单体隔振器三向刚度测试工装的制作方法

1.本发明涉及隔振器刚度测试设备领域，尤其是一种单体隔振器三向刚度测试工装。


背景技术：

2.在军事领域运用的隔振器一般是金属类型的隔振器，这是因为金属隔振器具有高可靠性、高寿命的特点。
3.常用的隔振器三向刚度测试工装在使用时，将四个相同的隔振器均布在负载的底部，通过计算衰减的平均值来估算隔振器的刚度，这使得隔振器的实际刚度与测量刚度存在一定误差；而单体隔振器的三向刚度测试需要考虑垂向刚度测试和水平刚度测试时的双向运动干涉的风险。垂向刚度测试时，若没有水平限制，隔振器存在水平方向的运动或运动趋势；水平刚度测试时，若没有垂向限制，隔振器存在垂向的运动或运动趋势；这些运动或运动趋势都会影响隔振器刚度测试的准确性。
4.目前还没有能够避免双向运动干涉的单体隔振器三向刚度测试工装。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种单体隔振器三向刚度测试工装，实现单体隔振器的三向刚度测试，避免双向运动干涉，单体隔振器刚度测试结果更准确。本发明采用的技术方案是：一种单体隔振器三向刚度测试工装，包括底板，所述底板用于连接刚度测试装置；支撑架，所述支撑架架设在底板顶部；隔振器，所述隔振器与底板螺栓连接，且隔振器沿竖直方向延伸；负载，所述负载与隔振器同轴布置，所述负载的一端可拆卸连接于隔振器，所述负载的另一端能够贯穿支撑架；以及防干涉组件，包括螺纹杆、第一杆端关节轴承、第二杆端关节轴承；所述螺纹杆沿竖直方向延伸；所述第一杆端关节轴承的轴承端套设于螺纹杆，且所述第一杆端关节轴承的杆端与负载螺纹连接；所述第二杆端关节轴承的轴承端套设于螺纹杆，且所述第二杆端关节轴承的杆端与支撑架螺纹连接，所述第一杆端关节轴承和第二杆端关节轴承均为螺纹杆提供水平方向的自由度；所述螺纹杆上螺纹连接有两个第一螺母，两个所述第一螺母设置在第一杆端关节轴承的轴承端的上下两端；所述螺纹杆上螺纹连接有两个第二螺母，两个所述第二螺母设置在第二杆端关节轴承的轴承端的上下两端；所述第一杆端关节轴承和第二杆端关节轴承分别沿水平方向延伸。
6.进一步地，所述负载包括下安装板、自由负载、上安装板和光轴；所述下安装板与隔振器通过第一螺栓相连接，所述上安装板平行设置在下安装板的上侧，所述光轴一端连接于上安装板，所述光轴另一端贯穿支撑架并能够沿竖直方向运动，所述光轴能够与支撑架通过定位销固定连接；所述自由负载可拆卸设置在下安装板和上安装板之间；所述自由负载能够与下安装板通过第二螺栓相连接，所述自由负载能够与上安装板通过第三螺栓连接；所述上安装板能够与下安装板通过第三螺栓相连接；所述第一杆端关节轴承的杆端与下安装板螺纹连接。
7.进一步地，所述下安装板上设有螺纹通孔，所述螺纹通孔的轴线与隔振器的轴线重合，用于安装第一螺栓。
8.进一步地，所述自由负载包括至少一个质量块，所述质量块能够能够与下安装板通过第二螺栓相连接，所述质量块能够与上安装板通过第三螺栓相连接；当质量块的数量为两个或两个以上时，两个或两个以上所述质量块叠放布置，两个相邻的所述质量块之间分别通过第二螺栓相连接。
9.进一步地，所述质量块上设有隐藏空间、两个沉头孔和两个螺纹孔；所述隐藏空间的轴线与隔振器的轴线重合，用于隐藏第一螺栓；所述沉头孔自上而下开设；所述螺纹孔自上而下开设，所述螺纹孔的孔径与沉头孔的小孔径相等；当质量块的数量n≥2时，所述第二螺栓贯穿第n个质量块上的沉头孔与第n-1个质量块上的螺纹孔螺纹连接时，相邻两质量块固定连接。
10.进一步地，所述下安装板上设有两个下螺纹孔，当第二螺栓贯穿沉头孔与下螺纹孔螺纹连接时，实现质量块与下安装板的固定连接。
11.进一步地，所述上安装板上设有两个上定位孔，两个所述上定位孔分别与两个螺纹孔对应，当第三螺栓贯穿上定位孔与螺纹孔螺纹连接时，所述上安装板与质量块固定连接。
12.进一步地，所述支撑架上设有轴套，所述光轴贯穿轴套；所述轴套和光轴上分别设有对应的销孔，所述销孔内能够插入定位销，以固定光轴的位置。
13.进一步地，所述支撑架包括两个侧支撑板和一个上支撑板，所述上支撑板平行设置在底板上侧，两个所述侧支撑板位于上支撑板两端；任一所述侧支撑板的一端连接于底板，任一所述侧支撑板的另一端连接于上支撑板，所述光轴贯穿于上支撑板。
14.本发明的优点：1、本技术采用负载贯穿支撑架的方式限制垂向刚度测试时隔振器的水平运动，防干涉组件安装后限制水平刚度测试时隔振器的垂向运动，从而避免双向运动干涉的风险，提高单自由度刚度测试时的稳定性，提高单体隔振器的测试精度，测试结果更准确；2、在垂向刚度测试时不需要防干涉组件，此时只需要旋转第一螺母、第二螺母，分离螺纹杆和第一杆端关节轴承即可，无需将整个防干涉组件卸下，操作更快速；3、第一杆端关节轴承和第二杆端关节轴承能够在水平方向为螺纹杆提供一定自由度，满足水平方向刚度测试时的位移要求；
4、负载由初始负载和至少一个质量块组合而成，能够根据不同的需求更换负载重量，质量块与质量块之间、质量块与负载之间的连接方式通用，方便加工也方便连接固定。
附图说明
15.图1为本发明的结构图。
16.图2为本发明的主视图。
17.图3为图2中沿d-d线的剖视图。
18.图4为图2中沿e-e线的剖视图。
19.图5为本发明负载的爆炸图。
20.图6为本发明中质量块的俯视图。
21.图7为图6中沿a-a线的剖视图。
22.图8为图6中沿b-b线的剖视图。
23.图中：1-底板，2-支撑架，3-隔振器，4-螺纹杆，5-第一杆端关节轴承，6-第一螺母，7-第二杆端关节轴承，8-第二螺母，9-下安装板，10-质量块，11-上安装板，12-光轴，13-第一螺栓，14-第二螺栓，15-第三螺栓，16-轴套，17、定位销， 201-侧支撑板，202-上支撑板，2011-加强部，901-下螺纹孔，1001-隐藏空间，1002-沉头孔，1003-螺纹孔。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.请参阅附图1-4，本发明提供一种单体隔振器三向刚度测试工装，包括底板1、支撑架2、隔振器3、负载和防干涉组件；所述底板1用于连接刚度测试装置，刚度测试装置通过给底板1垂向或水平激励，实现激励输入；所述支撑架2架设在底板1顶部，支撑架2与底板1固定连接，为负载提供垂向限制载体和水平方向限制载体；所述隔振器3与底板1螺栓连接，且隔振器3沿竖直方向延伸；本技术竖直方向即为隔振器3刚度测试中的垂向；所述负载与隔振器3同轴布置，同轴布置使得隔振器3均匀受力，避免受力偏差影响测试结果；所述负载的一端可拆卸连接于隔振器3，所述负载的另一端能够贯穿支撑架2，在做隔振器3垂向刚度测试时，在负载一端贯穿支撑架2的限制作用下，隔振器3不会产生水平方向的运动，避免水平方向运动干涉对垂向刚度测试产生影响；防干涉组件可拆卸连接于支撑架2和负载之间，用于固定负载和支撑架2在竖直方向上的距离，从而在水平方向刚度测试时，限制隔振器3在竖直方向上的运动，避免竖直方向运动干涉对水平刚度测试产生影响。
26.在本技术中，防干涉组件包括螺纹杆4、第一杆端关节轴承5、第二杆端关节轴承7；所述螺纹杆4沿竖直方向延伸；所述第一杆端关节轴承5的轴承端套设于螺纹杆4，且所述第一杆端关节轴承5的杆端与负载螺纹连接；所述第二杆端关节轴承7的轴承端套设于螺纹杆4，且所述第二杆端关节轴承7的杆端与支撑架2螺纹连接，所述第一杆端关节轴承5和第二杆端关节轴承7均为螺纹杆4提供水平方向的自由度；所述螺纹杆4上螺纹连接有两个第一螺母6，两个所述第一螺母6设置在第一杆端关节轴承5的轴承端的上下两端；所述螺纹杆4上螺纹连接有两个第二螺母8，两个所述第二螺母8设置在第二杆端关节轴承7的轴承端的
上下两端。
27.具体地，第一杆端关节轴承5轴承端的孔径与第二杆端关节轴承7轴承端的孔径均大于螺纹杆4的直径，满足水平方向刚度测试时的位移要求，但不影响竖直方向上的位移限制。
28.所述第一杆端关节轴承5和第二杆端关节轴承7分别沿水平方向延伸；两个第一螺母6固定螺纹杆4与第一杆端关节轴承5的相对位置，两个第二螺母8固定螺纹杆4与第二杆端关节轴承7的相对位置，从而固定支撑架2与负载在竖直方向的相对位置，在垂向刚度测试时，只需要拧下位于第一杆端关节轴承5下侧的第一螺母6，然后将第一杆端关节轴承5上侧的第一螺母6和第二杆端关节轴承7下侧的第二螺母8相向转动，然后将螺纹杆4向上抽出第一杆端关节轴承5的轴承端，即可解除负载与支撑架2在竖直方向的限制。
29.请参阅附图5，在本技术中，所述负载包括下安装板9、自由负载、上安装板11和光轴12；所述下安装板9与隔振器3通过第一螺栓13相连接，所述上安装板11平行设置在下安装板9的上侧，所述光轴12一端连接于上安装板11，所述光轴12另一端贯穿支撑架2并能够沿竖直方向运动，所述光轴12能够与支撑架2通过定位销17固定连接；所述自由负载可拆卸设置在下安装板9和上安装板11之间；所述自由负载能够与下安装板9通过第二螺栓14相连接，所述自由负载能够与上安装板11通过第三螺栓15连接；所述上安装板11能够与下安装板9通过第三螺栓15相连接；所述第一杆端关节轴承5的杆端与下安装板9螺纹连接。
30.本技术中第一螺栓13、第二螺栓14、第三螺栓15规格相同，继而零件通用性好。
31.当做垂向刚度测试时，初始负载为下安装板9、上安装板11和光轴12的重量，叠加的重量为自由负载的重量，将两个速度-位移传感器分别设置在底板1和上安装板11上，通过两个速度-位移传感器传递的数据计算隔振器3的衰减效果，继而测试隔振器3的垂向刚度；当做水平方向刚度测试时，初始负载为下安装板9的重量，叠加的重量为自由负载的重量，将两个速度-位移传感器分别设置在底板1和下安装板9上，通过两个速度-位移传感器传递的数据计算隔振器3的衰减效果，继而测试隔振器3的水平方向的刚度；在一些实施例中，为了进一步提高测试的准确性，可以在隔振器3的表面增加一个传感器。
32.在一些实施例中，所述下安装板9上设置有与第一杆端关节轴承5的杆端螺接的下安装板螺纹孔，所述支撑架2上设置有与第二杆端关节轴承7的杆端螺接的上安装板螺纹孔。
33.为了实现下安装板9与隔振器3的固定连接且保证两者的轴线重合，所述下安装板9上设有螺纹通孔，所述螺纹通孔的轴线与隔振器3的轴线重合，用于安装第一螺栓13。
34.请参阅附图6-8，为了能够调节负载的重量，使负载重量呈阶梯式增加或减小，所述自由负载包括至少一个质量块10，所述质量块10能够与下安装板9通过第二螺栓14相连接，所述质量块10能够与上安装板11通过第三螺栓15相连接；当质量块10的数量为两个或两个以上时，两个或两个以上所述质量块10叠放布置，两个相邻的所述质量块10之间分别通过第二螺栓14相连接。
35.在一些实施例中，质量块10的重量与上安装板9和光轴12的重量之和相等，故在同等重量下做垂向刚度测试和水平刚度测试中，水平刚度测试使用的质量块10的数量比垂向
刚度测试使用的质量块10的数量多1个，方便负载的重量计算，降低测试难度。
36.在本技术中，所述质量块10上设有隐藏空间1001、两个沉头孔1002和两个螺纹孔1003；所述隐藏空间1001的轴线与隔振器3的轴线重合，用于隐藏第一螺栓13；所述沉头孔1002自上而下开设；所述螺纹孔1003自上而下开设，所述螺纹孔1003的孔径与沉头孔1002的小孔径相等；当质量块10的数量n≥2时，所述第二螺栓14贯穿第n个质量块10上的沉头孔1002与第n-1个质量块10上的螺纹孔1003螺纹连接时，相邻两质量块10固定连接；沉头孔1002能够隐藏第二螺栓14的头部，使得两个相邻的质量块10的端面完全贴合，提高连接稳定性。
37.在一些实施例中，螺纹孔1003可以选择加工成通孔，也可以选择加工成盲孔。
38.在另一些实施例中，质量块10的上下表面边沿处均加工倒角，使质量块10边缘光滑，提高质量块取放时的操作安全性，避免毛刺伤人。
39.在其他实施例中，质量块10为圆盘状，其轴线与隔振器3轴线重合，通过设置特定的质量块10的形状，使得质量块10的重量作用在隔振器3的中心，防止负载对隔振器3的偏心作用导致刚度测试结果出现误差。
40.在本技术中，所述下安装板9上设有两个下螺纹孔901，当第二螺栓14贯穿沉头孔1002与下螺纹孔901螺纹连接时，实现质量块10与下安装板9的固定连接。
41.在本技术中，所述上安装板11上设有两个上定位孔1101，两个所述上定位孔1101分别与两个螺纹孔1003对应，当第三螺栓15贯穿上定位孔1101与螺纹孔1003螺纹连接时，所述上安装板11与质量块10固定连接。
42.在一些实施例中，两个所述沉头孔1002的轴线之间的连线为第一直线，两个所述螺纹孔1003的轴线之间的连线为第二直线，第一直线与第二直线互相垂直，且所述隐藏空间1001位于第一直线和第二直线的相交处；这使得第一连线和第二连线逐层交替，且相对于隐藏空间1001对称，既分散了连接点，又保证连接的稳定性，还节省了打孔数量。
43.请参阅附图1和3，为了进一步提高光轴12在竖直方向上的运动平顺性，所述支撑架2上设有轴套16，所述光轴12贯穿轴套16；为了方便定位销17的布置，所述轴套16和光轴12上分别设有对应的销孔，所述销孔内能够插入定位销17，以固定光轴12的位置。
44.作为本技术的实施例，定位销17也可以换做螺栓等其他常用定位件。
45.请参阅附图1，在本技术中，所述支撑架2包括两个侧支撑板201和一个上支撑板202，所述上支撑板202平行设置在底板1上侧，两个所述侧支撑板201位于上支撑板202两端；任一所述侧支撑板201的一端连接于底板1，任一所述侧支撑板201的另一端连接于上支撑板202，所述光轴12贯穿于上支撑板202。
46.具体地，轴套16与上支撑板202螺纹连接。
47.为了提高支撑架2的支撑强度，所述侧支撑板201上远离负载的一侧设置有加强部2011。
48.在一个实施例中，底板1顶面的左右两侧分别设置有下定位台阶，所述侧支撑板201与下定位台阶的侧壁抵接，方便底板1与侧支撑板201的快速定位，提高底板1与支撑架2的结构稳定性。
49.在另一个实施例中，上支撑板202底部的左右两侧分别设置有上定位台阶，所述侧
支撑板201的顶部与上定位台阶的侧壁抵接，方便侧支撑板201与上支撑板202的快速定位，提高支撑架2的结构稳定性。
50.在其他实施例中，上安装板11和下安装板9的结构相同，且下安装板9上设置有容纳第一杆端关节轴承5的豁口。
51.本技术的使用过程如下：垂向刚度测试：将下安装板9与隔振器3固定连接；将定位销17取下，使光轴12和上安装板11下滑，并连接上安装板11和下安装板9，拆卸防干涉组件，使其不参与隔振器3的垂向刚度测试过程，下安装板9能够相对于支撑架2在竖直方向上振动，光轴12与轴套16的相对滑动避免负载和隔振器3出现水平方向上的振动；下安装板9、上安装板11和光轴12组成隔振器3垂向刚度测试时的初始负载；在底板1和上安装板11上分别放置速度-位移传感器，连接测试设备，测试设备给底板1竖直方向的激励，通过两个速度-位移传感器传递信息至测试设备，完成初次垂向刚度测试；接着根据测试需要，逐步增加质量块10的数量至下安装板9和上安装板11之间，重复测试过程。
52.水平刚度测试：抬升上安装板9和光轴12，并用定位销17固定上安装板9和光轴12的位置，使其不参与隔振器水平刚度测试过程；安装防干涉组件，使下安装板9与支撑架2在竖直方向上的位置相互固定，避免隔振器3出现竖直方向上的振动；下安装板9为隔振器3垂向刚度测试时的初始负载；在底板1和下安装板9上分别放置速度-位移传感器，连接测试侧背，测试设备给底板1第一个水平方向的激励，通过两个速度-位移传感器传递信息至测试设备，完成初次水平刚度测试；由于第一杆端关节轴承5的轴承端和第二杆端关节轴承7均为螺纹杆4提供水平方向的自由度，故螺纹杆4不限制下安装板9的水平振动；接着根据测试需要，逐步增加质量块10的数量至下安装板9上，重复测试水平刚度；将测试工装整体水平旋转90
°
，测试设备的水平激励方向不变，即可实现第二个水平方向上的刚度测试，从而完成完整的隔振器3的三向刚度测试过程。
53.综上所述，本技术实现单体隔振器的三向刚度测试功能，避免垂向测试和水平测试互相干涉，提高单体隔振器刚度测试的准确性。
54.最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。