[发明专利]气动式冲击响应谱试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲击试验机，尤其涉及一种气动式冲击响应谱试验机。

背景技术

经典冲击波形的模拟大多采用自由跌落式冲击试验机实现，但是航天器上各种火工装置引起的爆炸冲击、火箭或炮弹的发射对弹上设备造成的冲击等，是一种复杂振荡的冲击波形，如果仍用经典的冲击波形来进行地面模拟试验明显不能符合实际需要。国内外普遍采用等效损伤的原则模拟复杂振荡型冲击波形，即，以冲击响应谱作为模拟冲击环境的标准。

现有的冲击响应谱的试验的方法主要有以下三类：(1)火工品爆炸方式；(2)机械模拟方法(3)振动台模拟。火工品爆炸方式模拟试验技术具有模拟精确，加速度和频率范围高，但试验费用大，安全性差，加载量级离散性大；振动台模拟方式设备规范，模拟成本低，可控性高，但该方式试验量级低。

目前中小量级爆炸冲击的响应谱模拟方法主要以机械模拟方法为主，摆锤式冲击响应谱试验机是机械模拟方法中应用最广泛的一种。摆锤式响应谱试验机主要由谐振板、摆锤、摆锤提升装置、底座组成。试验机提升装置一般使用减速电机，电机输出轴和摆锤中间安装电磁离合器，当电机带动摆锤转动到设定摆角后，电机停止，释放电磁离合器，摆锤自由下落，撞击安装在底座上的谐振板，产生振荡冲击波形。试验机通过调整摆锤的重量和提升的高度，来实现不同的冲击过载；谐振板和摆锤之间可以安装不同刚度的垫子，以调节冲击波形的脉冲宽度，从而调整响应谱的拐点频率；调整谐振板后部和底座之间的支撑刚度，可以调整响应谱的上升斜率。摆锤式响应谱试验机其负载能力可达到200kg，拐点频率100～1500Hz，最大冲击响应谱峰值35000m/s²(阻尼比5％，Q＝10)。

摆锤式响应谱试验机技术比较成熟，是目前主要的一种冲击响应谱试验方式。但是，摆锤式冲击响应谱试验机有以下缺点：

(1)摆锤自由落体产生激励能量有限，如果需要较大的冲击能量，需要增大摆锤的质量和摆锤的半径，不仅减速电机和离合器功率消耗大，并且占用较大的空间位置，需要特别的安全防护；

(2)采用电磁离合器吸合摆锤轴来防止摆锤二次反弹，离合器承受冲击载荷，容易损坏和磨损；

(3)由于减速电机和离合器均安装在很高的位置，安装和维修非常不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动式冲击响应谱试验机，其结构简单紧凑、行程短、激励能量大、安装和维修方便，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种气动式冲击响应谱试验机，包括底座和安装在底座上的气压驱动锤头装置、谐振板支撑装置和功能机构，所述功能机构包括刹车机构、锁紧机构和回位机构；其特征在于：

所述气压驱动锤头装置包括锤头、两条导轨和内缸，内缸一端插入锤头一端的开孔中，并与锤头滑动密封，锤头两边的凹槽卡设在对称设置的两条导轨中，导轨沿轴向固定在底座上，内缸端盖处的螺钉轴与关节轴承连接，关节轴承和内缸连接块的耳片通过螺钉轴销接，且内缸连接块底面通过推力气缸连接座固定在底座上；

所述谐振板支撑装置包括谐振板、四个以上限位卡块、两根滚动圆棒和缓冲座，谐振板两侧的V型槽卡在对称设置的四个以上限位卡块中，谐振板由固定在圆棒安装座上的滚动圆棒支撑，限位卡块和圆棒安装座固定在底座上。

进一步的讲，所述锤头开孔的一端内压配铜套，且锤头一端的外端面上沿周向固定连接外缸封头，设置于外缸封头上的槽中设有径向密封圈和端面密封圈，径向密封圈和内缸滑动密封，端面密封圈通过外缸封头压紧锤头的外端面。

所述谐振板靠近锤头的一端连接波形发生器，另一端通过可调缓冲器水平固定在缓冲座上，缓冲座固定在底座上

所述导轨上端靠内一边为斜面，锤头两边的凹槽卡在导轨中，并与导轨呈间隙配合。

所述锤头两边凹槽中的斜面部分粘贴导轨贴。

所述锁紧机构包括锁紧气缸、锁紧舌和锁紧舌套，锁紧舌套安装在底座的两侧，锁紧气缸的活塞杆连接锁紧舌，锁紧舌设置于锁紧舌套中。

所述刹车机构包括刹车气缸、刹车轴、刹车制动块和刹车轴套，刹车轴套安装在底座的两侧，刹车气缸的活塞杆连接刹车轴的一端，刹车轴的另一端固定有刹车制动块。

所述锤头的下面安装刹车框架，刹车框架两边侧板上安装锁紧块，刹车框架后端中心位置安装回位顶块。

所述回位机构采用回位气缸，回位气缸水平安装在回位气缸座上，回位气缸座固定在底座的底部。

所述锤头为铸铝件。