多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置，尤其是屬于多軸振動試驗系統中激振器和臺面之間的連接部分，具體涉及一種多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置。
【背景技術】
[0002]隨著環境試驗技術的發展，現今人們對在實驗室中再現產品在實際使用的真實振動環境問題給予了很大的關注。鑒于產品在實際運輸、儲存或者使用過程中所處的振動環境大多為多軸向，人們在該領域已開展了多方面的研究工作，取得了很多的成果。多軸振動試驗系統是由多個激振器對同一個工作平臺在不同方向激振而構成的。因為單個激振器只能產生驅動方向的振動，所以在多軸振動試驗中各激振器與工作平臺之間需要通過一種機械解耦裝置連接。連接器方面，靜壓支撐解耦裝置是一個關鍵部件，它可以直接傳遞載荷，剛度大、無間隙、無摩擦、安裝靈活、低維護、使用壽命長，主要應用在多軸振動試驗系統中，且靜壓支撐解耦裝置允許一定的角偏差，從而在有效傳遞載荷的同時保護振動試驗系統。隨著多軸振動試驗技術的發展需要以及對振動系統控制精度要求的提高，本發明靜壓支撐解耦裝置在多軸振動試驗系統中具有廣泛的應用空間，國外以美國Team公司為代表的振動臺制造商，從單自由度到多自由度的振動臺大量采用靜壓支撐技術，大大提高了系統穩定性和控制的精度，目前為止，國內外還未見多軸振動臺上采用該靜壓支撐解耦裝置。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置。利用本發明提供的技術方案，可進行多軸振動試驗系統的搭建。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0005]第一方面，本發明提供了一種多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置，其包括上連接塊、上半球、連接環、下半球以及下連接塊，所述上連接塊和下連接塊各設有一個球窩，所述上半球的上部與上連接塊的球窩通過油膜活動連接，所述連接環的上端面與上半球的底部固定連接，所述下半球的底部與連接環的下端面固定連接，所述下連接塊的球窩通過油膜與下半球的頂部活動連接。
[0006]作為優選方案，所述上半球的球面和下半球的球面上各設有一個油墊。所述油墊用于承受外界載荷，通過節流孔的反饋自動調節各個油墊處的壓力大小，實現極低摩擦的轉動和大剛度的軸向運動的傳遞。
[0007]作為優選方案，所述油墊分別在上半球的球面和下半球的球面分層均勻布置。
[0008]作為優選方案，所述上半球和下半球均為3/4球體。
[0009]作為優選方案，所述上半球內設有進油通道。通過該進油通道給所述油墊提供一定壓力的油。
[0010]作為優選方案，所述連接環的上端面和下端面各設有一個環形回油槽，連接環的側壁均勻地設有進油孔和回油孔。[0011 ] 作為優選方案，所述連接環的內部徑向設置有進油通道，連接環的軸向開有通孔。該通孔分別向所述上半球，下半球提供一定壓力的油。
[0012]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:
[0013]1、本發明由于采用雙靜壓支撐球面連接的形式，可應用作多軸單自由度和多軸多自由度振動試驗系統中激振器和臺面的連接，具有可靠性高，定位精度高，并能長時間維持較高的精度，承載能力強，在試驗頻段內不會出現共振；
[0014]2、本發明由于采用靜壓支撐技術，通過調整合適的油膜間隙，可以實現連接器的大剛度、無間隙、極小摩擦、安裝靈活、低維護、使用壽命長等特點。
【附圖說明】
[0015]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0016]圖1為根據本發明提供的一種多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置的結構示意圖；
[0017]圖2為本發明中的上半球的結構示意圖；
[0018]圖3為本發明中的連接環的結構示意圖；
[0019]圖4為本發明中的上連接塊的結構示意圖；
[0020]圖中:1、上連接塊，2、上半球，3、連接環，4、下半球，5、下連接塊，6、頂層油墊，7、頂層油墊進油通道，8、底層進油通道，9、底層油墊，10、主進油通道，11、連接環進油管道，12、回油槽，13、半球進油孔，14、出油孔，15、球窩。
【具體實施方式】
[0021]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0022]由于上半球和下半球的結構相同，上連接塊和下連接塊的結構也相同，因此，在本發明中，對上半球和下半球的結構描述均以上半球為例，同理對上連接塊和下連接塊的結構描述均以上連接塊為例。
[0023]如圖1、圖2、圖4所示，根據本發明提供的多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置主要用于多軸振動試驗系統中連接激振器和臺面，且能將激振器產生的振動能量不失真的傳遞給臺面，從而更加逼真地實現多軸振動環境試驗模擬。具體地，靜壓支撐解耦裝置采用拼接式的結構，主要由上連接塊1、上半球2、連接環3、下半球4以及下連接塊5組成。考慮到靜壓支撐解耦裝置既要傳遞動態載荷，又要滿足在一定范圍內自由轉動，上半球2和下半球4都設計成球面形狀，為了提高靜壓油膜的承載能力，上半球2和下半球4設計為為3/4球面，在實際工作過程中，以上半球工作為例，外界供給上半球2的壓力油通過主進油通道10分別進入到頂層油墊進油通道7和底層油墊進油通道8，從而在頂層油墊6和底層油墊9處形成一定壓力的油膜，進而實現上半球2在上連接塊1的球窩15中在一定范圍內以極小摩擦自由轉動，同時由于上連接塊1的球窩15和上半球2之間的油膜很薄，可以大大提高軸向傳遞的剛度。上半球2球面上布置有兩層油墊，分別是頂層油墊6和底層油墊9，頂層油墊6沿圓周方向均勻布置4個，底層油墊9沿圓周方向均勻布置4個，此設計一方面便于提高制造精度，更為重要的是均勻布置的油墊能夠提高油膜形成的均勻性和油膜的形成速度，從而有利于提高多軸振動試驗起振的控制精度，同時該設計還有利于保持流體油膜溫度在內部的均勻分布，可大大提高油膜的動態承載力。靜壓支撐解耦裝置包含上半球2和上連接塊1以及下半球4和下連接塊5，連接塊1通過螺栓連接于振動臺臺面，連接塊5通過螺栓連接于激振器，上連接塊1可以相對于上半球2在一定范圍內以極小摩擦力轉動，下連接塊5可以相對于下半球4在一定范圍內以極小摩擦力轉動，因此可以大大提高由于多軸振動控制系統產生的相位誤差補償精度。
[0024]更為具體地，如圖2所示，從外界油源系統供給的的壓力油通過主進油通道10分別進入4個頂層油墊進油通道7和4個底層油墊進油通道8，在主進油通道10流量和流速一定的情況下，通過4個頂層油墊進油通道7和4個底層油墊進油通道8的流體流量和流速能夠基本保持一致，因此在頂層油墊6和底層油墊9處可以產生一致的流體壓力，確保靜壓支撐解耦裝置能夠在一定動態范圍內適應外載荷的變化。
[0025]進一步地，如圖1、圖3所示，連接環3上設置有連接環進油通道11、半球進油孔13、回油槽12以及出油孔14，外界供給的壓力油通過連接環進油通道11經由半球進油孔13分別向上半球2和下半球4供給一定壓力的油，然后通過頂層油墊6和底層油墊9循環后流入回油槽12，最后通過出油孔14流回油箱。其中，連接環3的圓柱面上等間隔布置有四個連接環進油通道，便于外界油源系統的統一供油，結構緊湊，使得油膜形成的速度大大提高，有利于加快多軸振動試驗系統調試的速度。
[0026]根據本發明提供的多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置具有可靠性高，定位精度高，并能長時間維持較高的精度，承載能力強，在試驗頻段內不會出現共振；同時具有大剛度、無間隙、極小摩擦、安裝靈活、低維護、使用壽命長等特點，其大剛度和極小的摩擦為多軸振動試驗系統的搭建提供了保障。
[0027]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
【主權項】
1.一種多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置，其特征在于，包括上連接塊、上半球、連接環、下半球以及下連接塊，所述上連接塊和下連接塊各設有一個球窩，所述上半球的上部與上連接塊的球窩通過油膜活動連接，所述連接環的上端面與上半球的底部固定連接，所述下半球的底部與連接環的下端面固定連接，所述下連接塊的球窩通過油膜與下半球的頂部活動連接。2.如權利要求1所述的多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置，其特征在于，所述上半球的球面和下半球的球面上各設有一個油墊。3.如權利要求2所述的多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置，其特征在于，所述油墊分別在上半球的球面和下半球的球面分層均勻布置。4.如權利要求2所述的多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置，其特征在于，所述上半球和下半球均為3/4球體。5.如權利要求1所述的多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置，其特征在于，所述上半球內設有進油通道。6.如權利要求1所述的多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置，其特征在于，所述連接環的上端面和下端面各設有一個環形回油槽，連接環的側壁均勻地設有進油孔和回油孔。7.如權利要求1或6所述的多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置，其特征在于，所述連接環的內部徑向設置有進油通道，連接環的軸向開有通孔。
【專利摘要】本發明提供了一種多軸振動試驗系統靜壓支撐解耦裝置，其包括上連接塊、上半球、連接環、下半球以及下連接塊，所述上連接塊和下連接塊各設有一個球窩，所述上半球的上部與上連接塊的球窩通過油膜活動連接，所述連接環的上端面與上半球的底部固定連接，所述下半球的底部與連接環的下端面固定連接，所述下連接塊的球窩通過油膜與下半球的頂部活動連接。與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：本發明由于采用雙靜壓支撐球面連接的形式，可應用作多軸單自由度和多軸多自由度振動試驗系統中激振器和臺面的連接，具有可靠性高，定位精度高，并能長時間維持較高的精度，承載能力強，在試驗頻段內不會出現共振。
【IPC分類】F16C11/06, F16C32/06
【公開號】CN105275974
【申請號】CN201510812026
【發明人】文祥, 李太平, 陳昌亞, 洪巖, 王營營, 李霖圣
【申請人】上海衛星裝備研究所
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月20日