具有靜壓導向功能的一體式三軸向解耦裝置及振動臺的製作方法

2023-06-15 16:41:51 1

本實用新型涉及測試測量領域，具體涉及具有靜壓導向功能的一體式三軸向解耦裝置及振動臺。

背景技術：

目前,單軸向試驗系統的發展已經逐漸成熟，但隨著科技的不斷發展，為了提高產品的合格率，以及減少產品在實際生產中造成的不必要損失，越來越多的科技領域需要更真實的模擬試驗環境，來對產品的研發進行驗證。隨之產生了三軸向振動試驗系統。

授權公告號CN201218773Y的中國實用新型專利公開了一種三軸振動試裝置，工作檯與三個振動發生器分別通過單向傳振連接器，每個單向傳振連接器可在三軸的其中一個方向向工作檯傳振，另兩個方向對工作檯進行導向，模擬真實環境下兩個軸向或三個軸向同時作用的複合振動環境。

授權公告號為CN101642260B的中國實用新型專利公開了一種振動試驗裝置，每個驅動器可相對於工作檯沿與該驅動器的振動方向正交的方向滑動。由此，即使某一驅動器使工作檯振動，工作檯也會相對於其他驅動器滑動，因此，其他驅動器也不發生位移，其他驅動器的振動方向也不會發生變化。因此，在本實用新型中，各驅動器只要具有能夠使工作檯和工件發生振動的動力即可。

授權公告號CN101487765 B的中國實用新型專利公開了一種三軸向振動複合試驗裝置，X軸向、Y軸向的軸向傳振機構改為十字直線導軌副，使工作檯面側部不用布置壓力施加板，儘可能地縮短了工作檯面至垂直Z軸向上的Z軸向振動發生器的距離(即降低了工作檯面)，從而提高了整體的剛性。

申請公布號CN102478449 A公開了一種三軸向機械解耦裝置及振動試驗系統，採用帶有對應三個軸向的工作平臺及球形靜壓軸承，通過球形靜壓軸承將工作平臺和三個軸向的振動發生器相連接，通過控制各振動發生器的振動波形，能夠實現試件的三軸向複合振動試驗，復現出真實工況下的自然振動波形，使之達到最接近自然真實振動效果，使振動試驗結果的準確性大幅提高。

授權公告號CN 201218773Y公開了平面靜壓式傳振解耦裝置及三軸向振動複合試驗臺，傳振解耦裝置連接於工作檯面與振動發生器之間，在傳振解耦裝置上具有第一連接端和第二連接端，第一連接端設在滑動塊上，第二連接端連接在滑動座上。

上述現有技術中的三軸向試驗系統中，採用分散式結構，即X軸、Y軸以及Z軸分別施加激振力，無法做到最大化的模擬真實試驗環境。如何將三個軸向的振動集成，成為了此項研發的難點。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本實用新型的目的在於提供一種具有靜壓導向功能的一體式三軸向解耦裝置，其分別對每個軸向進行導向功能，不僅減小了單軸向對系統的影響，而且提高了靜壓解耦裝置的剛度。

為實現上述目的，本實用新型提供以下的技術方案，一種具有靜壓導向功能的一體式三軸向解耦裝置，包括：

-滑軌；

-X軸導向組件，其設置在所述滑軌的左側或右側，包括沿左右方向延伸的X導向軸；

-Y軸導向組件，其設置在所述滑軌的前側或後側，包括沿前後方向延伸的Y導向軸；

-Z軸導向組件，其設置在所述滑軌的下側，包括沿上下方向延伸的Z導向軸；

其中，所述滑軌分別通過第一靜壓機構形成的靜壓油膜層相對所述X導向軸的相對端、所述Y導向軸的相對端以及所述Z導向軸的相對端浮動設置；

所述X導向軸的相背端構成X軸激振輸入端，所述Y導向軸的相背端構成Y軸激振輸入端，所述Z導向軸的相背端構成Z軸激振輸入端；

所述一體式三軸向解耦裝置還包括一連接主體；

所述連接主體包括一上側敞開的殼體，所述滑軌設置在所述殼體的內部，所述殼體的側壁分別設置有與所述X導向軸、所述Y導向軸以及所述Z導向軸分別對應的X軸通道、Y軸通道以及Z軸通道，所述X導向軸、所述Y導向軸以及所述Z導向軸分別穿設過所述X軸通道、所述Y軸通道以及所述Z軸通道，並分別通過第二靜壓機構形成的液壓油膜層相對所述X軸通道、所述Y軸通道以及所述Z軸通道浮動設置。

進一步的，所述連接主體為澆鑄成型的一體結構。

進一步的，所述第二靜壓機構採用帶有靜壓油膜層的液壓軸承。

進一步的，所述液壓軸承的表面分別進行鍍層處理，以形成耐摩擦高硬度層。

進一步的，所述一體式三軸向解耦裝置包括兩個所述X軸導向組件和兩個所述Y軸導向組件，兩根所述X導向軸分別設置在所述滑軌的左側和右側，兩根所述Y導向軸分別設置在所述滑軌的前側和後側，其中一根所述X導向軸的相背端構成X軸激振輸入端，其中一根所述Y導向軸的相背端構成Y軸激振輸入端。

進一步的，另一根所述X導向軸的相背端設置有將其密封的密封罩，另一根所述Y導向軸的相背端設置有將其密封的密封罩。

本實用新型還提供另外一個技術方案：一種振動臺，包括激振臺面和驅動組件，所述振動臺還包括如上所述的一體式三軸向解耦裝置，所述X軸激振輸入端與X軸驅動組件連接，所述Y軸激振輸入端與Y軸驅動組件連接，所述Z軸激振輸入端與Z軸驅動組件連接，所述滑軌與激振臺面連接。

進一步的，所述殼體上埠與所述激振臺面之間還通過防塵膜柔性連接由於上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：

(1)本實用新型將三軸向振動試驗裝置通過連接主體形成一體式結構，利用靜壓機構，將三個軸向的振動集成，完美的將三個軸向的振動進行結合，以模擬出一個更接近實際的試驗環境，對產品進行了更真實的試驗考核，不但提高了本試驗裝置的自身剛度，而且還提高了整體系統的穩定性，提高了研發的成功率；

(2)本實用新型採用鑄造成型的工藝結構，將連接主體進行整體澆鑄成型，然後再加工其主要連接部分，最後將三軸向集成結構以一個整體的形式進行組裝，這樣不僅提高了整體裝置的自身剛度，也使其在工作中更加可靠、穩定；

(3)本實用新型在第二靜壓機構各軸向分別增加了液壓軸承進行導向，不但減少了單軸向對靜壓機構的影響，還提高了各軸向的剛度；

(4)本實用新型對每個液壓軸承進行表面鍍陶瓷處理，不僅減小了表面摩擦係數，而且提高了表面硬度，使其使用過程中更耐磨損；

(5)本實用新型通過設置兩根X導向軸和兩根Y導向軸，使整體系統剛度和穩定性更加可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型公開的振動臺的主視結構示意圖；

圖2為本實用新型公開的振動臺的側視結構示意圖；

圖3為本實用新型公開的振動臺的俯視結構示意圖。

其中，10、殼體；20、滑軌；31、X導向軸；32、X液壓軸承；33、X軸連接板；34、X軸預緊螺釘；35、X軸連接盤；36、X軸密封罩；41、Y導向軸；44、Y軸預緊螺釘；45、Y軸連接盤；46、Y軸密封罩；51、Z導向軸；53、輔助連接板；54、輔助定位板；55、Z連接板；57、Z軸連接盤；60、激振臺面；70、防塵膜。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的範圍。

參見圖1至圖3，如其中的圖例所示，如其中的圖例所示，一種三軸向解耦裝置，包括:

-連接主體，其包括一上側敞開的殼體10，殼體10的左側壁和右側壁分別設置有沿左右方向延伸的X軸通道(圖中未示出)，殼體10的前側壁和後側壁分別設置有沿前後方向延伸的Y軸通道(圖中未示出)，殼體10的下側壁設置有沿上下方向延伸的Z軸通道(圖中未示出)，上述X軸通道、Y軸通道以及Z軸通道各自的中軸線交匯於同一原點位置；

-滑軌20，其設置在殼體10的內側；

-兩X軸導向組件，二者分別設置在滑軌20的左右兩側，每個X軸導向組件包括X導向軸31、X液壓軸承32以及X軸連接板33，X導向軸31沿左右方向延伸，X液壓軸承32固定安裝在上述X軸通道中，X導向軸31安裝在X液壓軸承32中並且通過形成的靜壓油膜層浮動設置，X軸連接板33固定安裝在X導向軸31的相對端，兩根X導向軸31之間通過X軸預緊螺釘34相對固定；

-兩Y軸導向組件，二者分別設置在滑軌20的前後兩側，每個Y軸導向組件包括Y導向軸41、Y液壓軸承(圖中未視出)以及Y軸連接板(圖中未視出)，Y導向軸41沿前後方向延伸，Y液壓軸承42固定安裝在上述Y軸通道中，Y導向軸41安裝在Y液壓軸承中並且通過形成的靜壓油膜層浮動設置，Y軸連接板固定安裝在Y導向軸41的相對端，兩根Y導向軸41之間通過Y軸預緊螺釘44相對固定；

-一Z軸導向組件，其設置在滑軌2的下側，所述Z軸導向組件包括Z導向軸51、Z液壓軸承(圖中未視出)、輔助連接板53、輔助定位板54以及Z軸連接板55，Z導向軸51沿上下方向延伸，Z液壓軸承52安裝在上述Z軸通道中，Z導向軸51安裝在Z液壓軸承中並且通過形成的靜壓油膜層浮動設置，輔助連接板53、輔助定位板54以及Z軸連接板55自下而上依次設置並且相鄰的兩Z軸連接板之間形成靜壓油膜層，輔助連接板53固定安裝在Z導向軸51的上端，輔助定位板54相對殼體10固定設置，Z軸連接板55設置在輔助定位板54的上側，輔助連接板53和Z軸連接板55之間通過Z軸預緊螺釘(圖中未視出)相對固定；

其中，滑軌20通過形成的靜壓油膜層相對兩根X導向軸31的相對端、兩根Y導向軸41的相對端以及兩根Z導向軸51的相對端浮動設置；

其中一根X導向軸31的相背端構成X軸激振輸入端，其中一根Y導向軸41的相背端構成Y軸激振輸入端，Z導向軸51的下端構成Z軸激振輸入端；

上述X軸激振輸入端設置有X軸連接盤35；

上述Y軸激振輸入端設置有Y軸連接盤45；

上述Z軸激振輸入端設置有Z軸連接盤57。

一體式三軸向解耦裝置為連接三個方向的激振力提供設備，一體式的連接主體就是將三個方向的運動進行解耦集成，以提供更加真實的運動環境，此一體式結構設計比之前分散式的更加可靠、穩定。運動導向裝置，主要是保證三個方向的運動沿軸向軌跡，以及減小三個方向負載對運動的影響。

另一根X導向軸31的相背端設置有將其密封的X軸密封罩36，另一根Y導向軸41的相背端設置有將其密封的Y軸密封罩46。

為了減小表面摩擦係數，提高表面硬度，使其使用過程中更耐磨損，每個液壓軸承的表面分別進行鍍層處理，以形成耐摩擦高硬度層。

為了提高三軸向靜壓解耦裝置自身的剛度，採用鑄造成型的工藝結構，將連接主體進行整體澆鑄成型，然後再加工其主要連接部分，最後將三軸向集成結構，以一個整體的形式進行組裝，這樣不僅提高了本裝置的自身剛度，也使其在工作中更加可靠、穩定，所述連接主體為澆鑄成型的一體結構。

通過設置激振臺面60和驅動組件，即可形成一振動臺，X軸連接盤35與X軸驅動組件連接，Y軸連接盤45與Y軸驅動組件連接，Z軸連接盤57與Z軸驅動組件連接，滑軌20與激振臺面60連接。

殼體10上埠與激振臺面60之間還設置有防塵膜70，殼體10與激振臺面60柔性連接。

以上為對本實用新型實施例的描述，通過對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。