限位连接杆6上位于安装孔3.2外侧的第一气囊5.1。此结构使得安装块4在X轴方向上左右移动时，两个方向都具有第一气囊5.1的阻尼力。

如图5所示，本其中一个实施例结构中，容置腔3.1内位于安装块4的Y轴方向两侧对称设有第二气囊5.2、Z轴方向的两侧对称设有第三气囊5.3。当然，为了使得第二气囊5.2、第三气囊5.3安装更加的方便，该安装块4设置成矩形结构，容置腔3.1同样设置成矩形结构，并且在容置腔3.1的四个侧壁上相应的位置设置限位孔(图中未画出)，在安装块4与容置腔3.1四个侧壁对应的四个侧面上也设置同样的限位孔，安装时，将安装块4伸入容置腔3.1，在其四个外侧壁与容置腔3.1内侧壁之间分别装入第二气囊5.2、第三气囊5.3，随着安装块4插装在容置腔3.1中至预设的位置时，各个气囊两侧配合在相应的限位孔内。并且，此结构中，在安装块4的Y轴、Z轴方向的两侧设置的气囊数量可以是一个，也可以是两个，具体根据实际的阻尼需求设置，但是为了保证两边的阻尼压力相同，所以在Y轴、Z轴两侧设置相同数量的气囊，并且两侧的气囊保持相同的压力。

如图6所示，在另一个实施例中，第二气囊5.2、第三气囊5.3为整体式结构，并且该整体式的气囊为绕着X轴线方向设置的环形气囊8。此结构中为了拆装方便，将安装块4设置成圆柱形结构，同样的，容置腔3.1则为圆柱形凹腔，该环形气囊8的内圈壁套装在圆柱形安装块4的外侧壁上，且环形气囊8的外圈壁顶靠在容置腔3.1的内侧壁上，环形结构使得安装块4具有更全面的周向阻尼限位。

具体的，为了对环形气囊8进行限位，在容置腔3.1内侧壁上绕着X轴线方向设有用于容置环形气囊8的环形凹槽3.3，且环形凹槽3.3的槽深H等于环形气囊直径D的1/2-2/3，即H＝1/2D-2/3D。此结构中，将环形凹槽3.3的深度设置成大于环形气囊8直径D的二分之一时，可以更好的保证环形气囊8不会从环形凹槽3.3内脱出，但是深度H也不能太深，这样当气囊受力压缩时，安装块4侧壁将直接与容置腔3.1的内侧壁产生刚性接触，影响测试结果，所以在经过合理计算及多次试验后，确定该环形凹槽3.3的槽深H小于环形气囊8直径D的三分之二，即，环形气囊8的侧边还留有1/3D的距离用于压缩变形。

更加具体的，在安装块4的外侧壁上与环形凹槽3.3对应的设有弧形限位槽4.1。安装时，首先将环形气囊8压装配合在容置腔3.1中的环形凹槽3.3内，然后将安装块4伸入容置腔3.1，保证安装块4轴线与容置腔3.1轴线同轴，随着安装块4继续往里推送，直至环形气囊8内圈侧壁套装在安装块4的外侧壁上，当安装块4安装至预设位置时，保证环形气囊8的内圈侧壁配合在环形凹槽3.3内。

以上就本实用新型较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本实用新型独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种模拟柔性约束的振动测试工装，包括振动机(100)，所述振动机(100)的顶部设有安装台板(1)，其特征在于：所述的安装台板(1)上相间隔的设置有刚性限位座(2)和柔性限位座(3)，所述的刚性限位座(2)上设有第一连接部，所述的柔性限位座(3)上设有第二连接部；所述的柔性限位座(3)上设有容置腔(3.1)，所述的容置腔(3.1)内可活动的设有安装块(4)，所述的第二连接部设置在安装块(4)上，并且所述的容置腔(3.1)内设有用于对安装块(4)沿着X轴、Y轴、Z轴方向振动进行缓冲限位的气囊组件(5)，且所述气囊组件的阻尼压力可调。

2.根据权利要求1所述的模拟柔性约束的振动测试工装，其特征在于：所述的气囊组件(5)包括用于对安装块(4)的X轴方向振动限位的第一气囊(5.1)、对安装块的Y轴方向振动限位的第二气囊(5.2)以及对安装块的Z轴方向振动限位的第三气囊(5.3)。

3.根据权利要求2所述的模拟柔性约束的振动测试工装，其特征在于：所述的第一气囊(5.1)、第二气囊(5.2)、第三气囊(5.3)上均设有调压口。

4.根据权利要求2或3所述的模拟柔性约束的振动测试工装，其特征在于：所述的柔性限位座(3)上朝着刚性限位座(2)的一侧内凹形成容置腔(3.1)，所述容置腔(3.1)背离开口端的一侧设有安装孔(3.2)，所述安装块(4)上设有连接杆(6)，所述连接杆(6)的另一端穿出于安装孔(3.2)；所述连接杆(6)位于容置腔(3.1)内一端以及穿出于安装孔(3.2)一端的外部均穿设有至少一个第一气囊(5.1)，所述连接杆(6)穿出于安装孔(3.2)外部的一端还设有限位板(7)。

5.根据权利要求4所述的模拟柔性约束的振动测试工装，其特征在于：所述容置腔(3.1)内位于安装块(4)的Y轴方向两侧对称设有第二气囊(5.2)、Z轴方向的两侧对称设有第三气囊(5.3)。

6.根据权利要求4所述的模拟柔性约束的振动测试工装，其特征在于：所述的第二气囊(5.2)、第三气囊(5.3)为整体式结构，并且该整体式的气囊为绕着X轴线方向设置的环形气囊(8)。

7.根据权利要求6所述的模拟柔性约束的振动测试工装，其特征在于：所述容置腔(3.1)内绕着X轴线方向设有用于容置环形气囊(8)的环形凹槽(3.3)，且所述环形凹槽(3.3)的槽深H等于环形气囊直径D的1/2-2/3。

8.根据权利要求7所述的模拟柔性约束的振动测试工装，其特征在于：所述安装块(4)的外侧壁上与环形凹槽(3.3)对应的设有弧形限位槽(4.1)。

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