本发明专利技术公开一种高频冲击加载装置，包括冲击波生成组件、摆动作动器、沉降补偿组件、封闭组件。冲击波生成组件中的凸轮外廓由与冲击波波形相对应的多组凹凸曲线组成。本发明专利技术的高频冲击加载装置可在超重环境下如重载离心机上使用，并通过控制凸轮转速、凸轮外廓形状和冲击头内部碟簧弹力，满足冲击加载频率和冲击力波形要求。通过凸轮外廓形状设计，可使凸轮每转一转实现多次冲击加载。通过在同一凸轮轴上安装多个凸轮，并配置相应的摆动作动器、封闭组件等，可实现多个冲击点同步冲击加载。通过控制相邻凸轮安装时的初始相对转角，可满足多个冲击点的顺序加载要求。特别适合在重载离心机上模拟高铁列车行驶中车轮对钢轨的高频冲击过程。
【技术实现步骤摘要】
一种高频冲击加载装置
本专利技术涉及一种高频冲击加载装置，具有适应恶劣环境、满足加载频率和冲击力波形要求、可实现多冲击点的同步或顺序冲击加载、使用寿命长等优点，适用于模拟高铁列车车轮对钢轨的高频冲击过程，属于工程
技术介绍
随着高铁、航天等领域科学技术的不断发展，各种受载构件在铁路、桥梁、航天等方面得到大量的应用，在工程结构设计中必须充分考虑冲击载荷的作用。利用合理的冲击加载装置对各领域中典型的受载构件进行模拟冲击加载，模拟其所受冲击载荷及受冲击后的效果，获取相应的技术参数，有效为后续的研究提供客观数据支持，正成为研究构件所受冲击作用的一种有效途径。考虑到冲击载荷幅频特性的复杂性，以及常见装置的笨重性，如何在有限空间、有限重量约束下进行相应冲击模拟成为关键。传统的加载装置一般由计算机控制系统、液压系统和机构组件等组成，其操作复杂、设备价格昂贵、占地面积大。因此合理的冲击加载装置的研制就成为冲击应用研究中的核心部分。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：提供了一种高频冲击加载装置，该加载装置具有结构简单可靠、适应恶劣环境、满足冲击力波形和冲击加载频率要求、可实现多冲击点的同步或顺序冲击加载、使用寿命长等优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案：一种高频冲击加载装置，包括：冲击波生成组件、摆动作动器、沉降补偿组件、封闭组件；摆动作动器一端与沉降补偿组件下端铰接，另一端上侧与封闭组件贴合，下侧与冲击波生成组件贴合。冲击波生成组件包括电机一、储能飞轮、凸轮、凸轮轴；所述凸轮轴将其余各部分连接起来，凸轮的轮廓与摆动作动器上的滚轮贴合；所述储能飞轮用于平衡所需输入功率的波动。摆动作动器包括摇臂、冲击头、滚轮；所述摇臂一端与沉降补偿组件下端铰接，另一端上侧与封闭装置贴合，下侧与滚轮贴合，冲头对冲击对象进行冲击。沉降补偿组件包括电机二、水平位移调节件和竖直位移调节件；所述水平位移调节件和竖直位移调节件通过联动对摆动作动器铰接点位置进行调节，从而对冲击对象在冲击过程中的沉降进行补偿，保证冲头对冲击对象进行持续稳定的冲击。封闭装置设有与摇臂右端上侧贴合的封闭压合杆。所述摆动作动器，其右端滚轮与凸轮轮廓贴合，可通过控制摇臂左端铰接中心和冲头中心轴线之间的距离实现冲头摆动幅值，进而对冲击力幅值进行控制。冲击头由冲头、冲头保持器、碟簧、挡板等组成，通过调整其中的碟簧弹力，可以实现对冲击力幅值的控制。所述高频冲击加载装置通过控制凸轮转速、凸轮外廓和冲击头内部的碟簧弹力，可满足冲击加载频率、冲击力波形的要求。所述高频冲击加载装置通过控制相邻凸轮安装时的初始相对转角，可以满足多个冲击点加载顺序的要求。本专利技术中高频冲击加载装置的优点：(1)可通过控制凸轮转速、凸轮外廓和冲头内部的碟簧弹力，满足冲击加载频率和冲击力波形的要求；(2)可通过在同一凸轮轴上安装多个凸轮，并配置相应的摆动作动器、封闭组件等，实现多个冲击点的同步冲击加载；(3)可通过控制相邻凸轮安装时的初始相对转角，满足多个冲击点冲击加载顺序的要求；(4)可通过凸轮轮廓的改变控制摇臂端的运动规律，进而控制冲击头的载荷幅值变化；(5)装置中的摇臂、冲击头、滚轮和封闭装置压合杆等零件均为金属材料制成，耐磨损，使用寿命长，且可靠性高；(6)冲击波生成组件中储能飞轮可平衡输入功率的波动。(7)该装置体积小，结构紧凑，重量轻，适合在超重环境下使用，特别是在超重离心机的吊篮中使用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施的技术方案，下面对实施描述中所需要使用的附图作简单介绍，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1是本专利技术具体实施方式提供的一种高频冲击加载装置的结构示意图图2是本专利技术具体实施方式提供的冲击波生成组件的结构示意图图3是本专利技术具体实施方式提供的摆动作动器的结构示意图图4是本专利技术具体实施方式提供的摆动作动器中I局部视图的B-B剖视结构示意图图5是本专利技术具体实施方式提供的沉降补偿组件的结构示意图图6是本专利技术具体实施方式提供的封闭组件的结构示意图图7是本专利技术具体实施方式提供的4个凸轮同步加载高频冲击加载装置示意图图中标号，1-冲击波生成组件，2-摆动作动器，3-沉降补偿组件，4-封闭组件，101-储能飞轮，102-凸轮，103-轴承座，104-凸轮轴，105-电机一，201-摇臂，202-冲击头，203-滚轮轴，204-滚轮，301-电机二，302-丝杠，303-推块，304-斜块，305-水平位移调节件，306-推杆，307-摇臂支座，308-竖直位移调节件，309-销，401-碟簧座，402-碟簧盖，403-封闭压合杆，404-碟簧组一，2021-挡板，2022-冲头保持器，2023-冲头，2024-冲头传感器，2025-碟簧组二。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：如图1所示，包括冲击波生成组件1、摆动作动器2、沉降补偿组件3、封闭组件4；摆动作动器2一端与沉降补偿组件3通过销轴309铰接，另一端下侧滚轮204与冲击波生成组件1中的凸轮102贴合，上侧与摆动作动器2中封闭贴合杆403贴合。如图2所示，冲击波生成组件1包括储能飞轮101、凸轮102、轴承座103、凸轮轴104和电机一105；通过凸轮轴104将储能飞轮101、凸轮102、轴承座103和电机一105连接起来；轴承座103和电机一105固连；储能飞轮101和凸轮102通过键(未图示)分别与凸轮轴104连接；凸轮102根据冲击力波形的要求而设计成特定外轮廓；储能飞轮101和轴承座103都以凸轮102为中心，对称分布其两侧；储能飞轮101的特点是其质心保持在凸轮轴104的轴线上，转动惯量较大，用于平衡输入功率需求的波动。如图3和图4所示，摆动作动器200包括摇臂201、冲击头202、滚轮轴203和滚轮204；摇臂201左端通过销轴309与摇臂支座307铰接，摇臂201旋转中心线保持在冲击头202最下端端面所在平面内；摇臂201右端上侧与封闭贴合杆403接触；滚轮轴203将摇臂201和滚轮204连接，滚轮204和凸轮102轮廓贴合；冲击头202中的冲头2023与冲击对象(如钢轨)接触。如图5所示，沉降补偿组件3包括电机二301、丝杠302、推块303、斜块304、水平位移调节件305、推杆306、摇臂支座307、竖直位移调节件308和销轴309；电机二301、水平位移调节件305和竖直位移调节件30本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高频冲击加载装置，其特征在于，包括冲击波生成组件、摆动作动器、沉降补偿组件、封闭组件；摆动作动器一端与沉降补偿组件的下端铰接，摆动作动器另一端的上侧与封闭组件贴合，下侧与冲击波生成组件贴合。/n
【技术特征摘要】
1.一种高频冲击加载装置，其特征在于，包括冲击波生成组件、摆动作动器、沉降补偿组件、封闭组件；摆动作动器一端与沉降补偿组件的下端铰接，摆动作动器另一端的上侧与封闭组件贴合，下侧与冲击波生成组件贴合。
2.根据权利要求1所述的高频冲击加载装置，其特征在于，冲击波生成组件包括电机一、储能飞轮、凸轮、凸轮轴；所述凸轮轴将其余三部分连接起来，凸轮轮廓与摆动作动器上的滚轮贴合；所述储能飞轮用于平衡输入功率的波动。
3.根据权利要求1所述的高频冲击加载装置，其特征在于，所述摆动作动器包括摇臂、冲击头、滚轮；所述摇臂一端与沉降补偿组件的下端铰接，另一端的下侧与滚轮贴合，上侧与封闭装置贴合。通过冲击波生成组件中凸轮对滚轮的作用，实现摇臂的摆动，进而通过冲头对冲击对象进行冲击。
4.根据权利要求1所述的高频冲击加载装置，其特征在于，所述沉降补偿组件包括电机二、水平位移调节件和竖直位移调节件；所述水平位移调节件和竖直位移调节件通过联动对摆动作动器铰接点位置进行调节，从而对冲击对象在冲击过程中的沉降进行补偿，保证冲击头对冲击对象进行持续、稳定的冲击。
5.根据权利要求1所述的高频冲击加载装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕书恩，杨建世，白英博，
申请(专利权)人：北京拾壹德圣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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