[发明专利]一种冲击加载机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲击加载机构，可用于航空、航天、土木、机械等行业，适用于低中频范围内的冲击加载实验或者产品检查。

背景技术

目前对冲击载荷的模拟，一般为固定点加载，多采用机械式撞击。这样的加载方式一般很难予以控制以得到预期设计的结果，而且撞击往往具有很高频率，其在某些需要模拟低频冲击的地方难以产生好的效果。本发明涉及的一种冲击加载机构可以与多轴疲劳试验机结合，将通过疲劳试验机输出的扭矩转换成推力，能实现对冲击加载杆的低频多点移动同步加载，能够在冲击加载杆根部得到任意剪力和弯矩组合的冲击动态或静态效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种冲击加载机构，保证多点加载的同步性，同时使加载点能够移动，能够根据预期冲击结果情况控制输入载荷和加载点移动速度，实现低频冲击的有效模拟与控制。

本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冲击加载机构，包括：第一加载臂1、两个杆端关节轴承2、两件冲击加载杆3、两套移动加载锥4、第二加载臂5、两块支架臂夹板6、两个支架臂7、一个安装桶8、一套螺纹套9、两套推力轴承10、一个封盖11、一根花键轴12、两件法兰型花键13、两个插销14、一个关节球轴承15和两根支撑柱16；所述的安装桶8包括导管8-1、外环8-2、板-桶连接管8-3、联接板8-4、挡圈8-5和管-桶连接管8-6；两根板-桶连接管8-3分别对称地与外环8-2和联接板8-4焊接，两根管-桶连接管8-6分别对称地与外环8-2和导管8-1焊接；所述的螺纹套9包括内管9-1、外螺纹9-2和安装盘9-3，外螺纹9-2是在内管9-1外壁上机加工车削而成，安装板9-3焊接在内管9-1一端上；所述移动加载锥4包括承重导轨4-1、滚珠4-2、移动块4-3、蜗杆4-4和伺服电机4-5，移动块4-3光滑嵌入承重导轨4-1上，蜗杆4-4穿过移动块4-3并与其螺纹传动，蜗杆4-4光滑架于承重导轨4-1两侧壁上并与伺服电机4-5的输出轴固定连接；第二加载臂5由承载梁5-1、内螺纹5-2和导杆5-3组成，内螺纹5-2是在承载梁5-1上车削加工而成，导杆5-3与承载梁5-1焊接；

整个冲击加载机构是对称结构且根据需要可以颠倒安装，Z方向与花键轴12、两法兰型花键13、外环8-2、两推力轴承10、封盖11、螺纹套8、关节球轴承15的轴线重合，Z方向也是整个结构的中心轴方向；以经过两导管8-1的轴线的面为X-Z平面，Y-Z平面垂直X-Z平面；两根支撑柱16、两联接板8-4、两板-桶连接管8-3、两支架臂7、两支架臂夹板6沿Y方向分别对称地安装于X-Z平面两侧；两导管8-1、两管-桶连接管8-5、两承载梁5-1、两导杆5-3、两移动加载锥4、两个杆端关节轴承2、两件冲击加载杆3和两插销14沿X方向分别对称地安装于Y-Z平面两侧；

支撑柱16固定于地面或者固定台上，支架臂7与支架臂夹板6夹持住支撑柱16，支架臂7与支架臂夹板6螺栓连接，两支架臂7分别与安装桶8的两个联接板8-4用螺栓连接，两套推力轴承10夹持住螺纹套9的安装盘9-3一齐置于安装桶8的挡圈8-5上，封盖11顶住推力轴承10通过螺栓与安装桶8的外环8-2连接，两个法兰型花键13分别插入螺纹套9的内管9-1内在法兰处用螺栓与内管9-1连接，花键轴12光滑穿过两个法兰型花键13，花键轴12一端作为载荷输入端，一端与关节球轴承15螺纹连接，关节球轴承15第一加载臂1螺纹连接；第一加载臂1的每端与一个杆端关节轴承2螺纹连接，两个杆端关节轴承2分别与一个冲击加载杆3用插销14连接，冲击加载杆3的弯曲变形不影响通过杆端关节轴承2作用于冲击加载杆3的力的方向；螺纹套9与第二加载臂5之间用螺纹传动，同时第二加载臂5的导杆5-3光滑地套于安装桶8的导管8-1内；第二加载臂5与移动加载锥4通过螺栓连接，伺服电机4-5驱动蜗杆4-4转动，驱动移动块4-3在承重导轨4-1上光滑移动，滚珠4-2随之能在冲击加载杆3表面上滚动；滚珠4-2与杆端关节轴承2分别位于冲击加载杆3的对称面上；

封盖11提供推力轴承10对螺纹套9的安装盘9-3的夹持力，保证了螺纹套9周向能自由转动；同时移动加载锥4施加于冲击加载杆3的推力的反作用力通过第二加载臂5的内螺纹5-2传递给螺纹套9，再通过推力轴承10和封盖11传递给安装桶8，最后传递给支架臂7，靠支架臂7和支架臂夹板6与两根支撑柱16摩擦力克服掉；