本發(fā)明屬于大型振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

振動(dòng)試驗(yàn)作為檢驗(yàn)產(chǎn)品可靠性與動(dòng)強(qiáng)度的一種有效手段，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航天、航空、車輛等領(lǐng)域的產(chǎn)品性能考核和動(dòng)強(qiáng)度鑒定中。完成振動(dòng)試驗(yàn)主要設(shè)備是振動(dòng)臺(tái)。近年來(lái)，為更加系統(tǒng)地考核大型試驗(yàn)件的動(dòng)態(tài)特性，各類大型振動(dòng)臺(tái)因運(yùn)而生，它們具有的共同特點(diǎn)是臺(tái)面尺寸大，靜承載能力大，臺(tái)體推力大，一般可由多個(gè)振動(dòng)臺(tái)組成并激系統(tǒng)，以達(dá)到振動(dòng)臺(tái)的設(shè)計(jì)性能指標(biāo)。

振動(dòng)臺(tái)提供了產(chǎn)品振動(dòng)試驗(yàn)的兩個(gè)方向，即垂直向和水平向。垂直擴(kuò)展臺(tái)和水平滑臺(tái)提供振動(dòng)臺(tái)與試驗(yàn)件之間的接口，是振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)中不可缺少的一部分。垂直擴(kuò)展臺(tái)和水平滑臺(tái)在設(shè)計(jì)時(shí)需要滿足一定的抗傾覆力矩指標(biāo)，用以承受高質(zhì)心、大質(zhì)量的產(chǎn)品在試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的水平向傾覆力矩。若抗傾覆力矩指標(biāo)過(guò)低，垂直擴(kuò)展臺(tái)面和水平滑臺(tái)的橫向穩(wěn)定性會(huì)明顯變差，嚴(yán)重影響試驗(yàn)控制效果。因此，在大型振動(dòng)臺(tái)竣工驗(yàn)收時(shí)需要對(duì)其抗傾覆力矩進(jìn)行檢測(cè)。

然而，國(guó)內(nèi)對(duì)于大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩指標(biāo)的檢測(cè)缺少標(biāo)準(zhǔn)和方法。該指標(biāo)一般均通過(guò)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向軸承單個(gè)的抗傾覆能力進(jìn)行計(jì)算獲得，而不是直接進(jìn)行抗傾覆力矩的測(cè)試。原因在于：缺少一種重量與質(zhì)心可調(diào)節(jié)的、拆裝靈活的、配重?cái)U(kuò)展接口豐富的、通用性較強(qiáng)的大型檢測(cè)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種適用大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置，該裝置可應(yīng)用于臺(tái)面尺寸不小于2.5m×2.5m的振動(dòng)臺(tái)推力與抗傾覆力矩的檢測(cè)。裝置總重量可達(dá)27噸，質(zhì)心高度大于5m，一階彎曲模態(tài)頻率大于10hz，可用于大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩指標(biāo)的檢測(cè)與大質(zhì)量航天器系統(tǒng)級(jí)振動(dòng)試驗(yàn)前的振動(dòng)臺(tái)狀態(tài)調(diào)試。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置，包括五個(gè)承力筒組件、五個(gè)轉(zhuǎn)接組件和兩個(gè)擴(kuò)展配重接口，五個(gè)承力筒組件均為圓筒形結(jié)構(gòu)，圓筒兩端開(kāi)放并設(shè)有法蘭翻邊，用于與轉(zhuǎn)接組件連接，五個(gè)圓筒形結(jié)構(gòu)的承力筒組件分別標(biāo)示為c1、c2、c3、c4、c5，5個(gè)轉(zhuǎn)接組件代號(hào)分別為z1、z2、z3、z4、z5，其中，z1、z2和z4為圓環(huán)板結(jié)構(gòu)，圓環(huán)板上設(shè)有轉(zhuǎn)接孔；z3為圓形板結(jié)構(gòu)；z5為錐筒形結(jié)構(gòu)，兩端開(kāi)放并設(shè)有法蘭翻邊，用于與承力筒組件連接，兩個(gè)擴(kuò)展配重接口即a擴(kuò)展配重接口和b擴(kuò)展配重接口，

其中，用于調(diào)節(jié)橫向質(zhì)心位置的a擴(kuò)展配重接口在c3、c4、c5承力筒組件筒壁外側(cè)，接口形式為凸出于承力筒側(cè)壁的平面凸臺(tái)平面上均布3行4列共12個(gè)m20螺紋孔，有效深度為30mm，用于調(diào)節(jié)裝置的橫向質(zhì)心位置，b的擴(kuò)展配重接口在c4、c5承力筒組件上端翻邊法蘭內(nèi)側(cè)，接口處均布排列的64個(gè)m16螺紋孔，有效深度為50mm，b擴(kuò)展配重接口用于調(diào)節(jié)裝置垂直向質(zhì)心位置，每種承力筒組件都單獨(dú)用于大型振動(dòng)臺(tái)的推力與抗傾覆力矩指標(biāo)的測(cè)試，或與轉(zhuǎn)接組件相配合，組成多級(jí)組裝體，用于超大型振動(dòng)臺(tái)的推力與抗傾覆力矩指標(biāo)測(cè)試。

其中，c1徑向外包絡(luò)尺寸為φ4140，高度為1215mm，筒體壁厚為20mm。上法蘭翻邊內(nèi)徑為φ4002，外徑為φ4140，厚度為30mm；下法蘭翻邊內(nèi)徑為φ3010，外徑為φ4140，厚度為35mm；c2徑向外包絡(luò)尺寸為φ3150，高度為1180mm，筒體壁厚為15mm。上下法蘭翻邊內(nèi)徑均為φ3010，外徑均為φ3150，厚度均為30mm；c3徑向外包絡(luò)尺寸為φ2480，高度為3000mm，筒體壁厚為20mm。上下法蘭翻邊內(nèi)徑均為φ2290，外徑均為φ2480，厚度均為30mm；c4徑向外包絡(luò)尺寸為φ2480，高度為3000mm，筒體壁厚為20mm。上法蘭翻邊內(nèi)徑為φ1900，外徑為φ2480，筒體內(nèi)側(cè)法蘭翻邊部分的厚度為70mm，筒體外側(cè)法蘭翻邊部分的厚度為30mm；下法蘭翻邊內(nèi)徑為φ2290，外徑為φ2480，厚度為30mm；c5的筒體壁厚為15mm，其余外形尺寸與c4相同。

其中，z1外徑為φ4140，內(nèi)徑為φ3010，整板厚度為35mm；z2外徑為φ2700，內(nèi)徑為φ1960，整板厚度為35mm；z3外徑為φ2480，φ1880范圍以外的厚度為25mm，φ1880范圍以內(nèi)的厚度為70mm；z4外徑為φ2480，內(nèi)徑為φ1900，φ2315范圍以外的厚度為30mm，φ2315范圍以內(nèi)的厚度為65mm；z5徑向外包絡(luò)尺寸為φ3960，高度為848mm，錐段壁厚為25mm，錐筒上法蘭內(nèi)徑為φ2460，上法蘭外徑為φ2700，厚度為25mm；錐筒下法蘭內(nèi)徑為φ3830，下法蘭外徑為φ3960，厚度為25mm。

其中，該套裝置組合使用時(shí)的組裝順序?yàn)椋簩2套至c1內(nèi)部，c2底部與c1下法蘭φ3060位置的64個(gè)連接孔連接緊固；z1通過(guò)φ4100處144個(gè)連接孔和φ3060處的64個(gè)連接孔與c1和c2連接緊固；z5下法蘭與z1上φ3880處的48個(gè)連接孔連接緊固；z2通過(guò)φ2600處48個(gè)連接孔與z5的上法蘭連接緊固，c3下法蘭通過(guò)φ2400的64個(gè)連接孔與z2上表面連接緊固，c4下法蘭通過(guò)φ2400的64個(gè)連接孔與c3上法蘭連接緊固，c5下法蘭通過(guò)φ2400的64個(gè)連接孔與c4上法蘭連接緊固，將z3和z4通過(guò)φ2000的32個(gè)連接孔連接緊固，將z3與z4的組合體與c5的上法蘭通過(guò)φ2400的64個(gè)連接孔連接緊固，最終使c1、c2、c3、c4、c5和z1、z2、z3、z4、z5裝配成一個(gè)組合體。

其中，裝置的各組件之間連接均通過(guò)螺栓連接，各組件均采用q345b鋼材料加工而成。

該套裝置中，每種承力筒組件都可單獨(dú)用于大型振動(dòng)臺(tái)的推力與抗傾覆力矩指標(biāo)的測(cè)試。同時(shí)，也可與轉(zhuǎn)接組件相配合，組成多級(jí)組裝體，用于超大型振動(dòng)臺(tái)的推力與抗傾覆力矩指標(biāo)測(cè)試。裝置的各組件之間連接均通過(guò)螺栓連接，各組件均采用q345b鋼材料加工而成。

本發(fā)明的多級(jí)組裝體各組件間通過(guò)螺栓連接，具備可調(diào)節(jié)質(zhì)量、質(zhì)心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的功能，適用于大型、超大型振動(dòng)臺(tái)的推力指標(biāo)及抗傾覆力矩指標(biāo)的測(cè)試及大型試驗(yàn)件試驗(yàn)前的振動(dòng)臺(tái)狀態(tài)調(diào)試，具有組裝方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展接口多等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置c1組件示意圖；

圖2為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置c2組件示意圖；

圖3為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置c3組件示意圖，含a擴(kuò)展配重接口；

圖4為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置c4組件示意圖，含a和b擴(kuò)展配重接口；

圖5為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置c5組件示意圖，含a和b擴(kuò)展配重接口；

圖6為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置z1組件示意圖；

圖7為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置z2組件示意圖；

圖8為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置z3組件示意圖；

圖9為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置z4組件示意圖；

圖10為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置z5組件示意圖；

圖11為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置組合體正視圖；

圖12為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置組合體剖面圖；

圖13為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置c1-c2接口示意圖；

圖14為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置c1-c2-z1-z5接口示意圖；

圖15為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置c3-z2-z5接口示意圖；

圖16為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置c3-c4接口示意圖；

圖17為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置c4-c5接口示意圖；

圖18為本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置c5-z3-z4接口示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合上節(jié)中所附的圖對(duì)本發(fā)明涉及的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行展開(kāi)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1，c1承力筒組件為圓筒形結(jié)構(gòu)，高度為1215mm，筒體壁厚為20mm。上法蘭翻邊內(nèi)徑為φ4002，外徑為φ4140，厚度為30mm；下法蘭翻邊內(nèi)徑為φ3010，外徑為φ4140，厚度為35mm。上下端面接口分別為144個(gè)φ12通孔，孔中心分布直徑為φ4100，上下法蘭連接孔位對(duì)應(yīng)。筒體與下法蘭間內(nèi)側(cè)焊有24個(gè)均布的直角三角形加強(qiáng)筋，垂邊長(zhǎng)度為300mm，橫邊長(zhǎng)度為200mm，加強(qiáng)筋厚度20mm。

參見(jiàn)圖2，c2承力筒組件為圓筒形結(jié)構(gòu)，高度為1180mm，筒體壁厚為15mm。上法蘭設(shè)有64個(gè)m16螺紋孔，下法蘭設(shè)有64個(gè)φ18通孔，上下連接孔中心分布直徑均為φ3060，上下法蘭連接孔位對(duì)應(yīng)。筒體與上下法蘭間均布有32個(gè)直角三角形加強(qiáng)筋，垂邊長(zhǎng)度為70mm，橫邊長(zhǎng)度為55mm，加強(qiáng)筋厚度15mm，上下法蘭加強(qiáng)筋位置對(duì)應(yīng)。

參見(jiàn)圖3，c3承力筒組件為圓筒形結(jié)構(gòu)，高度為3000mm，筒體壁厚為20mm，筒體外徑為φ2332。上下法蘭翻邊內(nèi)徑均為φ2290，外徑均為φ2480，厚度均為30mm。上下端面接口均為64個(gè)φ18通孔，通孔中心的分布直徑為φ2400，上下法蘭連接孔位對(duì)應(yīng)。筒體與上下法蘭間均布有32個(gè)直角三角形加強(qiáng)筋，垂邊長(zhǎng)度為100mm，橫邊長(zhǎng)度為74mm，加強(qiáng)筋厚度20mm，上下法蘭加強(qiáng)筋位置對(duì)應(yīng)。筒壁外側(cè)均布設(shè)有4處a擴(kuò)展配重接口，接口形式為凸出于承力筒側(cè)壁的平面凸臺(tái)，平面長(zhǎng)為400mm，寬度為200mm，接口平面凸臺(tái)上邊緣距上端面330mm，平面上均布3行4列共12個(gè)m20螺紋孔，行距75mm，列距100mm，有效深度為30mm。

參見(jiàn)圖4，c3承力筒組件為圓筒形結(jié)構(gòu)，高度為3000mm，筒體壁厚為20mm，筒體外徑為φ2332。上下法蘭翻邊內(nèi)徑均為φ1900，外徑均為φ2480，厚度均為30mm。上下端面接口均為64個(gè)φ18通孔，通孔中心的分布直徑為φ2400，上下法蘭連接孔位對(duì)應(yīng)。筒體與上下法蘭間均布有32個(gè)直角三角形加強(qiáng)筋，垂邊長(zhǎng)度為100mm，橫邊長(zhǎng)度為74mm，加強(qiáng)筋厚度20mm，上下法蘭加強(qiáng)筋位置對(duì)應(yīng)。筒壁外側(cè)均布設(shè)有4處a擴(kuò)展配重接口，接口形式為凸出于承力筒側(cè)壁的平面凸臺(tái)，平面長(zhǎng)為400mm，寬度為200mm，接口平面凸臺(tái)上邊緣距上端面330mm，平面上均布3行4列共12個(gè)m20螺紋孔，行距75mm，列距100mm，有效深度為30mm。上法蘭設(shè)有b擴(kuò)展配重接口，形式為64個(gè)m16螺紋孔，孔中心分布直徑為φ2000，與上法蘭連接孔徑向?qū)?yīng)。

參見(jiàn)圖5，c5的筒體壁厚為15mm，其余外形尺寸與c4相同。

參見(jiàn)圖6，z1轉(zhuǎn)接組件為圓環(huán)板結(jié)構(gòu)，板厚度為35mm。內(nèi)外徑分別為φ3010和φ4140，設(shè)有144個(gè)φ12通孔，孔中心分布直徑為φ4100，從正象限起始；64個(gè)φ18通孔，孔中心分布直徑為φ3060，從正象限起始；48個(gè)m16螺紋孔，孔中心分布直徑為φ3880，從正象限偏7.5°起始。

參見(jiàn)圖7，z2轉(zhuǎn)接組件為圓環(huán)板結(jié)構(gòu)，板厚度為35mm。內(nèi)外徑分別為φ1960和φ2700，設(shè)有120個(gè)φ12通孔，孔中心分布直徑為φ2660，從正象限偏3°起始；48個(gè)φ20通孔，孔中心分布直徑為φ2600，從正象限偏7.5°起始；64個(gè)m16螺紋孔，孔中心分布直徑為φ2400，從正象限起始。

參見(jiàn)圖8，z3轉(zhuǎn)接組件為圓盤結(jié)構(gòu)，外徑為φ2480，φ1880范圍以外的厚度為25mm，φ1880范圍以內(nèi)的厚度為70mm。上設(shè)有32個(gè)m16螺紋孔，孔中心分布直徑為φ2000，從正象限起始；64個(gè)φ18通孔，孔中心分布直徑為φ2400，從正象限起始。

參見(jiàn)圖9，z4轉(zhuǎn)接組件為圓環(huán)板結(jié)構(gòu)，外徑為φ2480，內(nèi)徑為φ1900，φ2315范圍以外的厚度為30mm，φ2315范圍以內(nèi)的厚度為65mm。上設(shè)有32個(gè)φ18通孔，孔中心分布直徑為φ2000，從正象限起始；64個(gè)φ18通孔，孔中心分布直徑為φ2400，從正象限起始。

參見(jiàn)圖10，z5轉(zhuǎn)接組件為錐筒形結(jié)構(gòu)，高度為848mm，錐段壁厚為25mm，兩端開(kāi)放并設(shè)有法蘭翻邊，上法蘭內(nèi)徑為φ2460，上法蘭外徑為φ2700，厚度為25mm。上端面設(shè)有48個(gè)m18螺紋孔，孔中心分布直徑為φ2600，從正象限偏7.5°起始。錐筒錐筒下法蘭內(nèi)徑為φ3830，下法蘭外徑為φ3960，厚度為25mm。下端面設(shè)有48個(gè)φ20通孔，孔中心分布直徑為φ3880，從正象限偏7.5°起始。錐殼體上下法蘭間焊有滿筋，筋厚度20mm，從正象限起始。

參見(jiàn)圖11和圖12，分別顯示了本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置各組件組合體的正視圖和剖面圖。組裝順序由下至上依次為：將c2下端面與c1下法蘭上表面連接，將z1下端面與c1和c2連接，將z5下端面與z1上端面連接，將z2下端面與z5上端面連接，再依次安裝c3、c4、c5，最后將z3和z4置于c5上端面進(jìn)行連接。裝置組裝后，總高度為11.22m，總重量為27噸，質(zhì)心高度為6m。

圖3、圖4及圖5中的編號(hào)a位置為配重的安裝接口，用于調(diào)節(jié)水平向質(zhì)心；圖4及圖5中的編號(hào)b位置為配重安裝接口，用于調(diào)節(jié)垂直向質(zhì)心。

參見(jiàn)圖13，顯示了c1與c2組件的組合連接剖面圖，c2安裝在c1內(nèi)，c2下端面與c1下法蘭的上表面連接。

參見(jiàn)圖14，顯示了c1、c2、z1及z5組件的組合連接剖面圖，c2和c1的上端面與z1下端面連接，z1上端面與z5下端面連接。

參見(jiàn)圖15，顯示了z5、z2及c3組件的組合連接剖面圖，z5上端面與z2下端面連接，z2上端面與c3下端面連接。

參見(jiàn)圖16，顯示了c3和c4組件的組合連接剖面圖，c3上端面與c4下端面連接。

參見(jiàn)圖17，顯示了c4和c5組件的組合連接剖面圖，c4上端面與c5下端面連接。

參見(jiàn)圖18，顯示了c5、z3及z4組件的組合連接剖面圖，c5上端面與z3下端面連接，z3上端面與z4下端面連接。

本發(fā)明大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置中的c3、c4、c5承力筒組件可單獨(dú)使用，也可通過(guò)轉(zhuǎn)接組件進(jìn)行拼接，實(shí)現(xiàn)質(zhì)心和重量的可調(diào)功能。大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置在使用時(shí)可與振動(dòng)臺(tái)或與振動(dòng)工裝直接連接，根據(jù)振動(dòng)臺(tái)定頻正弦試驗(yàn)量級(jí)與抗傾覆力矩檢測(cè)裝置質(zhì)心位置的乘積得出振動(dòng)臺(tái)的傾覆力矩。

綜上所述，大型振動(dòng)臺(tái)抗傾覆力矩檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，組裝靈活。同時(shí)，該裝置具有強(qiáng)度高，可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)豐富等特點(diǎn)。

盡管上文對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式給予了詳細(xì)描述和說(shuō)明，但是應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書(shū)及附圖所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。