[发明专利]一种电动振动台的下部导向支撑装置

说明书

技术领域

本发明涉及环境力学试验中的电动振动试验装置，具体涉及电动振动试验台的下部导向支撑装置。

背景技术

电动振动试验台（以下简称电动振动台）是一种对产品或部件进行振动模拟试验的设备，通过这样的试验可以评定一个产品的抗震性能，为考核该产品质量提供合理依据，因此现广泛应用于航天、航空、船舶、汽车、电子、通讯、家电和仪器仪表等行业。

电动振动台结构主要由台体、上励磁线圈、下励磁线圈、动圈、上导向装置、下导向支撑装置等组成。台体由磁缸环、中心磁极、上极板、下极板、上部罩和底罩组成。其工作原理是：励磁线圈通以直流电流产生固定磁场，对装在该磁场中通有电流的动圈产生激振力，当动圈线圈通以交变电流时动圈产生对应的交变运动。

动圈在电动振动台中起到很重要的作用，它通过导向装置和支撑装置安装在台体上。导向装置是一种运动约束机构，其作用是对动圈进行定位并限制不必要的横向运动，从而保证动圈在振动方向上来回振动。通常在振动台中，导向装置分为上导向机构和下导向机构两种，上导向机构位于动圈的上部，下导向机构位于动圈的下部。而支撑装置起到支承作用，用以平衡动圈上的负载。因下导向机构和支撑装置相靠设置于动圈的下方，故通常将下导向机构和支撑装置合并称为下部导向支撑装置。

现有技术中，下部导向支撑装置结构如图1所示，由一导向机构和一空气弹簧3组成，具体导向机构又由导轮1和导向柱2组成，导轮1由导轮轴和滚子组成，导轮轴固定在中心磁极4上，滚子绕着导轮轴转动；导向柱2嵌在导轮1间滑动，导向柱2的上端连接动圈5底部中心，其下端连接空气弹簧3上端的空气弹簧安装板6；空气弹簧3另一端（有进气孔）与气室7顶端连接，即总得来说导向机构和空气弹簧3为上下布置。该种上下设置形式的下部导向支撑装置，延用了多年，已成为了电动振动台上的一标准式部分。

然而，上述现有下部导向支撑装置结构具有以下问题：由于动圈5、导向机构、空气弹簧3从上至下依次布置，空气弹簧3及空气弹簧安装板6又具有一定重量，且远离动圈，如图1所示，动圈5至空气弹簧3顶部的空气弹簧安装板6之间的长度为L1，这限制了动圈固有频率（一阶谐振频率）的提高。原理分析如下：动圈固有频率（即一阶谐振频率）f₀=                                               ，其中刚度k由振动体（动圈及其上、下导向机构）的弹性模量E及振动体的长度（即动圈5至空气弹簧3顶部的空气弹簧安装板6之间的长度L）决定，在动圈及上、下导向机构及支撑装置材料不变即弹性模量E值固定的情况下，L值越大，其刚度k越小，对应的一阶谐振频率f₀越小。

而在电动振动台的设计中，动圈固有频率直接影响着电动振动台的工作频率的上限，而提升振动台的工作频率在应对高频率振动试验时是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动振动台的下部导向支撑装置，以提高动圈固有频率（一阶谐振频率），改善振动特性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电动振动台的下部导向支撑装置，由导向机构和空气弹簧组成，所述导向机构包括导向柱和沿着导向柱运动的导向配合件；所述空气弹簧设置于电动振动台的中心磁极内，且空气弹簧上端设有空气弹簧安装板，空气弹簧的下端与气室的顶板固定连接；

所述空气弹簧上端经空气弹簧安装板与电动振动台的动圈底部固定连接；所述导向机构设置在空气弹簧的内部，导向机构中的导向柱和导向配合件两者中，一者相对空气弹簧安装板固定连接，另一者相对气室顶板固定连接。

上述方案中，所述导向柱的上端与空气弹簧安装板的底部中心固定连接，而所述气室顶板上对应导向柱下端开设有避让孔，所述导向柱下端经该避让孔伸入气室中；所述导向配合件与气室顶板固定连接。

进一步，所述导向柱为一圆柱轴状件，而导向配合件为一直线轴承或静压轴承。

本发明设计原理以及效果如下：

本发明将现有技术中上下并列布置导向机构和空气弹簧的固定模式打破，开拓性地将导向机构置于空气弹簧内部，将导向机构和空气弹簧这两个原来独立的部件有机结合为一体。带来的突出地效果是：大幅减小了动圈至空气弹簧顶部的空气弹簧安装板之间的长度L，在使用材质不变的情况下（即弹性模量E不变），提高了刚度K，即最终提高了动圈固有频率（即一阶谐振频率）f₀，改善了振动特性。并且，虽本发明将导向机构置于空气弹簧内部，但经实践证明只要保证空气弹簧的内腔及气室有一定的容积，就不会影响空气弹簧的工作效果。