[发明专利]气浮支撑预载系统和方法

说明书

本发明实施例提供一种气浮支撑预载系统和方法，包括控制组件、执行机构及感测组件，控制组件分别与执行机构和感测组件连接，执行机构与感测组件连接，执行机构包括气源、气室、膜片和活塞，气室一端开口，膜片设置在开口处，活塞的第一端设置在膜片外侧，活塞的第二端用于和待预载设备连接，气源和气室连通，用于向气室内输送气体以抬升活塞。采用气浮支撑的预载系统不会给被支撑结构引入新的振动传递路径，在振动测试中不会引入新的干扰，从而保证了测试结果的准确性。

技术领域

本发明实施例涉及振动试验技术领域，尤其涉及一种气浮支撑预载系统和方法。

背景技术

随着振动测量领域的不断发展，研究人员越来越关注被测元件的振动传递特性。振动传递特性是指振动传递率与频率之间的关系，其随预载荷大小变化，为了模拟被测元件在不同载荷下的工况，需要引入预载系统，以检测振动传递特性随载荷的变化特征。

传统的预载系统多采用液压系统作为传动装置，将动力机构的输入通过介质(水、矿物油等)的压力能转换为机械能，实现直线往复运动或回转运动。得益于体积小、重量轻、换向容易、寿命长等诸多优点，受到了工业应用的广泛青睐。

然而，采用液压预载系统时，由于液压系统具有较大刚度，会与其他结构形成强耦合关系，形成新的传递路径，容易引入期望之外的振动，对输入或输出造成干扰。尤其是在高频振动测试过程中，由于测试振动幅度小，液压预载系统形成的传递路径引入的振动可能会破坏试验的精度与准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种气浮支撑预载系统和方法，以解决液压预载系统引入新的传递路径，破坏测试精度的问题。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供一种气浮支撑预载系统，包括控制组件、执行机构及感测组件，控制组件分别与执行机构和感测组件连接，执行机构与感测组件连接，执行机构包括气源、气室、膜片和活塞，气室一端开口，膜片设置在开口处，活塞的第一端设置在膜片外侧，活塞的第二端用于和待预载设备连接，气源和气室连通，用于向气室内输送气体以抬升活塞；

控制组件包括控制器和气阀，气阀连接在气源与气室之间；

感测组件包括位移检测单元和压力检测单元，位移检测单元和压力检测单元均与控制器电连接，位移检测单元用于检测活塞的位移量，压力检测单元用于检测活塞与待预载设备之间的压力；

控制器用于根据位移量和压力控制气阀的开闭，以改变气源和气室之间的连通状态。

可选的，膜片中间设有连通孔，连通孔用于连通气室和活塞，以使气室和活塞形成可形变的密闭空间。

可选的，气室在位于开口处设置有向开口外侧的延伸部，延伸部用于限制活塞的水平向移动。

可选的，活塞的侧壁和延伸部的侧壁之间设置有滚珠导轨，滚珠导轨内部设置有多个滚珠，滚珠与活塞的侧壁接触。

可选的，气阀包括电磁阀和气压阀，电磁阀和气压阀沿气流方向依次连接在气源与气室之间。

可选的，气阀包括流量阀和气压阀，气压阀和流量阀沿气流方向依次连接在气源与气室之间。

可选的，压力检测单元包括至少一个压力传感器，且压力传感器设置在活塞的第二端。

可选的，位移检测单元包括非接触式位移传感器。

另一方面，本发明实施例还提供一种气浮支撑预载方法，应用在气浮支撑预载系统上，方法包括以下步骤：

设定气浮预载系统的目标载荷；

在对气室内加压时，分别测量气浮预载系统中活塞受到的压力和活塞的位移量；

当压力达到目标载荷，停止继续加压。