一種用於氣動式振動設備的低溫氣動式激振器的製作方法

2024-02-07 10:04:15

專利名稱：一種用於氣動式振動設備的低溫氣動式激振器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於氣動式振動臺的激勵設備，具體涉及一種用於氣動式振動設備的 低溫氣動式激振器。
背景技術：
可靠性強化試驗技術是一項全新的可靠性試驗技術，它通過對產品施加人為的逐 漸增大的環境應力來主動激發產品故障和暴露產品設計中的薄弱環節，從而達到對產品設 計缺陷儘早發現和修正的目的。可靠性強化試驗主要有以下作用能夠儘早發現和暴露產 品的薄弱環節，以便在設計階段消除產品中的潛在缺陷，提高產品固有可靠性，大大降低產 品在生產、篩選、維修和擔保等全壽命過程中的總費用。由此可見，可靠性強化試驗是解決 現代電子產品高可靠性、低開發成本和短研製周期之間矛盾的有力手段，因而備受國內外 可靠性工程界的普遍關注。氣動式振動臺是近年來國外實用新型的一類新型可靠性強化試驗設備，其設計依 據是碰撞動力學原理通過安裝于振動臺底部不同位置的多個氣錘反覆衝擊臺面進而產生 三軸六自由度隨機振動試驗環境。與傳統的電磁振動臺相比，氣動式振動臺的優勢在於能 夠提供一種幅值概率密度分布為超高斯的寬帶偽隨機強化振動環境，對產品的疲勞缺陷表 現出很高的激發效力，使得氣動式振動臺成為可靠性強化試驗中一類重要的試驗設備。氣 動式激振器是氣動式振動臺的關鍵部件？ ，主要結構包括缸體和活塞。缸體為外表面呈帶 有斜截面的圓柱狀，內表面呈變截面空心圓柱狀，其主要作用是通入和排出高壓氣體、支撐 活塞以及通過與活塞的配合改變氣壓對活塞的作用端面。活塞的主要作用是在高壓氣體 的作用下，實現往復運動，擊打墊塊，產生振動激勵信號。現有的氣動式激振器在設計上存 在一定的缺陷，主要體現在低溫(如_5攝氏度)試驗環境中，激振器不能起振和正常工作。 這大大限制了氣動式振動臺的應用範圍。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種環境適應性好，可在低溫正常工作的用於氣動式振 動設備的低溫氣動式激振器。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是用於氣動式振動設備的低溫氣 動式激振器包括缸體，在所述缸體外表面設有加熱裝置。所述加熱裝置由裡層電熱元件、中間層隔熱材料和面層保護材料構成。所述裡層電熱元件、中間層隔熱材料和面層保護材料分別為電熱膜、隔熱膜和鋼套。所述缸體外表面上設有環形槽，加熱裝置為環狀體嵌在缸體外表面上的環形槽 內。通過分析研究發現氣動式激振器在特定低溫環境中無法工作的根本原因是缸體 內表面與活塞外表面的溫度一致，缸體外表面與環境溫度接近，激振器工作時，活塞與墊塊撞擊並且與缸體摩擦生熱，而環境溫度較低，這就使得缸體內外表面產生溫度梯度，由此產生的熱應變使活塞與缸體的配合間隙變化較大，當溫差達到一定程度時，活塞即被卡死。本實用新型針對現有氣動式激振器存在的問題在缸體上設置了加熱裝置，在應用 時將加熱裝置與溫控系統連接後，可根據設定溫度自動對缸體進行加熱以適應在低溫試驗 環境保持缸體內外壁的溫度一致性，即可消除缸體內外表面產生溫度梯度，及由此產生的 熱應變使活塞與缸體的配合間隙變化較大，導致活塞即被卡死的現象。因此，本實用新型可 以顯著提高環境適應性，可在低溫試驗環境下正常工作，擴大了氣動式振動臺的應用範圍。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型的應用狀態示意圖。
具體實施方案如圖1所示，本實用新型的用於氣動式振動設備的低溫氣動式激振器包括缸體1， 在缸體1外表面上設有環形槽2，環形槽2內嵌有加熱裝置7，加熱裝置7由裡層電熱元件 5、中間層隔熱材料4和面層保護材料3構成；其中電熱元件5、中間層隔熱材料4採用長沙 三瑞傳感技術有限公司的別為電熱膜、隔熱膜，面層保護材料3為鋼套，電熱元件5設有連 接導線6。電熱元件也可採用通常的加熱電阻絲、圓筒加熱器、加熱套或其它類似的加熱元 件。加熱裝置7的作用是，當激振器溫度低於正常工作臨界溫度時，裡層電熱元件5對 其加熱，當溫度升至某一值時，停止加熱，使激振器的溫度保持在某一範圍內；中間層隔熱 材料4的作用是阻隔加熱器材與外界環境的熱交換；面層保護材料3的作用是對裡層電熱 元件5、中間層隔熱材料4加固封裝，起到保護作用。本實用新型裝置的情況如圖2所示，於試驗箱內在支撐彈簧8上固定有臺板9，臺 板9上設置有與實驗設備連接的加速度傳感器10，兩個低溫氣動式激振器的缸體1固定在 臺板2的下面，缸體1上的加熱裝置7中電熱元件5通過連接導線6與溫控系統連接，溫控 系統中的溫度傳感器11設置於試驗環境中，如箱體內壁或底座上。溫控方式當環境溫度 降至某一值時，溫度開關導通，定時器導通時對激振器加熱。定時器導通或斷開的依據有兩點一是加熱效率，激振器在低溫環境中從臨界溫 度升至某一溫度值的時間即定時器導通的時間；二是散熱效率，激振器在特定低溫環境中 的溫度從某一溫度值降至臨界溫度的時間即定時器斷開的時間。這兩個時間數值均可用實 驗的方法得到。本實用新型裝置用於低溫環境中的可靠性強化試驗。在低溫環境中，活塞與缸體 的配合間隙能保持在正常範圍內。
權利要求一種用於氣動式振動設備的低溫氣動式激振器，包括缸體，其特徵是在所述缸體外表面設有加熱裝置。
2.根據權利要求1所述的用於氣動式振動設備的低溫氣動式激振器，其特徵是所述加 熱裝置由裡層電熱元件、中間層隔熱材料和面層保護材料構成。
3.根據權利要求2所述的用於氣動式振動設備的低溫氣動式激振器，其特徵是所述裡 層電熱元件、中間層隔熱材料和面層保護材料分別為電熱膜、隔熱膜和鋼套。
4.根據權利要求1或2或3所述的用於氣動式振動設備的低溫氣動式激振器，其特徵 是所述缸體外表面上設有環形槽，加熱裝置為環狀體嵌在缸體外表面上的環形槽內。
專利摘要本實用新型公開了一種用於氣動式振動設備的低溫氣動式激振器，包括缸體，其特徵是在所述缸體外表面設有加熱裝置。本實用新型由於在缸體上設置了加熱裝置，可根據設定溫度自動對缸體進行加熱以適應在低溫試驗環境保持缸體內外壁的溫度一致性，即可消除缸體內外表面產生溫度梯度，及由此產生的熱應變使活塞與缸體的配合間隙變化較大，導致活塞即被卡死的現象。因此，本實用新型可以顯著提高環境適應性，可在低溫試驗環境下正常工作，擴大了氣動式振動臺的應用範圍。
文檔編號G01M7/06GK201765103SQ201020514440
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月2日 優先權日2010年9月2日
發明者劉彬, 易曉山, 蔣瑜, 鄭磊, 陳循, 陶俊勇 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學