一种大载荷高g值气动垂直冲击试验台制造技术

本发明专利技术提供一种大载荷高g值气动垂直冲击试验台，其主要包括外壳总成，砧座总成、工作台面总成、夹持释放总成及气缸总成五个部分。该冲击试验台在驱动气缸内进行两级膨胀推动驱动活塞垂直向下加速，空气炮的爆炸能量大，可使试验台上的试件获得大量级的冲击加速度，同时由于工作台面总成的驱动由空气炮配合驱动气缸和驱动活塞来实现，驱动活塞与驱动气缸之间可以不设密封圈，工作台面总成上下运动时的摩擦阻力几乎可以忽略不计；这样也可有效增加工作台面上可加装的负载，使对大负载试件进行冲击试验成为可能。同时该试验台还具有结构紧凑，组成零部件结构简单，加工容易，成本较低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及力学环境的冲击测试与实验
，特别涉及一种大载荷高g值气动垂直冲击试验台。
技术介绍
在高g值加速度冲击环境下，系统元器件将承受巨大的惯性载荷，为保证系统具有高的抗冲击过载能力，确保系统在高g值冲击环境下能正常运行，必须对元器件及其系统进行高g值冲击环境试验，以验证其可靠性。对于质量和体积较小的元器件，其冲击试验可以利用现有的Hopkinson压杆装置、摆锤装置、垂直冲击装置、空气炮、实弹打靶等技术实现。Hopkinson压杆技术可实现冲击加速度10万g到20万g、脉宽几百到几十微秒、脉冲波形为半正弦的高g值冲击环境，但负载很小。空气炮和实弹打靶技术和实际的高g冲击环境最为接近，负载能力不大，需要专门的场地，且结构复杂，试验周期长，费用高。摆锤和垂直冲击装置可以实现5万g到10万g、几十微秒到几十毫秒、多种波形的冲击脉冲，当g值较高时，负载能力急剧下降。对于质量在几千克以下的被测件，这两种装置是目前应用最广的高g值冲击试验手段，尤其是垂直冲击装置。目前国内外的垂直冲击装置主要采用自由跌落、弹簧储能加速、压缩气体驱动等方式实现，原理是将被测件安装至工作台面上，采用某种方式将平台提升到一定的高度，然后释放，使台面及被测件一起与砧座碰撞，产生高g值冲击环境，可通过改变台面和砧座之间的碰撞接触条件，调节冲击脉冲波形。如中国专利技术专利（专利号：201110302992.X）就公开了一种简易高g值加速度冲击试验台，包括底座，立柱，上座，响应头总成、夹持控制总成和冲杆总成，将被测传感器用螺钉安装于响应头总成的响应头上端面，连接好线路，将响应头挡片挡住响应头上端面外沿，拧紧响应头挡片螺钉，保证冲杆总成中冲杆垂直跌落时安装在响应头上的传感器和冲杆具有相同的初速度，用手提升冲杆至一定高度，将夹持控制总成中的夹持杆夹紧并提起控制手柄使得夹持杆卡槽卡住夹持杆，记录冲杆提升的高度，设置好采集系统参数，冲杆高速垂直以一定的初速度和底座碰撞反弹，产生高g值加速度冲击信号。但这种加速度冲击试验台不能满足一些被测件质量较大（如几十甚至上百千克），冲击加速度在几千个g值、脉宽在毫秒到几十毫秒的高g值冲击测试试验，因此仍有必要对大载荷、高g值的冲击试验台进行研究。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种大载荷高g值气动垂直冲击试验台，满足高g值水平、大负载能力、脉宽较大且可调节的冲击环境测试需求。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种大载荷高g值气动垂直冲击试验台，其包括：外壳总成，所述外壳总成包括外壳主体，所述外壳主体为内部设有中空腔的筒状结构；砧座总成，所述砧座总成包括砧座主体，所述砧座主体为内部设有中空腔的筒状结构，所述砧座主体位于所述外壳主体的中空腔内，所述砧座主体的上端面设有波形调整垫，所述砧座主体的下端设有减震装置，所述砧座主体的侧壁上设有贯通的主体切口；气缸总成，所述气缸总成包括驱动气缸，所述驱动气缸位于所述砧座主体的中空腔内，所述驱动气缸下端开口，所述驱动气缸下方设有一密封板，所述密封板位于一密封气囊上，所述密封气囊充气后，所述密封板将所述驱动气缸的下端开口密封，所述驱动气缸内设有驱动活塞，所述驱动活塞将所述驱动气缸的内腔分为驱动气缸上腔室和驱动气缸下腔室，所述驱动气缸上设有高压气体入口，所述高压气体入口与所述驱动气缸上腔室连通；台面总成，所述台面总成包括台面主体，所述台面主体位于所述砧座主体上方，所述台面主体的下端与一拉杆连接，所述拉杆依次穿过所述砧座主体、驱动气缸的上端面与所述驱动活塞固定连接；夹持释放总成，所述夹持释放总成包括支撑架，所述支撑架上设有翼板，所述翼板穿过所述砧座主体侧壁上的通槽与所述外壳主体固定连接，所述驱动气缸与所述支撑件固定连接，所述支撑架上设有用于夹持和释放所述拉杆的夹持释放机构。优选地，所述夹持释放机构包括弹簧卡和压环，所述弹簧卡的中央设有圆柱孔、外周面为圆锥面，所述拉杆穿过所述圆柱孔，所述压环的内周面为圆锥面，所述压环位于所述弹簧卡的上方，所述压环的内周面与所述弹簧卡的外周面相配合，所述拉环与一推拉机构连接，所述推拉机构可带动所述压环上下移动，所述推拉机构带动所述压环向下移动时，所述压环压紧所述弹簧卡，所述弹簧卡夹紧所述拉杆，所述推拉机构带动所述压环向上移动时，所述压环脱离所述弹簧卡，所述弹簧卡释放所述拉杆。优选地，所述推拉机构包括一缸座，所述缸座上设有至少一个缸室，所述缸室内设有推拉活塞，所述缸室通过缸盖密封，所述推拉活塞与拉轴连接，所述拉轴的一端穿过所述缸盖与所述压环连接，所述推拉活塞将所述腔室分为缸座上腔室和缸座下腔室两部分，所述缸座上腔室与制动进气口连通。优选地，所述压环还与一复位弹簧连接。优选地，所述减震装置为一减震气囊，所述减震气囊与一砧座底板连接，所述砧座底板与所述砧座主体连接。优选地，所述外壳主体的底部还设有一外壳底板，所述减震气囊位于所述砧座底板与所述外壳底板之间，所述砧座底板与所述外壳底板之间还设有一支撑环。优选地，所述拉杆为中空拉杆。优选地，所述砧座主体上设有用于排气管穿过的砧座主体空气炮排气管通道，以及与所述砧座主体空气炮排气管通道对称设计的砧座主体空气炮排气管通道对称孔。优选地，所述外壳主体的中空腔中设有用于对所述砧座主体进行限位的砧座限位台阶面。优选地，所述驱动气缸内设有驱动活塞限位台阶面，当所述驱动活塞抵靠在所述驱动活塞限位台阶面上时，所述驱动气缸上腔室的体积小于所述驱动气缸下腔室的体积。如上所述，本专利技术的大载荷高g值气动垂直冲击试验台具有以下有益效果：1）该试验台工作时，采用空气炮释放压缩空气进入到驱动气缸内，在驱动气缸内进行两级膨胀推动驱动活塞垂直向下加速，空气炮的爆炸能量大，空气炮的爆炸能量可以尽可能多的转换成工作台面总成的初速度，从而获得大的冲击加速度；且可通过其体积和气体压力大小来获得不同的爆炸能量，因此可根据被测件质量大小和冲击g值水平大小进行选配，灵活方便。2）由于工作台面总成的驱动由空气炮配合驱动气缸和驱动活塞来实现，驱动活塞与驱动气缸之间可以不设密封圈，因此，工作台面总成上下运动时的摩擦阻力几乎可以忽略不计；这样一方面可减小提升工作台面总成时的阻力，特别是当提升到工作高度后，夹持机构需要克服的垂直向下的力仅仅为工作台面总成及被测件的自重，使得夹持释放机构的加持力大大减小；另一方面也可有效增加工作台面上可加装的负载，使对大负载试件进行冲击试验成为可能。3）整个试验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大载荷高g值气动垂直冲击试验台，其特征在于，其包括：外壳总成，所述外壳总成包括外壳主体，所述外壳主体为内部设有中空腔的筒状结构；砧座总成，所述砧座总成包括砧座主体，所述砧座主体为内部设有中空腔的筒状结构，所述砧座主体位于所述外壳主体的中空腔内，所述砧座主体的上端面设有波形调整垫，所述砧座主体的下端设有减震装置，所述砧座主体的侧壁上设有贯通的主体切口；气缸总成，所述气缸总成包括驱动气缸，所述驱动气缸位于所述砧座主体的中空腔内，所述驱动气缸下端开口，所述驱动气缸下方设有一密封板，所述密封板位于一密封气囊上，所述密封气囊充气后，所述密封板将所述驱动气缸的下端开口密封，所述驱动气缸内设有驱动活塞，所述驱动活塞将所述驱动气缸的内腔分为驱动气缸上腔室和驱动气缸下腔室，所述驱动气缸上设有高压气体入口，所述高压气体入口与所述驱动气缸上腔室连通；台面总成，所述台面总成包括台面主体，所述台面主体位于所述砧座主体上方，所述台面主体的下端与一拉杆连接，所述拉杆依次穿过所述砧座主体、驱动气缸的上端面与所述驱动活塞固定连接；夹持释放总成，所述夹持释放总成包括支撑架，所述支撑架上设有翼板，所述翼板穿过所述砧座主体侧壁上的主体切口与所述外壳主体固定连接，所述驱动气缸与所述支撑件固定连接，所述支撑架上设有用于夹持和释放所述拉杆的夹持释放机构。...

【技术特征摘要】
1.一种大载荷高g值气动垂直冲击试验台，其特征在于，其包括：
外壳总成，所述外壳总成包括外壳主体，所述外壳主体为内部设有中空腔的筒状结构；
砧座总成，所述砧座总成包括砧座主体，所述砧座主体为内部设有中空腔的筒状结构，
所述砧座主体位于所述外壳主体的中空腔内，所述砧座主体的上端面设有波形调整垫，所
述砧座主体的下端设有减震装置，所述砧座主体的侧壁上设有贯通的主体切口；
气缸总成，所述气缸总成包括驱动气缸，所述驱动气缸位于所述砧座主体的中空腔内，
所述驱动气缸下端开口，所述驱动气缸下方设有一密封板，所述密封板位于一密封气囊上，
所述密封气囊充气后，所述密封板将所述驱动气缸的下端开口密封，所述驱动气缸内设有
驱动活塞，所述驱动活塞将所述驱动气缸的内腔分为驱动气缸上腔室和驱动气缸下腔室，
所述驱动气缸上设有高压气体入口，所述高压气体入口与所述驱动气缸上腔室连通；
台面总成，所述台面总成包括台面主体，所述台面主体位于所述砧座主体上方，所述台
面主体的下端与一拉杆连接，所述拉杆依次穿过所述砧座主体、驱动气缸的上端面与所述
驱动活塞固定连接；
夹持释放总成，所述夹持释放总成包括支撑架，所述支撑架上设有翼板，所述翼板穿过
所述砧座主体侧壁上的主体切口与所述外壳主体固定连接，所述驱动气缸与所述支撑件固
定连接，所述支撑架上设有用于夹持和释放所述拉杆的夹持释放机构。
2.根据权利要求1所述的大载荷高g值气动垂直冲击试验台，其特征在于：所述夹持释
放机构包括弹簧卡和压环，所述弹簧卡的中央设有圆柱孔、外周面为圆锥面，所述拉杆穿过
所述圆柱孔，所述压环的内周面为圆锥面，所述压环位于所述弹簧卡的上方，所述压环的内
周面与所述弹簧卡的外周面相配合，所述拉环与一推拉机构连接，所述推拉机构可带动所
述压环上下移动，所述推拉机构带动所述压环向下移动时，所述压环压紧所述弹簧卡，所述
弹簧...

【专利技术属性】
技术研发人员：段正勇，胥小强，张伟，吴国雄，
申请(专利权)人：苏州东菱振动试验仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32