[发明专利]变频正弦波振动激振装置及正弦波轨迹发生盘设计方法

说明书

一种变频正弦波振动激振装置及正弦波轨迹发生盘设计方法，底盘上一侧设置有电机座，电机座上安装有变频调速电机，变频调速电机的动力输出端与旋转轴一端固定相联，旋转轴上固设有正弦波轨迹发生盘，正弦波轨迹发生盘的几何形状为侧面是正弦波形面的圆柱，底盘上另一侧设置有转轴支撑限位台，旋转轴的另一端安装在转轴支撑限位台上，位于底盘上的支架上固设有限位回型套，限位回型套位于正弦波轨迹发生盘的正上方，限位回型套内安放有激振杆，激振杆与限位回型套间隙配合，激振杆的一端面与正弦波轨迹发生盘侧面接触。

技术领域

本发明属于振动测试技术领域，具体涉及到一种变频正弦波振动激振装置及正弦波轨迹发生盘设计方法。

背景技术

振动是工程中普遍存在，并是航空、航天、通讯、电子、汽车、家电等行业中普遍进行的工程试验。欧美国家在20世纪六七十年代开始研究振动设备和振动控制技术，我国于20世纪八十年代开始研究，但我国振动控制技术远落后欧美国家。我国用于工程试验的高精度振动控制设备（主要是控制技术）主要从美国进口，但实际中这是美国限制出口的，特别是高频和高精度振动控制技术装备的试验设备。

正弦波振动远比基于功率谱密度的随机振动更加严苛，对试验件的损伤更大。但实际工程试验中，常常需要进行正弦波振动或正弦波振动加载，其中关键是要产生正弦波振动激振信号。

不管液压振动还是电磁振动，即使频率100Hz、振幅5mm的正弦波振动，对于我国现有技术，实现起来都是比较困难的、并且造价都在数百万元甚至更高，并且控制精度都很低。机械振动更难实现。

目前国内外的液压或电磁正弦波振动，一般都是选择一个正弦周期16个反馈控制点。一旦超过30Hz，正弦波振动设备造价都会超过百万元，而且要实现较好的振动控制精度，大多是选用欧美进口设备，但进口常常受到限制。因此，迫切需要研制一种成本低具有实际工程应用价值的正弦波振动激振装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种设计合理、操作方便实用、造价低、控制精度高的机械式变频正弦波振动激振装置。本发明还提供了一种正弦波轨迹发生盘设计方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种变频正弦波振动激振装置，底盘上一侧设置有电机座，电机座上安装有变频调速电机，变频调速电机的动力输出端与旋转轴一端固定相联，旋转轴上固设有正弦波轨迹发生盘，正弦波轨迹发生盘的几何形状为侧面是正弦波形面的圆柱，底盘上另一侧设置有转轴支撑限位台，旋转轴的另一端安装在转轴支撑限位台上，位于底盘上的支架上固设有限位回型套，限位回型套位于正弦波轨迹发生盘的正上方，限位回型套内安放有激振杆，激振杆与限位回型套间隙配合（限位回型套内置10mm厚铜套，铜套与激振杆间歇配合0.05mm~0.1mm，并加油脂润滑），激振杆的一端面与正弦波轨迹发生盘侧面接触。

作为一种优选的技术方案，所述的正弦波轨迹发生盘1的端面基圆半径R为500mm～2000mm、正弦波幅值A为0.5mm～100mm，正弦波形个数M为整数，M=1，2，3，…，20，所述的正弦波轨迹发生盘1的厚度为150mm～500mm。

作为一种优选的技术方案，所述的激振杆5的几何形状为与正弦波轨迹发生盘1侧面接触的端面是圆弧面的长方体。

一种正弦波轨迹发生盘设计方法，设计振幅A、M个正弦波形的正弦波轨迹发生盘（M即是正弦波轨迹发生盘1秒钟转一圈的频率，M取正整数），包括以下步骤：

（1）画三个半径分别为R、R+A、R-A的同心圆，A为正弦波振幅；

（2）过圆心画2M条直线与三个同心圆相交，并将三个同心圆等分成4M份，相邻两条直线的夹角是 ；