一種雙臺並激水平振動試驗系統的製作方法

2023-07-12 21:25:11 2

本實用新型屬力學環境試驗技術領域，具體涉及一種雙臺並激水平振動試驗系統。

背景技術：

液體火箭發動機主要為運載火箭在飛行過程中提供動力，其中二級發動機在一級搭載段會承受一級飛行段的振動環境，如何檢驗二級發動機在一級飛行段的可靠性變得尤為重要。

目前進行大型航天產品的振動試驗主要是採用大型振動臺，如35T振動臺；若推力不能滿足，一般通過多臺並激的方式來滿足大型航天產品振動試驗推力不足的問題。隨著大運載火箭的研製，單獨振動臺的隨機推力難以滿足試驗要求，而推-推雙臺並激水平振動系統運動部件質量太大。

目前國內外水平向雙臺並激振動試驗系統都採用同步相位控制，臺面尺寸較大，運動部件質量較大，適合進行大型航天產品正弦振動試驗，但對於大質量航天產品進行大量級隨機振動試驗均不符合要求，因此研製一套滿足Φ3500產品安裝尺寸要求，負載3T下，隨機振動均方根值不小於15Grms的「一推一拉」雙臺並激試驗系統非常必要。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於解決上述的技術問題而提供一種用於火箭液體二級發動機大量級振動試驗的一推一拉的雙臺並激水平振動試驗系統。

為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：

一種雙臺並激水平振動試驗系統，包括兩個垂向支撐座、兩個振動臺臺體、兩個驅動杆、水平滑臺基座、水平滑臺和若干為使所述水平滑臺沿著激勵方向單向振動的靜壓軸承；兩個所述振動臺臺體分別位於所述水平滑臺兩側並分別支撐在所述垂向支撐座上；兩個所述振動臺臺體分別通過所述驅動杆與設在所述靜壓軸承上方的所述水平滑臺兩端拆卸連接；所述靜壓軸承固定在水平滑臺基座安裝板上；所述水平滑臺基座和垂向支撐座固定在振動臺地基上。

所述水平滑臺兩側通過斜螺栓連接所述驅動杆，所述水平滑臺通過沉孔螺栓與所述靜壓軸承連接。

所述靜壓軸承包括單自由度的靜壓軸承和雙自由度的靜壓軸承；所述單自由度的靜壓軸承安裝在所述水平滑臺中軸線下方，所述雙自由度的靜壓軸承安裝在所述水平滑臺中軸線兩側對稱區域下方。

兩個所述振動臺臺體呈相互對稱的結構安裝。

所述水平滑臺採用AZ31B鎂合金板整體加工形成，所述驅動杆採用ZM5鑄造加工而成。

所述垂向支撐座及水平滑臺基座均由鋼板焊接而成。

所述水平滑臺基座內澆注用於增加水平滑臺基座的支撐剛度的混泥土。

本實用新型雙臺並激水平振動試驗系統是應用單振動臺試驗系統，可以進行雙臺並激水平向振動試驗，也可以進行單臺水平振動試驗和垂向振動試驗，具備匹配性好，試驗成本低的優點。

附圖說明

圖1是本實用新型雙臺並激水平振動試驗系統的俯視圖；

圖2是本實用新型雙臺並激水平振動試驗系統的正視圖；

圖3是本實用新型雙臺並激水平振動試驗系統的靜壓軸承的俯視圖；

圖4是本實用新型雙臺並激水平振動試驗系統的水平滑臺開設的與靜壓軸承連接的沉孔的示意圖；

圖5是本實用新型雙臺並激水平振動試驗系統的水平滑臺開設的與驅動杆連接的斜孔的示意圖；

圖中：1.垂向支撐座，2.振動臺臺體，3.驅動杆，4.水平滑臺，5.水平滑臺基座，6.靜壓軸承。

具體實施方式

下面，結合實例對本實用新型的實質性特點和優勢作進一步的說明，但本實用新型並不局限於所列的實施例。

參見圖1-5所示，一種雙臺並激水平振動試驗系統，包括兩個垂向支撐座1、兩個振動臺臺體2、兩個驅動杆3、水平滑臺4、水平滑臺基座5、若干靜壓軸承6；其中，兩個所述振動臺臺體2分別支撐在所述垂向支撐座1上，並分別位於所述水平滑臺4兩側，兩個所述振動臺臺體2分別通過所述一個驅動杆3與設在所述靜壓軸承6上方的水平滑臺4的兩端拆卸連接；所述靜壓軸承6為使水平滑臺4沿著激勵方向單向振動的軸承；所述靜壓軸承6固定在水平滑臺基座安裝板上，所述水平滑臺基座5和垂向支撐座1通過螺釘固定在振動臺地基上，為雙臺並激試驗系統提供剛性支撐。

在一具體實施方式中，所述水平滑臺基座5內部空腔內澆注混泥土，提高質量並提高系統的支撐剛度。

優選的，兩個所述振動臺臺體呈相互對稱的結構安裝。所述水平滑臺可採用AZ31B鎂合金板整體加工形成，所述驅動杆可採用ZM5鑄造加工而成。

其中，所述垂向支撐座及水平滑臺基座均由鋼板焊接而成。

本實用新型中，所述振動臺臺體通過法蘭與垂向支撐座連接。在進行水平向振動試驗時，兩個振動臺臺體分別通過驅動杆與水平滑臺兩端連接，通過相位相反、幅值相同的電壓信號驅動振動臺臺體內部運動，從而帶動水平滑臺、振動夾具、試驗產品沿著激勵方向運動，進行水平向振動試驗；本實用新型中，一個振動臺臺體以及驅動杆可以脫開與水平滑臺的連接，進行單臺水平向振動試驗；振動臺臺體脫開與驅動杆的連接螺釘，通過翻轉裝置可將振動臺臺體翻轉到垂直位置，進行單臺垂向振動試驗。

在再一具體實施方式中，所述靜壓軸承通過螺栓連接在水平滑臺基座安裝板上，水平滑臺基座安裝板平面度誤差小於0.05mm。具體的，所述水平滑臺的下表面通過沉孔螺栓與靜壓軸承連接，所述水平滑臺採用鎂合金整板加工，平面度誤差小於0.05mm。

本實用新型中，所述靜壓軸承可參照中國專利CN201410746245.9中公開的軸承結構。所述靜壓軸承可採用了T型軸承，T型軸承分為單自由度靜壓軸承和雙自由度靜壓軸承，其中單自由度軸承安裝於同軸于振動臺臺體中軸線的水平滑臺基座安裝板上(即安裝在所述水平滑臺中軸線下方)，主要為水平滑臺提供導向作用；雙自由度軸承能夠在水平滑臺的運動方向和側向運動，安裝於水平滑臺基座安裝板上中軸線兩側對稱區域(即安裝在所述水平滑臺中軸線兩側對稱區域下方)，主要為水平滑臺提供靜載支撐及抗傾覆作用。

優選的，所述靜壓軸承的個數為25個，按5×5矩形狀進行均勻布置。

在再一具體實施方式中，所述水平滑臺形狀可採用長方形，為保證水平能沿著振動方向運動，所述水平滑臺的平面度直接影響水平滑臺的工作性能，本實用新型中水平滑臺與靜壓軸承的連接面(水平滑臺下表面)平面度誤差小於0.05mm，振動試驗時與試驗夾具的連接面(水平滑臺上表面)平面誤差小於0.07mm。

參見圖4所示，為了將所述水平滑臺與所述靜壓軸承連接，所述水平滑臺在平面上開設若干沉孔41，通過若干對應的沉孔螺栓與所述靜壓軸承連接，且保證螺栓表面不超過所述水平滑臺上表面。

參見圖5所示，為了將所述水平滑臺與所述驅動杆連接，所述水平滑臺在兩端開設若干斜孔，該斜孔包括傾斜的圓孔部42以及與該圓孔部42連通的截面為直角三角狀的槽部43，通過若干斜螺栓穿過斜孔與所述驅動杆一側對應的斜螺孔連接，保證螺栓不超過所述水平滑臺上表面。

本實用新型是一種能夠進行大型航天結構件振動試驗的雙臺並激水平振動試驗系統，實現了「一推一拉」的雙臺並激水平振動試驗系統的設計，具有以下試驗效果：臺面尺寸3100mm×2500mm；靜承載不小於15T；3T負載下水平方向隨機振動試驗均方根值不小於15Grms；水平運動方向最大抗傾覆力矩為1050kNm。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。