基于双电磁力的无扰气浮磁动悬吊装置制造方法及图纸

一种基于双电磁力的无扰气浮磁动悬吊装置，机架中部固定有安装框架，下部固定有机架下安装板；安装框架的顶板上面安装有两个安装导向杆的小空气轴承，一个安装主杆的大空气轴承；安装框架的底板的下方安装有安装主杆的大空气轴承；机架下安装板的上方对称地安装有两个无摩擦气缸，无摩擦气缸的活塞杆与移动横梁连接；移动横梁由对称的两部分组成，移动横梁上安装有主杆和两根导向杆，磁动系统包括两个长行程动圈和两个激振器铁芯，激振器铁芯安装在所述安装框架的底板与顶板间，两只激振器铁芯对称地设置在主杆的两侧。本发明专利技术能有效消除对垂直运动存在弯矩影响、使垂直运动部件工作在无扰状态、满足无摩擦要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于模态试验设备领域，尤其涉及一种气浮磁动悬吊装置。
技术介绍
在超低频试件模态试验时，必须有专门的低频悬吊装置悬吊试件，其缸体悬挂频 率应低于试件本身弹性固有频率的1/3 1/5。在某些重要测试(如航天地面测试)过程需要模拟无重力情况时，测试过程必须 具备一种低频悬吊装置来模拟试件的失重状态，即通过特殊的悬挂系统来模拟固支-自由 以及自由-自由边界条件。在专利申请号为CN200710071515. 0的“气浮磁动无摩擦悬吊装置”所公开的一种 将气浮轴应用在立式无摩擦运动领域的气浮装置中所述，悬吊装置引入气浮磁动系统降低 了悬吊装置对试件的附加刚度、附加质量及附加摩擦力矩的影响。在此基础上，我们发现单电磁力输出的磁动系统虽然能满足作为主动子系统时的 电磁力补偿、垂直方向位移调节等功能。但是，单电磁力输出将不可避免的在节点处(线 圈——力传感器——横梁)伴生出附加力矩的作用，从而使长主立柱在水平方向弯曲变形 增加，附加力矩产生的微小挠度必然会影响气浮系统的工作性能，尤其体现在气浮轴承上。 气浮轴承是一种通过向轴腔内注入压缩空气，产生一层气膜来取代润滑剂，由于阀芯与阀 套之间无接触，因此空气轴承并不存在接触摩擦力。因此，气浮阀芯与气浮阀套之间的相对 运动由之前的摩擦+较大的黏滞阻力用几乎微不可计的空气黏滞阻力来代替，且气膜的厚 度通常在1到10微米之间。因此，通常情况下空气轴承的生产及安装需要相当高的精度， 同样，一个竖直方向运动机构的无弯曲变形要求也随之提出，原因很简单，即微小的弯曲变 形将影响气膜间隙，甚至破坏气膜，从而使整个悬吊系统处于有摩擦工作状态，无法满足用 户要求。
技术实现思路
为了克服已有气浮磁动悬吊装置单向电磁力作用下对垂直运动存在弯矩影响、垂 直运动部件工作在有扰状态、不能达到无摩擦要求的不足，本专利技术提供一种有效消除对垂 直运动存在弯矩影响、使垂直运动部件工作在无扰状态、满足无摩擦要求的基于双电磁力 的无扰气浮磁动悬吊装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于双电磁力的无扰气浮磁动悬吊装置，包括机架、安装框架、移动横梁、导 向杆、主杆、气浮系统和磁动系统，所述气浮系统包括两个无摩擦气缸，所述的机架中部固 定有安装框架，下部固定有机架下安装板，所述的安装框架有顶板和底板，顶板上面安装有 两个安装导向杆的小空气轴承，一个安装主杆的大空气轴承；底板的下方安装有安装主杆 的大空气轴承；机架下安装板的上方对称地安装有两个无摩擦气缸，无摩擦气缸的活塞杆 与移动横梁连接；移动横梁由对称的两部分组成，移动横梁上安装有主杆和两根导向杆，所述磁动系统包括两个长行程动圈和两个激振器铁芯，长行程动圈的内孔可上下运动地套在 激振器铁芯上，激振器铁芯安装在所述安装框架的底板与顶板间，两只激振器铁芯对称地 设置在主杆的两侧。所述长行程动圈力传感器有两个，长行程动圈力传感器一面固定在移动横梁的侧面，另一面连接长行程动圈安装支架。本专利技术的技术构思为为了使在长距离导向过程中使气浮磁动系统主立柱处于无 弯曲变形的目的，本设计延用采用“气浮磁动无摩擦悬吊装置”中所阐述的双气浮出力系统 相同的原理，在“气浮磁动无摩擦悬吊装置”中，双气浮出力机构的应用完美地解决了竖直 轴左右向的弯曲变形。因此，本设计的基本原理为利用双磁动系统的对称设计，将磁动系 统的电磁力输出设备由一只增为两只，相对于主立柱前后对称排布，从而使主立柱在同一 节点位置受到一组大小相同、方向相反的力矩以及一组大小相同、方向一致的轴向力，从而 达到使气浮磁动系统在长距离导向过程中主立柱处于无弯曲变形的目的。本专利技术的有益效果主要表现在采用双磁动系统有效消除对垂直运动存在弯矩影 响、使垂直运动部件工作在无扰状态、满足无摩擦要求。附图说明图1是基于双电磁力的无扰气浮磁动悬吊装置的结构图。图2是图1的侧视图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1、图2，一种基于双电磁力的无扰气浮磁动悬吊装置，包括机架、安装框架 8、移动横梁9、导向杆6、主杆5、气浮系统和磁动系统，所述气浮系统包括两个无摩擦气缸 12，所述的机架中部固定有安装框架8，下部固定有机架下安装板，所述的安装框架8有顶 板和底板，顶板上面安装有两个安装导向杆的小空气轴承7，一个安装主杆的大空气轴承 4 ；底板的下方安装有安装主杆的大空气轴承13 ；机架下安装板的上方对称地安装有两个 无摩擦气缸12，无摩擦气缸的活塞杆11与移动横梁9连接；移动横梁9由对称的两部分组 成，移动横梁上安装有主杆5和两根导向杆6，所述磁动系统包括两个长行程动圈2、15和两 个激振器铁芯3、14，长行程动圈的内孔可上下运动地套在激振器铁芯上，激振器铁芯安装 在所述安装框架的底板与顶板间，两只激振器铁芯3、14对称地设置在主杆的两侧。所述长行程动圈力传感器有两个，长行程动圈力传感器16 —面固定在移动横梁9 的侧面，另一面连接长行程动圈2、15的安装支架。无摩擦气缸的活塞杆11与移动横梁9通过连接铰10连接。无摩擦气缸12与储 气罐连接口连通。本实施例的工作过程为两套对称的磁动系统工作时，产生一对同向等值推力，将 输出的控制信号同时分配给两个激振器铁芯的前级驱动放大器，使两输出力等值，由于力 臂长度相同，故施加在垂直运动系统(两根导向杆6、一根主柱5)上的力矩相消为零。垂直 方向的两个电磁力大小分别由两个力传感器测得，传感器采集的信号传递给主控板的模拟 放大部分放大并将数据传输给主控芯片，该数据作为闭环反馈数据与控制板输出控制信号比较，由主控板输出两路独立的电磁力控制模拟信号，经两套独立的功率放大器后输出至两路电磁力线圈，从而形成磁动系统的闭环。 由于采用了对称式磁动系统，消除了悬挂测试设备在单向电磁力作用下对垂直运 动部分的弯矩影响，从根本上解决了垂直运动部分工作在有挠状态的问题，使空气轴承与 气浮间始终存在一层稳定的气浮膜，达到设备工作状态无摩擦的要求。权利要求一种基于双电磁力的无扰气浮磁动悬吊装置，包括机架、安装框架、移动横梁、导向杆、主杆、气浮系统和磁动系统，所述气浮系统包括两个无摩擦气缸，所述的机架中部固定有安装框架，下部固定有机架下安装板，所述的安装框架有顶板和底板，顶板上面安装有两个安装导向杆的小空气轴承，一个安装主杆的大空气轴承；底板的下方安装有安装主杆的大空气轴承；机架下安装板的上方对称地安装有两个无摩擦气缸，无摩擦气缸的活塞杆与移动横梁连接；移动横梁由对称的两部分组成，移动横梁上安装有主杆和两根导向杆，其特征在于所述磁动系统包括两个长行程动圈和两个激振器铁芯，长行程动圈的内孔可上下运动地套在激振器铁芯上，激振器铁芯安装在所述安装框架的底板与顶板间，两只激振器铁芯对称地设置在主杆的两侧。2.如权利要求1所述的基于双电磁力的无扰气浮磁动悬吊装置，其特征在于所述长 行程动圈力传感器有两个，长行程动圈力传感器一面固定在移动横梁的侧面，另一面连接 长行程动圈安装支架。全文摘要一种基于双电磁力的无扰气浮磁动悬吊装置，机架中部固定有安装框架，下部固定有机架下安装板；安装框架的顶板上面安装有两个安装导向杆的小空气轴承，一个安装主杆的大空气轴承；安装框架的底板的下方安装有安装主杆的大空气轴承；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双电磁力的无扰气浮磁动悬吊装置，包括机架、安装框架、移动横梁、导向杆、主杆、气浮系统和磁动系统，所述气浮系统包括两个无摩擦气缸，所述的机架中部固定有安装框架，下部固定有机架下安装板，所述的安装框架有顶板和底板，顶板上面安装有两个安装导向杆的小空气轴承，一个安装主杆的大空气轴承；底板的下方安装有安装主杆的大空气轴承；机架下安装板的上方对称地安装有两个无摩擦气缸，无摩擦气缸的活塞杆与移动横梁连接；移动横梁由对称的两部分组成，移动横梁上安装有主杆和两根导向杆，其特征在于：所述磁动系统包括两个长行程动圈和两个激振器铁芯，长行程动圈的内孔可上下运动地套在激振器铁芯上，激振器铁芯安装在所述安装框架的底板与顶板间，两只激振器铁芯对称地设置在主杆的两侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单晓杭，孙建辉，王扬渝，丁力，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]