[发明专利]一种气动式水平冲击台的气动装置

说明书

技术领域

本发明属于航天器动力学试验领域，具体涉及气动式水平冲击台的气动装置。

背景技术

在航天器全任务过程中，需要经历各种类型的力学环境，包括振动、噪声、冲击、加速度等。其中，冲击环境主要是由航天器上各种火工装置在工作的过程中产生的，爆炸冲击环境是航天器所经历的最强烈的动力学环境之一，在产品的鉴定和验收阶段一般都要通过爆炸冲击环境模拟试验手段来完成，以提高产品的可靠性。在GJB1027A发布之后，用冲击响应谱试验模拟爆炸冲击，冲击响应谱试验对设备能力要求较高。目前主要通过两种方式实现，一是由振动控制仪计算得出相应的时域控制曲线控制振动台完成冲击试验，不同的波形可以产生相同的冲击响应谱，但是受到振动台冲击加速度幅值限制，只能进行低幅值冲击响应谱模拟，主要用于低量级(通常500g以下)、频率范围较窄(低于4kHz)的复杂冲击环境模拟，由于瞬态电流比较大，用振动台模拟冲击响应谱，用振动台模拟冲击响应谱容易对功放及台体造成损伤。另一种是机械撞击模拟，传统的机械撞击模拟，通常使用摆锤冲击试验机和跌落冲击试验机，这两种试验装置都受到冲击速度的限制，对于台面小、试验产品较小时能够达到较大的量级，但是对于大台面产品大时能够达到的量级就比较小。

北京强度环境研究所利用一级空气炮的原理设计了垂直气动式爆炸冲击环境模拟装置，利用压缩空气作为动力驱动源，高压气室瞬间释放将弹丸加速，获得一定的速度冲击谐振板，从而使谐振板发生共振产生近似于复杂的衰减振荡波形量级不同的响应，处理成冲击响应谱。该方法的缺陷在于：台面的均匀性不好，冲击响应谱拐点高于2000Hz在，且只能完成几公斤级别产品的冲击试验。

西北工业大学利用气动冲击原理，设计了双向水平冲击台，工作时，机械锁紧装置锁舌伸出，锁紧工作台，然后气缸充气，调节气缸中的压力，释放锁紧装置，气缸和工作台在气体压力作用下在导轨上加速运动，撞击工作台端面的波形发生器，产生相应的冲击波形，该装置主要用来进行半正弦冲击试验，气缸行程较短，也没有储气筒，气缸运动的速度和能量也不是特别大，没有独立的锤体，只是依靠气缸的活塞推杆推动台面。

目前航天器产品的冲击试验量级普遍要求超过1000g，部分产品的冲击试验量级达到了2000g，甚至有些型号产品的冲击试验量级超过3000g，这些需要进行试验的产品有些产品质量较大，接近200kg，对于目前的试验技术条件不能满足试验的需求。为了适应航天器日益发展的需求，避免航天器产品在试验过程中考核不充分，不能充分暴露产品设计和制造缺陷，急需研制一套能够进行航天器分系统基于气动式高量级水平冲击试验系统，研制高量级气动水平冲击试验系统首先要解决的是提供冲击试验所需要的气动装置，该气动装置需要达到满足试验所需的能量，并且安全可靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够为水平式气动台提供动力源的气动装置，用于进行航天器大型部件及分系统结构产品的冲击响应谱环境模拟试验的水平式气动冲击台。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种气动式水平冲击台的气动装置，包括：冲击推板、冲击气缸、气缸支架和储气缸，冲击推板固定在冲击气缸内的活塞杆上，冲击气缸与储气缸相连，冲击气缸和储气缸通过气缸支架固定在冲击台基座上。

进一步地，冲击气缸由活塞杆、轴套、上阀块、活塞垫片、活塞、活塞垫片、下阀座、阀、下阀盖、下阀块、弹簧、阀垫片和相应的密封部件组成。

进一步地，储气缸包括上盖、储气缸筒、套筒和下盖，在上盖上具有与空气压缩机连接的接口，在下盖上具有与冲击气缸连接的阀门。

本发明具有如下的有益效果：

本发明建立了一套能够为水平式气动冲击台提供动力源的气动装置，实现了高量级水平气动冲击台的设计可能，具有以下试验效果。

(1)冲击气缸和储气缸的缸径200mm；

(2)冲击气缸长度900mm；

(3)实现760kg冲击锤体的最大撞击速度达到0.9m/s。

以上几点表明：该装置在实现冲击锤体最大撞击能量方面比摆锤撞击的能量大很多，从而可以实现航天器产品的高量级冲击响应谱模拟试验验证需求。

附图说明

图1为本发明的气动式水平冲击台的气动装置的结构图。

图2为本发明的气动装置的冲击气缸的整体图。

图3为本发明的冲击气缸的上部分结构图。

图4为本发明的冲击气缸的下部分结构图。

图5为本发明的冲击气缸的阀的结构图。