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一种气动振动试验装置及方法

阅读:495发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种气动振动试验装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 气动 振动试验装置及方法,包括气动振动器,用于提供试验用的振动气压,所述气动振动器设有进气部件,所述进气部件连接供气设备; 振动台 ,用于容纳待检测试件,所述振动台与所述气动振动器连接固定,所述气动振动器的振动传递到所述振动台,再由所述振动台带动所述检测试件振动;安装支座,用于安装固定所述振动台。本发明易安装拆卸,振动 频率 (范围0.1Hz~400Hz)和幅值(范围0~5mm)可控范围大,能够反复使用且成本较低。,下面是一种气动振动试验装置及方法专利的具体信息内容。

1.一种气动振动试验装置,其特征在于:包括:
气动振动器,用于提供试验用的振动气压;所述气动振动器设有进气部件,所述进气部件连接供气设备;
振动台,用于容纳待检测试件,所述振动台与所述气动振动器连接固定,所述气动振动器的振动传递到所述振动台,再由所述振动台带动所述检测试件振动;所述振动台为用于容纳待检测试件的盒状,其上部敞开,底部封闭;
安装支座,用于安装固定所述振动台;
振动测试仪,所述振动测试仪安装于所述振动台侧面,用于采集所述振动台的振动幅值和频率,作为调控所述气动振动器进气气压的依据;
所述气动振动器为涡轮式气动振动器,所述涡轮式气动振动器通过所述进气部件的气压使其内有的偏心涡轮在轨道上高速回转而产生大功率的离心,提供一定的振幅和频率,通过改变连接的供气设备输出气压的压强和气动振动器的尺寸来改变所述振动台的频率和幅值;所述气动振动器产生的振动传递给所述振动台,使所述振动台中的待检测试件产生规定频率的振动;
所述振动台与所述安装支座之间通过减震连接件连接,所述减震连接件一方面用于支撑所述振动台,另一方面用于减小振动对所述安装支座的冲击;
所述安装支座包括底座和设置于底座上方的横板和竖板,所述竖板设置于所述横板的一端上方,用于安装所述振动台;所述横板的另一端固定在底座上;所述底座上设有安装孔,所述安装孔用于通过安装夹持螺丝从而使得所述底座安装在实验平台上;所述安装支座采用不锈焊接而成,所述竖板处局部焊接加强筋,防止所述竖板和所述横板连接的直应力集中导致断裂;
所述装置能随振随测、瞬间启动停止、空间任意安装。
2.根据权利要求1所述的气动振动试验装置,其特征在于:所述气动振动器与所述振动台之间通过螺纹连接并传递振动。
3.根据权利要求1所述的气动振动试验装置,其特征在于:所述进气部件通过转化接头和扎箍与所述供气设备连接,防止高压气体泄露。
4.一种采用权利要求1-3任一项所述装置的气动振动试验方法,其特征在于:包括:
将安装支座固定在实验平台上,将待检测试件放入振动台;
打开振动测试仪;
将气动振动器与供气设备连接,打开供气设备,供给低气压,检查连接管路的气密性;
按照振动测试仪读取的频率和振幅,在所述振动台容许气压和所需最大气压以下范围内逐步缓慢调节气压;
关闭供气设备,检测待检测试件。

说明书全文

一种气动振动试验装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种振动试验装置及方法,具体地,涉及一种由气流产生的可提供较大范围、可控的振动频率和振动幅值的试验装置及方法。

背景技术

[0002] 现有的振动试验台分为电动振动试验台、机械式振动试验台和液压振动试验台。机械式振动台属于低频大载荷振动试验台,频率为5~80Hz,载荷从50Kg~1000Kg,位移为
5mm左右,加速度为3~20g;适宜于低频实验,频率不符合要求。电动式振动试验台属于高
频、大位移、大推振动试验台,频率范围为5~3000Hz,位移可达25.4mm,虽然能实现频率
等部分要求,但对于需要随振随测的工况下,由于振动台的台体结构较大、台面较小,外加
检测设备的引入安装十分不便,且振动台的价格昂贵。液压振动试验台频率范围0.1~
50Hz,最大振幅40mm,推力3000kg,适用于低频下振动,由于试验台采用液压结构,设备的尺
寸过大,且价格昂贵,对于需要随振随测的工况外加检测设备的引入安装十分不便。
[0003] 经对现有技术文献和专利检索发现:
[0004] 中国专利号:CN 102927248 A,专利名称为:振动试验台及其驱动装置。该发明公开的技术为:一种振动试验台,包括举升装置以及与所述举升装置连接的驱动装置,所述驱
动装置包括变速箱,所述变速箱内设置有输入轴以及通过传动轴与所述输入轴传动连接的
输出轴,所述传动轴上设置有多个齿轮离合组件,所述驱动装置还包括控制一个所述齿轮
离合组件处于吸合状态的控制器,所述齿轮离合组件包括离合器以及固定于所述离合器的
吸合体上的传动齿轮,所述离合器的壳体与所述传动轴同轴转动,所述传动齿轮与所述传
动轴间隙配合。其不足之处在于:1)试验台的结构复杂(包括变速箱、离合器等较大部件),
成本高,设备占地较大;2)试验台操作复杂,不方便携带;3)该处理方法耗能大,成本高。
[0005] 中国专利号:CN 203024951 U,专利名称:一种振动试验台。该发明公开的技术为:一种振动试验台,包括机架、振动平台以及与所述机架和所述振动平台均连接的支撑导柱
组件,还包括与所述振动平台连接的辅助导柱以及设置于所述机架上的辅助导套,所述辅
助导柱套设于所述辅助导套内。其不足之处在于:1)试验台及其外加的动力装置复杂,成本
高;2)试验台的振动频率低,多用于模拟一些产品在运输过程中的低频的振动环境,用于检
汽车、玩具、家具、包装等产品结构的耐震性;3)该处理方法能量消耗大。
[0006] 在小型的振动试验中,如泥沙振动流变、其他材料的振动流变、芯片的焊接振动测试等,一般实验工况具有以下特征:试验使用次数有限,需要实时测量振动过程中的力学参
数,需要振动设备及测试设备拆装方便等,而现有的振动设备则设备体积大、结构复杂使得
力学等外加测试仪器安装不便,故相关参数的测试多为振动后测试样品取下来再安装到外
加测试仪器上检测,无法实时反映振动对试样的影响,在流变领域此问题尤为突出,同时振
动设备价格贵。

发明内容

[0007] 针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种可方便安装、可实现实时测量振动影响的气动振动试验装置及方法,振动效果明显,尤其适用于流变领域振动试验。
[0008] 根据本发明的第一目的,提供一种气动振动试验装置,所述装置包括:
[0009] 气动振动器,用于提供试验用的振动气压;所述气动振动器设有进气部件,所述进气部件连接供气设备;
[0010] 振动台,用于容纳待检测试件,所述振动台与所述气动振动器连接固定,所述气动振动器的振动传递到所述振动台,再由所述振动台带动所述检测试件振动;
[0011] 安装支座,用于安装固定所述振动台。
[0012] 优选地,所述气动振动器与所述振动台之间通过用螺纹连接并传递振动。
[0013] 优选地,所述振动台与所述安装支座之间通过减震连接件连接,所述减震连接件一方面用于支撑所述振动台,另一方面用于减小振动对所述安装支座的冲击。
[0014] 优选地,所述安装支座包括底座和设置于底座上方的横板和竖板,所述竖板设置于所述横板的一端上方,用于安装所述振动台;所述横板的另一端固定在底座上。
[0015] 更优选地,所述底座上设有安装孔,用于通过安装夹持螺丝安装在实验平台上。
[0016] 更优选地,所述安装支座采用不锈板焊接而成,所述竖板处局部焊接加强筋,防止所述竖板和所述横板连接的直应力集中导致断裂。
[0017] 优选地,所述进气部件通过转化接头和扎箍与所述供气设备连接,防止高压气体泄露。
[0018] 优选地,所述气动振动器为涡轮式气动振动器。所述涡轮式气动振动器通过进气部件的气压使其内有的偏心涡轮在轨道上高速回转而产生大功率的离心力,提供一定的振
幅和频率,通过改变连接的供气设备(如空气压缩机)输出气压的压强和气动振动器的尺寸
来改变所述振动台的频率和幅值。
[0019] 优选地,所述振动台为用于容纳待检测试件的盒状,其上部敞开,底部封闭。
[0020] 优选地,所述装置进一步包括振动测试仪,所述振动测试仪安装于所述振动台侧面,用于采集所述振动台的振动幅值和频率,作为调控所述气动振动器进气气压的依据。
[0021] 本发明装置区别于现有的振动提供方式(电磁、液压、机械),创造性地采用气压和气动振动器提供高频高幅的振动,频率和振幅调节范围大(最大值取决于入口气压和振动
器参数),可以随振随测,振动实验的安装拆卸方便。
[0022] 本发明装置采用入口气压和更换现有振动器控制振动的频率,振动幅值由提供的加速度幅值和频率决定。气动振动器产生的振动通过螺纹连接传递给振动台,使振动台中
的检测试件产生规定频率的振动。气动振动器由转子的正、负转矩的不平衡而引起的离心
力产生。它具有可瞬间启动停止、空间任意安装、高使用寿命、耗气小、安全、节能、体积小、
故障少、安装及维护简易等特点。
[0023] 根据本发明的第二目的,提供一种采用上述装置的气动振动试验方法。具体的,所述方法包括:
[0024] 将安装支座固定在实验平台上,将待检测试件放入振动台;
[0025] 打开振动测试仪;
[0026] 将气动振动器与供气设备连接,打开供气设备,供给低气压,检查连接管路的气密性;
[0027] 按照振动测试仪读取的频率和振幅,在所述振动台容许气压和所需最大气压以下范围内逐步缓慢调节气压;
[0028] 关闭供气设备,检测待检测试件。
[0029] 与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
[0030] 本发明采用现有的气动振动器提供实验所需的振动,并巧妙地设计出方便安装、操作的振动试验台,振动试验台可随振随测、瞬间启动停止、空间任意安装、高使用寿命、耗
气小、安全、节能、体积小、故障少、安装及维护简易、造价便宜,经室内模型测试了设备的振
动效果明显,振动稳定。
[0031] 本发明可适应不同附加的振动力学实测试设备的安装要求,使力学测量设备与振动试验台有效的集成,易安装拆卸,达到了高效经济、节能安全等多重功效。
附图说明
[0032] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0033] 图1为本发明一较优实施例的装置结构示意图;
[0034] 图中:进气管1、气动振动器2、振动台3、减震器4、安装支座5、安装夹持螺丝6、振动测试仪7。

具体实施方式

[0035] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术
人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明
的保护范围。
[0036] 如图1所示,一种气动振动试验装置的较优实施例结构示意图,其中包括:
[0037] 气动振动器2,用于提供试验用的振动气压;所述气动振动器设有进气部件,所述进气部件连接供气设备;
[0038] 振动台3,用于容纳待检测试件,所述振动台3与所述气动振动器2连接固定,所述气动振动器2的振动传递到所述振动台3,再由所述振动台3带动所述检测试件振动;
[0039] 安装支座5,用于安装固定所述振动台3,从而在实验时将所述振动台3、所述气动振动器2固定。
[0040] 为了更好理解本发明,以下结合应用实例进行说明,以便了解实施细节,但是以下实施例并不作为对本发明的限制。
[0041] 对于泥沙中值粒径d50=19.49μm,含率为51.04%的粘性泥浆,采用本发明的可方便安装、可实现实时测量振动影响的气动振动试验台进行泥沙的振动测试。
[0042] 具体的,如图1所示,所述气动振动试验装置包括进气管1、气动振动器2、振动台3、减震器4、安装支座5、安装夹持螺丝6、振动测试仪7组成,其中:气动振动器2的进气管1连接
供气设备(如空气压缩机),进气管1与气动振动器2之间用扎箍拧紧,防止高压气体泄露。气
动振动器2和振动台3之间用螺纹连接传递振动。振动台3与安装支座5之间用减震器4连接,
其中减震器4一方面用于支撑振动台3,另一方面用于减小振动对安装支座5的冲击。安装夹
持螺丝6用于使安装支座5的底座固定在实验桌。振动测试仪7用于测试振动台3的振动幅值
和频率,作为调控入口气压的重要指标。
[0043] 在本发明部分实施例中,所述进气管1采用普通耐压塑料软管,输送高压气体到振动台的进气口。本实施例中,所述进气管1内径尺寸8mm,进气管一端的空气压缩机排气量
0.3m3/min,其上自带压力表,可记录排气的气压力。
[0044] 在本发明部分实施例中,所述气动振动器2为涡轮式气动振动器。本实施例中,所述气动振动器2型号为涡轮式GT10气动振动器,尺寸长86mm×高50mm,离心力850~2450N,
进气口通过螺纹接头与进气管1连接,其工作原理是内部采用涡轮斜齿结构,当压缩空气进
入后,引起齿轮快速转动,带动轴杆与内壁碰撞,产生剧烈振动。
[0045] 在本发明部分实施例中,所述振动台3为用于容纳待检测试件的盒状,其上部敞开,底部封闭。本实施例中,所述振动台3是由厚度3mm的不锈钢板做成,振动台3的整体尺寸
是长88mm×宽88mm×高90mm,用于安装和盛放带振动检测的待检测试件。
[0046] 在本发明部分实施例中,所述减震器4采用橡胶减震器,橡胶减震器螺纹连接振动台和安装座,一方面用于支撑振动台,另一方面用于减小振动对安装座的冲击。本实施例
中,橡胶减震器尺寸M3×8;D8×H8,尺寸上M:代表螺丝直径;D:代表橡胶直径;尺寸上H:代
表橡胶高度;使用4个减震器用于支撑振动台3,另一方面用于减小振动对安装支座5的冲
击。
[0047] 在本发明部分实施例中,所述安装支座5包括底座501和设置于底座上方的横板502和竖板503,所述竖板503设置于所述横板502的一端上方,用于安装所述振动台3;所述
横板502的另一端固定在底座501上。所述底座501上设有安装孔,用于通过安装夹持螺丝6
安装在实验平台上。本实施例中,所述安装支座5采用45mm厚的不锈钢板焊接而成,所述
竖板503处局部焊接加强筋,防止所述竖板503和所述横板502连接的直角处应力集中导致
断裂,支座上加工三个直径8mm的螺纹通孔,用于连接安装夹持螺丝6。
[0048] 在本发明部分实施例中,所述振动测试仪7采用测距激光位移传感器,安装于所述振动台侧面,用于采集所述振动台3的振动幅值和频率,方便实时调节进气压力。本实施例
中,所述振动测试仪7采用松下神视的HG-C1050测距激光位移传感器,其电源电压为12~
24V,测试精度为1/100mm,将输出的电压量转化为对应的位移,测出幅值和频率,作为调控
所述气动振动器进气气压的依据。
[0049] 本实施例中,所述安装夹持螺丝6采用手拧螺丝,螺丝尺寸为M8×110(头部30mm),用于使安装支座5的底座固定在实验桌或其他实验平台上。
[0050] 以上是本发明中的优选结构设计,当然在其他实施例中,上述各部件也可以是其他的结构。上述各个优选结构可以单独使用,在互相不冲突的前提下,也可以任意组合使
用,组合使用时效果会更好。当然上述实施例中减震器4也可以省略,只是效果稍差,但同样
能实现本发明的目的。
[0051] 利用上述装置,本发明还提供一种气动振动试验方法,结合上述装置的优选实施例,该方法的实施过程包括:
[0052] 所述方法包括如下步骤:
[0053] ①将安装座的底部紧贴实验桌桌面背部,手动紧固安装夹持螺丝直至安装座稳固夹持在实验桌面。
[0054] ②打开振动测试仪。
[0055] ③连接进气管路到进气口,同时用扎箍拧紧进气管和进气口的转换接头,防止高压气进入振动台时进气管脱离振动台。打开空气压缩机,供给较低气压(远低于安全气压),
检查连接管路的气密性。
[0056] ④按照振动测试仪读取的频率和振幅,在振动台容许气压和所需最大气压以下范围内逐步缓慢调节气压。
[0057] ⑤关闭空气压缩机,检测待检测试件。
[0058] 本发明易安装拆卸,振动频率(范围0.1Hz~400Hz)和幅值(范围0~5mm)可控范围大,能够反复使用且成本较低。
[0059] 本发明装置可随振随测、瞬间启动停止、空间任意安装、高使用寿命、耗气小、安全、节能、体积小、故障少、安装及维护简易、造价便宜,经室内模型测试了设备的振动效果
明显,振动稳定。
[0060] 图中,相同的附图标记代表相同的零部件或作用同等的零部件,目的是为了方便地描述本发明。所有附图仅仅是为了便于解释说明本发明的技术内容;构成最优实施方式
所采用的数字、零部件的位置、零部件之间的相互关系以及零部件的尺寸等技术特征不构
成对技术方案本身的限定,而应延伸至该技术领域所覆盖的整个领域。
[0061] 上述通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长
度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发
明和简化描述,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发明的限制。
[0062] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影
响本发明的实质内容。
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