一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统的制作方法

1.本发明涉及材料力学性能测试领域，主要涉及缓冲材料的振动传递特性测试，特别涉及到用于缓冲材料振动传递测试的一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统。


背景技术：

2.缓冲包装材料的振动传递特性是运输包装防护要求的重要性能之一，通过振动传递特性实验得到系统的传递率，即系统在稳态强迫振动中的响应幅度与激励幅度的无量纲比值。包装材料的振动传递特性测试系统则由缓冲材料和质量块组成，测试时分别在振动台和质量块上安装加速度传感器，记录系统随频率变化的激励和响应加速度，通过不同频率下响应加速度与激励加速度的比值得到系统的传递率与频率关系曲线，即系统的振动传递特性。通过传递率与频率关系曲线可以确定系统的共振频率、系统在不同频率下的振动传递率数值以及确定材料的阻尼参数。
3.文献一(zl201921951843.4一种台面重力式缓冲材料振动传递性试验固定装置cn211061475u)发明了一种固定装置，该装置采用在振动台台面安装支架固定装置，质量块系统与支架之间进行线性滑动导向配合，虽然该专利具有直接测试得到缓冲材料本身的缓冲特性数据的优点，但该专利中未给出质量系统如何实现快速的重量调整，而振动传递特性测试过程中，质量系统的调整是非常重要的一个方面。
4.文献二(zl201320302164.0缓冲材料振动传递性试验可调式质量块cn203241401u)针对包装用缓冲材料振动传递特性测试采用整块式质量块制作成本高及使用不便的不足，以及astm标准中盒式可调质量块紧固操作的不便，根据质量块在工作时仅仅上下两个面与缓冲材料全面接触，其他四个面不会与材料接触对测试没有影响的特点，设计了一种非盒式结构的可调式质量块。该可调式质量块可根据安装质量调节块的材质和数量的不同调节质量块的质量。但该质量块系统在组合过程中需要反复的拆卸螺栓以及螺母，组合效率较低，操作不方便。而且该质量块系统由于无固定装置，无法应用于文献一的装置中。
5.文献三(gb/t 8169
‑
2008)，缓冲材料振动传递特性测试过程中，要保证振动过程中质量块与缓冲材料的完全接触受力，必须要求质量块与缓冲材料在水平方向上不能发生移动，而该标准采用的缓冲材料和质量块同为方型结构，为了防止质量块发生水平方向的移动和转动，该标准附录固定装置采用了四周加带胶圈的横挡杆进行限位。在测试过程中固定装置完全依托胶圈阻挡质量块的横向移动，由于胶圈的弹性使得质量块与缓冲材料之间达不到完全的接触，影响缓冲测试的准确性。
6.缓冲材料振动传递特性测试过程中,要求质量块必须为刚性结构，同时重心位于竖直中心线上，即如果质量块为组合结构，组合结构之间必须准确对齐，同时完全紧固在一起，否则会影响测试的准确性。


技术实现要素：

7.针对缓冲材料振动传递特性测试所需质量系统存在整块式质量块制作成本高及使用不便、组合式质量系统需要反复拆卸螺栓以及螺母组合效率较低的不足，同时不带有导向装置以及质量系统水平方向限位功能的不足，本发明开发了带有导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统，配合台面固定装置进行缓冲材料的振动传递特性测试。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统，底面为正方形结构，采用砝码式组合和强磁铁快速对齐锁紧，顶部带有导向装置，包含底板组件(1)、砝码式质量块(2)、顶板组合(3)、导板组合(4)和导杆连接板(5)；底板组件(1)、砝码式质量块(2)和顶板组合(3)主体为铁质材料；砝码式质量块(2)和顶板组合(3)底面带有强磁铁，依靠强磁铁的磁吸力，砝码式质量块(2)和顶板组合(3)依次与底板组件(1)组合在一起；底板组件(1)、砝码式质量块(2)和顶板组合(3)磁吸组合后形成分离孔(6)，利用分离孔(6)实现结构间分离；导板组合(4)和导杆连接板(5)依次固定于顶板组合(3)上。
9.本发明的有益效果是：1)相对于组合式质量块，本发明方形质量系统质量调整时不需要将压紧螺母完全拆卸并重装，质量块间的组合依靠强磁铁，可保证质量系统磁吸后质量系统的稳定性，分解依靠圆杆插入，定位依靠强磁铁与磁铁配合圆孔的配合，连接和分解快速简单，操作方便；2)方形质量系统带有四杆导向装置，与振动传递固定装置相配合后，使得质量系统只能在竖直方向运动，防止质量系统在振动过程中发生水平方向移动和转动，保证测试的准确性。
附图说明
10.图1为本发明一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统组装图。
11.图2为图1的分解组合结构示意图。
12.图3为图1的分解组合结构示意图。
13.图4是图2中底板组件(1)的结构图。
14.图5是图2中砝码式质量块(2)的正面结构图。
15.图6是图2中砝码式质量块(2)的反面结构图。
16.图7是图2中顶板组合(3)的分解图。
17.图8是图7中方形顶板(31)的结构图。
18.图9是图2中导板组合(4)的分解图。
19.图10是本发明一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统(43)与固定装置组合应用结构图。
20.图中：1.底板组件，2.砝码式质量块，3.顶板组合，4.导板组合，5.导杆连接板，6.分离孔，11.方形底板，12.圆形强磁铁，13.半圆分离槽，21.方形砝码板，23.磁铁配合圆孔，31.方形顶板，32.圆螺母，33.导向杆，35.导向杆固定螺孔，36.传感器固定孔，41.振动台台面，42.缓冲材料，43.一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统，44.固定支架，45.响应传感器，46.激励传感器，71.导板，711.导向孔，712.导板固定孔，72.线性轴承。
具体实施方式
21.参照附图1、附图2和附图3，一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统，底面为正方形结构，采用砝码式组合和强磁铁快速对齐锁紧，顶部带有导向装置，包含底板组件(1)、砝码式质量块(2)、顶板组合(3)、导板组合(4)和导杆连接板(5)；底板组件(1)、砝码式质量块(2)和顶板组合(3)主体为铁质材料；砝码式质量块(2)和顶板组合(3)底面带有强磁铁，依靠强磁铁的磁吸力，砝码式质量块(2)和顶板组合(3)依次与底板组件(1)组合在一起；底板组件(1)、砝码式质量块(2)和顶板组合(3)磁吸组合后形成分离孔(6)，利用分离孔(6)实现结构间分离；导板组合(4)和导杆连接板(5)依次固定于顶板组合(3)上。
22.参照附图1、附图2和附图3，底板组件(1)、砝码式质量块(2)、顶板组合(3)、导板组合(4)、导杆连接板(5)整体为正方形结构。
23.参照附图4，底板组件(1)由方形底板(11)和六枚圆形强磁铁(12)组成，其中四枚圆形强磁铁(12)位于方形底板(11)上表面的四个角部，两枚圆形强磁铁(12)位于方形底板(11)上表面的中间部位；方形底板(11)下表面为完整平面，上表面带有两条对称的半圆分离槽(13)。
24.参照附图5和附图6，砝码式质量块(2)由方形砝码板(21)和六枚圆形强磁铁(12)组成，其中四枚圆形强磁铁(12)位于方形砝码板(21)上表面的四个角部，两枚圆形强磁铁(12)位于方形砝码板(21)上表面的中间部位；在方形砝码板(21)下表面与上表面装有六枚圆形强磁铁(12)相对应的位置，有六个磁铁配合圆孔(23)；方形砝码板(21)下表面和上表面各带有两条对称的半圆分离槽(13)。
25.参照附图7和附图8，顶板组合(3)带有四根均布导向杆(33)，由方形顶板(31)、四个圆螺母(32)和四个导向杆(33)组成；在方形顶板(31)底面带有六个磁铁配合圆孔(23)、两条对称的半圆分离槽(13)、四个导向杆固定螺孔(35)和传感器固定孔(36)，其中：四个磁铁配合圆孔(23)位于方形顶板(31)的四个角部，两个磁铁配合圆孔(23)位于方形顶板(31)的中间部位；两条对称的半圆分离槽(13)位于两个磁铁配合圆孔(23)的两侧；四个导向杆固定螺孔(35)位于两条对称的半圆分离槽(13)的外侧，对称分布；传感器固定孔(36)位于方形顶板(31)底面的正中心。
26.参照附图1、附图4、附图5和附图8，底板组件(1)中方形底板(11)的半圆分离槽(13)、砝码式质量块(2)中方形砝码板(21)的半圆分离槽(13)、顶板组合(3)中方形顶板(31)的半圆分离槽(13)配合组成分离孔(6)，用于底板组件(1)、砝码式质量块(2)和顶板组合(3)之间磁吸后的分离。
27.参照附图9，导板组合(4)带有四只线性轴承(72)，由导板(71)和线性轴承(72)组成，导板(71)四个角部带有导向孔(711)，中心线上带有四个导板固定孔(712)；四个线性轴承(72)固定于导板(71)的导向孔(711)处。
28.参照附图7、附图9和附图1，顶板组合(3)的四个导向杆(33)与导板组合(4)的四个线性轴承(72)滑动配合。
29.参照附图1、附图2和附图3，导杆连接板(5)固定于顶板组合(3)的四个导向杆(33)的顶端。
30.实施例一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统(13)的安装和振动传递特性测试
31.1)上部搭建
32.首先将一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统(43)中顶板组合(3)、导板组合(4)和导杆连接板(5)组成的上部从系统中分开；然后将导杆连接板(5)拆开，把导板组合(4)从系统中取出；再将导板组合(4)导板(71)上导板固定孔(712)用螺栓与固定支架(44)的横梁上部中心固定在一起；再把顶板组合(3)的四个导向杆(33)穿过导板组合(4)的四个线性轴承(72)，最后将导杆连接板(5)固定于顶板组合(3)的四个导向杆(33)顶端，一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统(43)的上部搭建完成。
33.2)下部搭建
34.将缓冲材料(42)放置于振动台台面(41)的中心，然后将不带有一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统(43)上部的下部放置于缓冲材料(42)的正上方，选择一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统(13)中砝码式质量块(2)的数量组成所需的质量系统，组合过程中砝码式质量块(2)与底板组件(1)及砝码式质量块(2)之间依靠圆形强磁铁(12)和磁铁配合圆孔(23)实现定位磁吸锁紧。
35.3)上下部组合
36.将搭建完成上部的顶板组合(3)置于下部组合上并对齐，利用圆形强磁铁(12)和磁铁配合圆孔(23)实现上下部间的对齐定位磁吸锁紧。整个质量系统上下部锁紧成为一个整体。
37.4)振动传递特性测试
38.将响应传感器(45)固定于顶板组合(3)上质量顶板(31)的传感器固定孔(36)处；将激励传感器(46)固定于振动台台面(41)上。
39.启动振动台，一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统(43)与固定装置配合即可只在竖直方向上进行线性运动，通过响应传感器(45)、激励传感器(46)实时记录振动时台面的激励和质量系统的响应数据，从而得到缓冲材料在该质量系统下缓冲振动系统随频率变化的传递特性曲线。
40.5)质量系统的分解和调整
41.当需要拆除或调整质量系统的重量时，将一对圆杆插入一种带导向装置的磁吸式快速组合方形质量系统(43)上部与下部的分离孔(6)中，将上部和下部分离，再将上部顶板组合(3)上移固定；再将砝码式质量块(2)间以及与底板组件(1)间用将一对圆杆插入分离，或者增加砝码式质量块(2)实现质量系统的重量调整。