[实用新型]平衡弹性运动部件离心力的装置及离心振动试验设备

说明书

技术领域

本实用新型属于力学环境领域，具体涉及平衡弹性运动部件离心力的方法、装置及离心振动设备。

背景技术

处于离心场中工作的弹性运动系统，运动部件不可避免的受到离心力的作用(如公式1所示)，当该弹性运动系统在离心场中沿旋转轴的径向做往复运动时，随着离心场中转动角速度大小的不同，运动部件所受的离心力的大小也不同。由于受到运动部件离心力的作用，弹簧将会被该离心力压缩，直至达到新的平衡点，即弹性恢复力和所受到的离心力平衡。而由于弹簧在新的平衡位置时已被压缩了(如公式2所示)，故其在离心场中能保证的往复运动的工作位移将受到影响，小于无离心场时的工作位移(参见图1和图2所示)，可见，处于离心场中工作的弹性系统装置，由于受到其运动部件的离心力的影响，不但改变了运动部件往复运动的中心平衡位置，而且还减小了其正常工作的的往复运动位移。

公式1和公式2如下所示：

F1＝-mrω²…………………(1)

m—运动部件质量

r—旋转半径

ω—旋转角速度

F1＝-kx……………………(2)

k—弹簧刚度

x—位移变化量。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种平衡弹性运动部件离心力的装置，弹性运动系统的运动部件沿旋转台面的径向往复运动时，其中心平衡位置不受运动部件离心力的影响而改变，其位移行程不受运动部件离心力的影响而减小。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：一种平衡弹性运动部件离心力的装置，包括：

-弹性运动系统，其包括两弹性运动机构，二者相对离心场的径线对称设置，每个所述弹性运动机构包括运动部件和弹性部件，所述弹性部件的一端固定设置，所述运动部件与所述弹性部件的另一端连接并进行往复运动；

-平衡机构，其为等臂杠杆结构，两端分别与所述两弹性运动机构的两个运动部件连接；

其中，所述两个运动部件中，一个向渐近离心场的中心方向运动，另一个向渐远离心场的中心方向运动，所述平衡机构的每一端所受拉力和与其连接的运动部件所受离心力大小相等，方向相反。

进一步的，所述运动部件的质心位于所述平衡机构的两端的运动平面内。

进一步的，所述运动部件沿平行于离心场的径线方向运动。

进一步的，所述平衡机构包括定滑轮组和绳索，所述定滑轮组包括一个或多个定滑轮，所述定滑轮的心轴固定设置，所述绳索绕过所述定滑轮，所述定滑轮可在绳索摩擦力下绕其旋转中心作自转运动，所述绳索的两端分别与两个所述运动部件连接，所述绳索的每一端所受拉力和与其连接的运动部件所受离心力大小相等，方向相反。

进一步的，所述定滑轮包括滚动轴承和滚轮套，所述心轴为阶梯轴，所述滚动轴承套设安装于所述心轴的轴头上，所述滚轮套过盈安装于所述滚动轴承上，所述滚动轴承靠近所述心轴的轴肩一端的内圈与所述心轴的轴肩之间设置一套筒，所述滚动轴承远离所述心轴的轴肩一端的外圈与所述滚轮套通过挡圈相对固定，所述滚动轴承远离所述心轴的轴肩一端的内圈抵靠于一固定连接在所述心轴的轴头的端盖的套筒上。

进一步的，所述滚轮套筒分别与所述心轴的轴肩和所述端盖之间设有间隙。

进一步的，两个所述运动部件的运动方向与所述离心场的径向平行时，所述平衡弹性运动部件离心力的装置无限接近所述离心场的径线，其整体质心无限接近于垂直于离心场且经过径线的平面上。

进一步的，所述的平衡弹性运动部件离心力的装置还增设有配重，使得所述平衡弹性运动部件离心力的装置和所述配重组成的整体的心无限靠近于离心场的旋转中心轴。

本实用新型还提供另外一个技术方案：一种离心振动试验设备，包括离心机和如上所述的装置；

所述离心机设有旋转台面，其形成所述离心场；

每个所述弹性运动机构还包括磁路部件，所述磁路部件形成稳定的恒定磁场，所述运动部件连接于所述弹性部件上并采用线圈驱动，所述线圈悬挂在所述磁路部件形成的环形气隙中以交变切割所述恒定磁场的磁力线，所述运动部件包括激振杆，所述激振杆还连接有试件安装台。所述线圈输入相反电流以实现运动部件的异向运动。

进一步的，所述激振杆设有外螺纹段，所述外螺纹段上设有一周向凹槽，所述周向凹槽两侧的外螺纹段上分别螺纹连接有螺母，靠近所述平衡机构的外螺纹段的外壁和螺母的内壁分别开设有与所述周向凹槽连通的轴向线槽。