[实用新型]气动式高加速度垂直冲击设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及力学环境试验技术的冲击试验，具体涉及一种气动式高加速度垂直冲击设备 。

背景技术

冲击试验机主要用于产品的力学环境试验，可以模拟实际的冲击脉冲和冲击能量，考核产品在使用、装卸和运输过程中预期可能遭受的冲击环境，以确定产品对各种冲击环境的适应能力。

国内外的垂直冲击试验机主要采用自由跌落的方式，原理是试验产品安装在一个平台上，采用某种方式将平台提升到一定的高度，然后释放平台，使平台和产品一起自由跌落到砧座上，砧座上安装冲击垫，产生需要的冲击波形。根据平台提升方式的不同，垂直冲击台分为液压提升、气动提升或者丝杠提升方式，不管采用何种提升方式，自由跌落式冲击台冲击能力较小。为了增加冲击时平台的初始速度，也采用了一些加速装置，比如安装反压弹簧、采用多股橡皮绳预拉平台、采用汽缸预压平台等方式，安装了加速装置的跌落式冲击台初始速度一般可达到12m/s。选用200×200mm的平台，其最大冲击过载和脉冲持续时间可达到1500g，1～2ms。

还有一种高加速度冲击台，或者安装在垂直冲击台上的高加速度放大器，均是采用台面二次碰撞的原理，增大台面的相对碰撞速度，达到大的冲击加速度。高加速度冲击台主要是为了达到高的冲击加速度，最大冲击加速度可达50000g，但是脉冲持续时间小，一般在0.05～0.1ms之间。

能实现高加速度和长脉冲持续时间的装置目前主要采用气体炮，气体炮产生强冲击有两种方式，一种是将安装试品的弹丸用发射管发射，高压气体作用在弹丸底部，在弹丸加速段产生所需要的强冲击加速度，这种方法可以得到宽的脉冲持续时间，但是靠弹丸底压产生高加速度有一定的局限，一般加速度在10000g以下，持续时间可以达10ms。一种是将加速后的弹丸碰撞到一个靶标上，在弹丸上产生近似半正弦的波形，通过改变靶标上安装的缓冲材料可以调节冲击脉冲持续时间，这种方式可以产生大的冲击加速度，冲击加速度可以达到50000g，脉冲持续时间可达1～3ms。不管采用哪种方式，气体炮发射管加上缓冲段均很长，根据不同的发射试验要求，长度在20m～100m，占地面积大，造价高，准备时间长，因此很难得到推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气动式高加速度垂直冲击设备，其能模拟高能量冲击环境，解决了跌落式垂直冲击台只能产生高加速而不能达到较宽的脉冲持续时间，又可在一定范围内达到水平气体炮的技术条件，克服气体炮占地面积大，造价昂贵的缺点，可以用于引信、电子元器件等小试品高加速度冲击试验。该气动式高加速度垂直冲击设备最大冲击加速度可达到5000g，脉冲持续时间1～5ms。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

该气动式高加速度垂直冲击设备包括：

一冲击筒，其固定安装于一支架上，所述冲击筒上部设有冲击筒进气口，且所述冲击筒进气口与用以提供压缩气体的气源连通，同时，所述冲击筒上还设有冲击筒出气口；

一活塞组件，其设于冲击筒内，并与冲击筒内壁密封配合，且还可在冲击筒两端之间的一选定位置与冲击筒下端之间自由滑动，所述选定位置位于冲击筒进气口下方，同时所述活塞组件上端还设有至少一试品安装位；

一活塞限位释放机构，其用于在第一工作状态下将活塞组件锁止于所述冲击筒上的选定位置，以及在第二工作状态下将活塞组件于所述冲击筒上的选定位置释放；

一砧座，其设于冲击筒正下方，且所述砧座上设有冲击垫。

作为优选方案之一，所述冲击筒是通过对称分布的两个水平旋转轴安装在支架上，且所述冲击筒可绕所述旋转轴任意旋转。

作为优选方案之一，所述冲击筒通过缓冲机构安装在支架上，所述缓冲机构包括旋转支撑块、缓冲垫板和缓冲支座，其中，所述旋转支撑块内设有旋转轴承，所述旋转轴承与安装在冲击筒上的水平旋转轴配合，并且，所述旋转支撑块上部安装有弹簧导向柱，下部设置于缓冲垫板上，所述弹簧导向柱上安装有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧上方设有上挡块，所述缓冲垫板安装在缓冲支座上。

作为优选方案之一，所述支架包括支架侧板，所述旋转支撑块和上挡块均活动设置于分布在支架侧板上的卡槽中，并均可沿竖直方向运动。

作为优选方案之一，所述活塞组件包括：

一活塞，其上端面部设有至少一试品安装位，外壁上设有一道以上密封槽，所述密封槽内安装有活塞密封圈；

至少一缓冲垫片，其覆设在所述试品上；

以及，至少一个用于将所述缓冲垫片和试品压紧固定在活塞上的压紧螺母。