一種可調節式激振頂桿的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于振動試驗技術領域，具體涉及一種可調節式激振頂桿。
【背景技術】
[0002]振動特性試驗又稱模態試驗，是通過特定類型的激勵方式，獲取產品結構的響應，并分析得到包括模態頻率、模態振型、模態質量、阻尼等一系列結構特性參數，為完善結構設計、修正模型提供重要的試驗依據。激振器在振動特性試驗中處于核心地位，是一種提供激勵源的重要設備。激振頂桿作為激振器的連接部件，主要作用為將激勵力傳遞至試驗產品，以獲取結構的振動響應。激振頂桿設計的好壞直接影響激振力傳遞效果，從而影響試驗效果。
[0003]在運載火箭全箭振動特性試驗中，通常采用自由-自由邊界條件以模擬火箭的飛行狀態，其一階固有頻率可達到1Hz甚至更低。為了提高激振器在掃頻試驗中低頻段的激振能力，需要將其固支在地面或鑄塊上。由于各型號產品的外形、固支鑄塊尺寸、地軌間距等因素影響以及同一型號產品在不同飛行秒狀態下質量不同，使得在產品在調節自由狀態垂直后的平衡位置發生變化，造成激振器固支安裝時的距離產生偏差。這就給激振器的安裝連接到來很大的工作量，尤其是縱向加載，需要人工提升或降低激振器高度來達到激振頂桿與火箭箭體的匹配連接。因此亟需提供一種可調節長度的激振頂桿，以提高人員在激振器安裝操作時的效率。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于針對現有技術需人工提升或降低激振器高度、操作效率低的技術問題，提供了一種可調節式激振頂桿。
[0005]實現本實用新型目的的技術方案如下:
[0006]—種可調節式激振頂桿，包括依次連接的外套支撐管、傳力連桿、絕緣端頭、測力傳感器和產品端絕緣塊；外套支撐管兩端分別與激振器和傳力連桿連接；在外套支撐管兩端分別固定連接有一個螺母；傳力連桿的一端與外套支撐管連接，另一端與絕緣端頭螺接；傳力連桿具有外螺紋，與其連接的螺母的螺紋匹配；傳力連桿兩端分別安裝有一個備緊螺母；絕緣端頭位于將測力傳感器和傳力連桿之間，與測力傳感器和傳力連桿螺紋連接；測力傳感器兩端具有內螺紋，兩端分別安裝有一個轉接螺柱，通過轉接螺柱與絕緣端頭和產品端絕緣塊連接。
[0007]所述外套支撐管的壁厚2mm。
[0008]所述固定連接在外套支撐管一端，并與傳力連桿連接的螺母的螺紋不少于20mm。
[0009]所述絕緣端頭采用的絕緣材料為聚四氟乙烯。
[0010]所述絕緣端頭的兩端分別安裝有一個備緊螺母。
[0011 ] 所述轉接螺柱材質的硬度低于測力傳感器材質的硬度。
[0012]所述轉接螺柱材質為銅。
[0013]所述產品端絕緣塊采用的材料為聚酰胺。
[0014]本實用新型的有益效果在于:
[0015]本實用新型采用外套支撐管和傳力連桿兩段形式，傳力連桿可在外套支撐管內伸縮以調節長度；傳力連桿為外螺紋連接，通過旋擰備緊螺母實現整個激振系統高度的精確調節；力傳感器兩端的絕緣端頭保證了力信號不被弱電流干擾，提高力控激振系統的試驗精度。
[0016]此種可伸縮式激振頂桿已成功運用于運載火箭全箭振動特性試驗中，解決了在試驗狀態轉換前后需要耗費大量人力和時間來調整激振器距離的問題，使激振器頂桿長度可調，實現快速試驗狀態轉換；同時使用該激振頂桿能滿足低頻大載荷(低頻段可達0.5Hz、激勵力可達400N)的激振要求。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型的激振頂桿與激振器的安裝；
[0019]圖3為本實用新型的激振頂桿在火箭縱向激振中的使用效果圖.
[0020]圖中:
[0021]1-外套支撐管、2-傳力連桿、3-絕緣端頭、4-測力傳感器、5-產品端絕緣塊、6-螺母、7-備緊螺母、8-轉接螺柱、9-火箭發動機噴管、10-可調節式激振頂桿、11-振器磁體端、
12-固支工裝、13-固定鑄塊。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步的描述。
[0023]本實施例提供了一種可調節式激振頂桿，其組成如圖1所示，包括外套支撐管1、傳力連桿2、絕緣端頭3、測力傳感器4和產品端絕緣塊5。
[0024]外套支撐管1兩端分別與激振器和傳力連桿2連接；在外套支撐管1兩端分別焊有一定深度和孔徑的螺母6，以保證各部件緊密連接和激振力的有效傳遞；其中，與激振器端連接的螺母6孔徑為固定尺寸的M8內螺紋。外套支撐管1的壁厚2mm，能夠有效的傳遞500N以內的激振力，滿足強度設計要求。
[0025]傳力連桿2的一端與外套支撐管1連接，另一端與絕緣端頭3螺接；傳力連桿2兩端均采用備緊螺母7進行防松處理。傳力連桿2可在外套支撐管1內伸縮以調節激振頂桿的整體長度。傳力連桿2根據試驗件的附加剛度要求，可設計不同直徑；傳力連桿2加工成外螺紋形式，并與焊接在外套支撐管1一端的螺母6的螺紋匹配。焊接在外套支撐管1一端的螺母6的螺紋不少于20mm，以提高側向抗剪切強度；傳力連桿2使用了備緊螺母7，提高激振的可靠性和穩定性。
[0026]絕緣端頭3用于將測力傳感器4和傳力連桿2端隔離，避免弱電流對力信號的干擾；絕緣端頭3具有內螺紋，采用的絕緣材料為聚四氟乙烯，滿足加工要求和具備信號屏蔽效果；絕緣端頭3的兩端采用備緊螺母7，避免在激振過程中絕緣端頭3松動掉落。
[0027]測力傳感器4兩端具有英制內螺紋，需采用轉接螺柱8將英制螺紋轉換為公制，提升測力傳感器4的使用范圍；轉接螺柱8使用硬度低于測力傳感器4的銅材質，保證了測力傳感器4內螺紋不易損壞，提高測力傳感器4使用壽命。
[0028]產品端絕緣塊5用于將測力傳感器4和待測產品端隔離，避免弱電流對力信號的干擾；產品端絕緣塊5采用的絕緣材料為聚酰胺，一方面能夠滿足絕緣要求，另一方面要求其質量較輕，避免增加激振頂桿的質量。
[0029]本實施例的可伸縮式激振頂桿在某型號運載火箭全箭振動特性試驗的縱向激振中得到了應用。該運載火箭縱向激振點選擇在兩臺發動機噴管喉部，以激振獲取結構振動特性參數和脈動壓力數據。本實施例的可伸縮式激振頂桿與激振器的安裝方式如圖2所示，圖3為該試驗中使用效果所示，圖中9為火箭發動機噴管，10為可調節式激振頂桿，11為激振器的振器磁體端，12為激振器的固支工裝，13為激振器的固定鑄塊。
[0030]本實施例的激振頂桿安裝步驟為:
[0031 ] 1)將加工好的焊接有M8螺母6的外套支撐管1旋入激振器上M8連接螺桿上，并用備緊螺母7鎖緊；
[0032]2)將傳力連桿2旋入外套支撐管1內，并用備緊螺母7鎖緊；
[0033]3)將帶有匹配螺紋的絕緣端頭3與傳力連桿2連接，并用備緊螺母7鎖緊；
[0034]4)將絕緣端頭3與箭體上的測力傳感器4連接，在實際加載安裝時可根據待測產品與激振器位置關系，預留自由調節的距離；
[0035]5)試驗狀態轉換時，只需將本實施例的激振頂桿從測力傳感器4處斷開；狀態轉換完畢，將傳力連桿2調節至合適高度，然后連接測力傳感器4，即可立即開展試驗。
[0036]在本次試驗中分別使用隨機激勵、正弦掃頻、步進調諧等激振方式測試，結果表明該使用該激振頂桿的激振系統頻段可達0.5?6000Hz、激勵力最大可達400N。
[0037]本實施例的可調節式激振頂桿主要用于振動特性試驗，特別是在大型運載火箭全箭振動特性試驗中，實現快速便捷的試驗狀態轉換，提高安裝操作效率、縮短試驗耗時。本實施例的提供的可調節式激振頂桿也可用于在振動特性試驗中提供橫向、縱向或其他方向的振動激勵，也可在其他試驗中提供振動激勵。
[0038]本實用新型采用外套支撐管1和傳力連桿2兩段形式，傳力連桿2可在外套支撐管1內伸縮以調節長度；傳力連桿2為外螺紋連接，通過旋擰備緊螺母7能夠實現整個激振頂桿高度的精確調節；測力傳感器4兩端的絕緣端頭3保證了力信號不被弱電流干擾，提高力控激振系統的試驗精度。此種可調節式激振頂桿已成功運用于運載火箭全箭振動特性試驗中，解決了在試驗狀態轉換前后需要耗費大量人力和時間來調整激振器距離的問題，使激振器頂桿長度可調，實現快速試驗狀態轉換；同時使用該激振頂桿能有效滿足低頻大載荷(低頻段可達0.5Hz、激勵力可達400N)的激振要求。
[0039]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。倘若這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種可調節式激振頂桿，其特征在于:包括依次連接的外套支撐管(1)、傳力連桿(2)、絕緣端頭(3)、測力傳感器(4)和產品端絕緣塊(5); 外套支撐管(1)兩端分別與激振器和傳力連桿(2)連接；在外套支撐管(1)兩端分別固定連接有一個螺母(6)； 傳力連桿(2)的一端與外套支撐管(1)連接，另一端與絕緣端頭(3)螺接；傳力連桿(2)具有外螺紋，與其連接的螺母￠)的螺紋匹配；傳力連桿(2)兩端分別安裝有一個備緊螺母(7); 絕緣端頭⑶位于將測力傳感器⑷和傳力連桿⑵之間，與測力傳感器⑷和傳力連桿(2)螺紋連接； 測力傳感器(4)兩端具有內螺紋，兩端分別安裝有一個轉接螺柱(8)，通過轉接螺柱(8)與絕緣端頭(3)和產品端絕緣塊(5)連接。2.如權利要求1所述的一種可調節式激振頂桿，其特征在于:所述外套支撐管(1)的壁厚2mm。3.如權利要求1所述的一種可調節式激振頂桿，其特征在于:所述固定連接在外套支撐管(1) 一端并與傳力連桿(2)連接的螺母￠)的螺紋不少于20_。4.如權利要求1所述的一種可調節式激振頂桿，其特征在于:所述絕緣端頭(3)采用的絕緣材料為聚四氟乙烯。5.如權利要求1所述的一種可調節式激振頂桿，其特征在于:所述絕緣端頭(3)的兩端分別安裝有一個備緊螺母(7)。6.如權利要求1所述的一種可調節式激振頂桿，其特征在于:所述轉接螺柱(8)材質的硬度低于測力傳感器(4)材質的硬度。7.如權利要求1所述的一種可調節式激振頂桿，其特征在于:所述轉接螺柱(8)材質為銅。8.如權利要求1所述的一種可調節式激振頂桿，其特征在于:所述產品端絕緣塊(5)采用的材料為聚酰胺。
【專利摘要】本實用新型屬于振動試驗技術領域，具體涉及一種可調節式激振頂桿。技術方案：包括依次連接的外套支撐管、傳力連桿、絕緣端頭、測力傳感器和產品端絕緣塊；傳力連桿可在外套支撐管內伸縮以調節長度；傳力連桿為外螺紋連接，通過旋擰備緊螺母能夠實現整個激振頂桿高度的精確調節；測力傳感器兩端的絕緣端頭保證了力信號不被弱電流干擾，提高力控激振系統的試驗精度。有益效果：解決了在試驗狀態轉換前后需要耗費大量人力和時間來調整激振器距離的問題，使激振器頂桿長度可調，實現快速試驗狀態轉換；同時使用該激振頂桿能有效滿足低頻大載荷的激振要求。
【IPC分類】G01M7/02
【公開號】CN205002938
【申請號】CN201520401663
【發明人】付肇慶, 左祥昌, 石少仿, 常洪振, 于瑾, 朱江, 閆士杰
【申請人】北京強度環境研究所, 中國運載火箭技術研究院
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年6月11日