[发明专利]一种自平衡离心振动试验设备及其控制方法

说明书

本发明涉及一种自平衡离心振动试验设备，包括一底板、一第一电机、一第一联轴器和一传动齿轮箱，第一电机和传动齿轮箱均设置在底板上，第一电机的输出轴通过第一联轴器与传动齿轮箱的输入轴连接，在传动齿轮箱上设置中心旋转轴并连接传动齿轮箱的输出轴，在中心旋转轴上设置随着中心旋转轴旋转的旋转臂，在旋转臂的第一端设置试验件，在旋转臂的第二端设置自平衡配重装置，还包括测量旋转臂的第一端或旋转臂的第二端相对于X‑Y平面的偏移状态的平衡测量装置以及与平衡测量装置、自平衡配重装置和第一电机相连的控制系统。上述结构设计避免了生产不同配重块以及安装和卸载配重块带来的时间、人力和费用成本，提高了离心振动试验的可靠性。

技术领域

本发明涉及力学环境试验设备领域，特别是涉及一种自平衡离心振动试验设备及其控制方法。

背景技术

有一些产品在实际使用中所面临的工作环境同时包含振动与离心因素，如运行的车辆、旋转机械和抛射体所产生的作用下产生的强大离心力；航天器在绕地球轨道运转时，飞机在爬升、俯冲和盘旋时，战略导弹在主动段和通过再入段时，其内部设备和装置受到离心加速度过载和发动机复合作用。诸如此类工作环境中同时包含振动与离心因素的产品，振动、离心的综合效应可包括这些单独引起的所有效应，并且振动、离心综合环境可能相互影响，产生在任何单一环境不出现的综合效应。因此针对于此类产品，要想最大限度地模拟真实的工作环境从而达到良好的试验效果，就必须同时进行振动、离心试验，否则单一的振动试验或离心试验将忽略某些综合环境应力，无法达到全面的试验效果。离心振动试验设备用于模拟加速度力学环境，广泛的用于汽车零部件、电子元器件、航空航天产品等工作环境同时包含振动与离心因素的产品。

根据调研，当前振动-离心复合环境试验系统比较少，世界上以及国内仅个别厂家能生产振动-离心复合试验系统，但是常规的离心振动试验设备由一个电机、一个减速机、一个转臂、一个旋转轴和若干配重负载等组成。试件安装在离心机悬臂的一侧，配重负载安装在离心机转臂的另一侧。试验进行时，离心机转臂高速旋转，使得试件收到一个离心加振动的力的作用。目前，常规的离心振动试验设备面临的一个难处是：每次试验需要根据试件的不同，在转臂的另一侧需要安装相同重量的负载。这样，不仅花费大量时间安装配重负载，而且制造不同质量的负载也增加费用成本和时间成本。

发明内容

本发明的一个目的是简化离心振动试验设备测试过程中配重负载安装繁琐的问题；

本发明的另一个目的是降低因生产不同配重负载增加的费用成本和时间成本的问题。

为实现上述目的，本申请是通过如下技术方案实现的。

本申请提供了一种自平衡离心振动试验设备，包括一底板、一第一电机、一第一联轴器和一传动齿轮箱，所述第一电机和所述传动齿轮箱均设置在所述底板上，所述第一电机的输出轴通过所述第一联轴器与所述传动齿轮箱的输入轴连接，在所述传动齿轮箱上设置中心旋转轴并连接所述传动齿轮箱的输出轴，在所述中心旋转轴上设置随着所述中心旋转轴旋转的旋转臂，在所述旋转臂的第一端设置试验件，在所述旋转臂的第二端设置自平衡配重装置，还包括测量所述旋转臂的第一端或所述旋转臂的第二端相对于X-Y平面的偏移状态的平衡测量装置以及与所述平衡测量装置、所述自平衡配重装置和所述第一电机相连的控制系统。

在本申请一个较佳实施例中，所述自平衡配重装置包括设置在所述旋转臂的第二端的一第二电机、一第二联轴器、一丝杆以及设于所述丝杆上的一滑块，在所述滑块上设置配重块，所述第二电机与所述控制系统相连，该第二联轴器在第二电机的作用下通过丝杆带动所述滑块在所述丝杆上往复移动。

在本申请一个较佳实施例中，所述自平衡配重装置还包括设置在所述旋转臂的第二端的导轨，所述配重块设置于所述导轨上，所述导轨与所述丝杆配合引导所述配重块的移动路径。

在本申请一个较佳实施例中，所述配重块上设有导向孔和和丝杆孔，所述配重块通过导向孔设置于所述导轨上，所述配重块通过丝杆孔设置于所述丝杆上，所述滑块设置于所述丝杆孔内并位于所述配重块与所述丝杆接触处。