一种冲击系统的制作方法

1.本发明涉及冲击弹射类试验设备领域，具体涉及一种冲击系统。


背景技术：

2.在进行冲击类、弹射类试验时需要通过弹射装置将物体推出，而压缩空气是常用的提供弹射动力的动力源，使用时将空气压缩机等送气设备与弹射气缸连接，通过送气设备带动弹射气缸的活塞滑动，从而带动活塞杆伸出，将弹射气缸的活塞杆作为推杆将物体弹射出。但是当送气设备等设备单位时间内为弹射气缸提供的压缩空气有限，故弹射气缸活塞的冲击能量有限，活塞杆伸出的速度有限，难以满足要求较大弹射速度的情况。
3.后出现了一种设置储气罐的弹射装置，储气罐同时与弹射气缸以及送气设备连通，且储气罐与弹射气缸之间设置阀门，在试验前，先通过送气设备向储气罐内输送压缩空气，使储气罐中的压强增大；试验时，打开阀门，储气罐中的压缩空气快速进入弹射气缸内，使弹射气缸的活塞杆快速向外滑出。上述弹射装置虽然能够提供更大的弹射速度，但是因为需要向储气罐内通入较多压缩空气，储气罐中的压强较大，阀门在压强的作用下容易损坏。
4.其次，因为弹射气缸的活塞在滑动时速度较快，所以还需要在弹射气缸内设置阻尼器对活塞进行缓冲，目前常用的液压阻尼器通常包括弹簧、液压缸筒、盖板和活塞杆，其中液压阻尼器的活塞杆与液压缸筒滑动密封，盖板固定在活塞杆位于液压缸筒外的一端，弹簧两端分别与盖板与液压缸筒相抵；而阻尼缸筒还与外界的油箱或者另外用于储存液压油的腔体连通，以油箱为例，阻尼缸筒与油箱之间连通有提升阀和节流阀组成的阻尼部件。在工作时，弹射气缸的活塞按压在盖板上，并推动盖板滑动，使液压阻尼器的活塞杆向液压缸筒内滑动，增大液压缸筒中的压强，使液压缸筒中的液压油吸收冲击能量后经过阻尼部件流至油箱中储存，实现对弹射气缸的活塞的缓冲。
5.但是液压油缸中的液压油的最大缓冲能量较小，能够吸收的冲击载荷优先，最大能达到的缓冲速度通常为8m/s，在进一步增大弹射气缸活塞的冲击能量时，上述液压阻尼器难以达到更大冲击能量要求的最大缓冲能量和最大缓冲速度。


技术实现要素：

6.本发明意在提供一种冲击系统，在增大冲击能量的同时，通过新的液压阻尼器对弹射气缸的活塞进行缓冲。
7.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种冲击系统，包括弹射单元和液压阻尼器，弹射单元包括弹射气缸、储气罐和送气件，送气件与储气罐连通；弹射气缸内设有弹射腔和进气腔，弹射腔内滑动配合有活塞，活塞将弹射腔分为第一腔室和第二腔室，弹射气缸的内壁设有将进气腔与第二腔室连通的连通口；进气腔与储气罐连通，进气腔内滑动设有开启阀芯，开启阀芯正对连通口并用于封闭连通口，开启阀芯连接有用于推动开启阀芯滑动的推动件；
8.第一腔室内设有推杆，推杆一端与活塞固定、另一端贯穿弹射气缸的侧壁并延伸至弹射气缸的外侧，推杆与弹射气缸侧壁滑动密封；
9.液压阻尼器位于第一腔室内，液压阻尼器包括液压油缸、活塞杆、阻尼部件和蓄能器，液压油缸安装在第一腔室的内壁上，液压油缸内设有内腔，活塞杆一端位于内腔内并与液压油缸滑动密封、另一端朝向活塞；蓄能器内设有蓄能腔，阻尼部件位于蓄能器与内腔之间，且阻尼部件的两端分别与蓄能腔和内腔连通，蓄能腔内储存有缓冲气体。
10.本方案的有益效果为：
11.1.本方案中的开启阀芯与连通口相对，在推动件的作用下，开启阀芯能够封闭连通口，从而在向储气罐中通入压缩气体时，压缩气体不会进入第二腔室内，所以此时不再需要阀门。而与阀门相比，本方案中的开启阀芯的强度更大，能够承受更高的压强而不会损坏，故在试验前，能够向储气罐中通入更多的压缩气体以达到更高的压强，在试验时，为活塞的滑动提供更大的冲击能量，使活塞和推杆更快速的滑出，提高冲击、弹射类试验的试验效果。
12.2.在需要封闭和开启连通口时，通过推动件即可快速带动，操作方便，而且当储气罐和进气腔中的压强进一步增大时，通过推动件将开启阀芯向靠近连通口的一侧推动，增大开启阀芯与连通口周围结构之间的压力即可提高对连通口的封闭效果，故在压强较大的情况下也不会漏气。
13.3.在连通口的直径较大时，同步增大开启阀芯的直径即可对连通口进行封闭，而不需要考虑连通口的尺寸是否能与阀门的规格适应，使得组装、生产更为简单。
14.4.本方案中的活塞杆受到活塞的压力时向内腔中滑动，使内腔中的流体经阻尼部件流入蓄能腔中，因为蓄能腔中储有缓冲气体，故在流体进入后，蓄能腔中的压强增大，且随着进入的流体量的增加，蓄能腔中的油压会进一步增大，而增大的油压会增大流体的最大缓冲能量和最大缓冲速度，最后能够对冲击能量更大的活塞进行缓冲。而且缓冲气体在油压增大后能够被压缩，故在提供较大的油压的情况下，随着缓冲的进行能够在蓄能腔中流出足够流体进入的空间，保证缓冲装置能够起到缓冲作用。
15.5.因为流体进入蓄能腔后会增大蓄能腔内的压强，当活塞复位后，液压缸筒中的活塞杆不再受到活塞的压力，此时蓄能腔中的流体在压强的作用下会自动重新进入弹射气缸内，而不再需要使用外界的如泵等动力件将流体泵送入液压油缸中，操作简单，且能够自动复位。
16.进一步，开启阀芯与推动件之间设有连接组件，连接组件包括十字转接头a和十字转接头b，十字转接头a与推动件连接，开启阀芯远离连通口的一端设有第一导向槽，十字转接头a靠近连通口的一端设有第二导向槽，第一导向槽沿十字转接头b轴向的投影与第二导向槽之间的夹角为小于等于90
°
；十字转接头b的两端均固定有导向块，两个导向块分别位于第一导向槽和第二导向槽内。
17.本方案的有益效果为：本方案中的开启阀芯通过十字转接头a和十字转接头b与推动件连接，在使用时第一导向槽和第二导向槽通过导向块对十字转接头b在x轴和y轴方向进行定位，保证开启阀芯、十字转接头a与推动件之间有较好的同轴度，使得开启阀芯受力均匀，在压强的作用下不会变形。
18.进一步，两个导向块分别与第一导向槽和第二导向槽滑动配合，且导向块远离十
字转接头b一端的宽度大于靠近十字转接头b一端的宽度。
19.本方案的有益效果为：在安装时，将导向块沿第一导向槽和第二导向槽滑动即可快速将开启阀芯、十字转接头b和十字转接头a依次连接。
20.进一步，动件位于进气腔外，开启阀芯远离连通口的一端贯穿进气腔与连通口相对的侧壁并与侧壁滑动密封。
21.本方案的有益效果为：本方案中的推动件的使用不会受到进气腔中的压强的影响，可降低其故障发生率。
22.进一步，开启阀芯沿轴向的截面为t形，开启阀芯上形成环状的限位侧壁，限位侧壁上固定有环形的缓冲垫。
23.本方案的有益效果为：当开启阀芯向远离连通口的一侧滑动时，缓冲垫避免开启阀芯直接与进气腔的内壁接触和碰撞，避免开启阀芯和进气腔的内壁损坏。
24.进一步，进气腔与连通口相对的侧壁与限位侧壁之间设有阀芯套，阀芯套套设在开启阀芯上并与进气腔的内壁可拆卸连接，开启阀芯与阀芯套滑动配合。
25.本方案的有益效果为：阀芯套能够对开启阀芯的滑动起到导向的作用，避免开启阀芯歪斜。
26.进一步，蓄能腔和内腔中的至少一个连通有进液件，进液件用于向与之连通的蓄能腔或内腔中通入流体。
27.本方案的有益效果为：当弹射气缸的活塞的冲击能量进一步增大时，可通过进液件向蓄能腔或液压油缸中再通入流体，以进一步提高蓄能腔内的油压，使得其最大缓冲能量和最大缓冲速度进一步增大，故本方案中的缓冲装置的缓冲效果能够进行调整，以满足不同的冲击能量的要求。
28.进一步，蓄能腔中储有流体，流体的体积小于蓄能腔的容积。
29.本方案的有益效果为：在液压油缸中的活塞杆不再受到压力，使得从液压油缸中流入蓄能腔中的液压油反向流入液压油缸时，因为蓄能腔一直储有液压油，使得蓄能腔中的缓冲气体集中在蓄能腔中的液压油的上方，而不会进入液压油缸中。
30.进一步，弹射气缸和推杆均设有至少两个，且所有的弹射气缸和推杆沿周向间隔分布。
31.本方案的有益效果为：两个推杆远离活塞的一端均贯穿弹射气缸的端部，在活塞和推杆滑动的过程中，两个推杆能够对活塞进行导向，避免活塞发生转动。而两个弹射气缸内均滑动密封有活塞杆，且弹射气缸的内腔中储有流体，两个弹射气缸能够更好的对活塞进行缓冲。
32.进一步，缓冲气体为氮气或惰性气体。
33.本方案的有益效果为：当液压油缸中的流体进入蓄能腔中后会增大蓄能腔中的压强，本方案中的缓冲气体较为稳定，在压强增大后也不会发生反应，提高使用的安全性。
附图说明
34.图1为本发明实施例中弹射单元的正视竖向剖视图；
35.图2为图1中a处的放大图；
36.图3图2中开启阀芯的立体图；
37.图4为图1中液压油缸和推杆的立体图；
38.图5为本发明实施例中液压阻尼器的连通示意图；
39.图6为图4中液压油缸的竖向剖视图；
40.图7为图6中b处的放大图；
41.图8为图5中阻尼部件的结构示意图。
具体实施方式
42.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
43.说明书附图中的附图标记包括：弹射气缸1、第一腔室11、第二腔室12、进气腔13、气缸端盖中14、连通口15、活塞16、推杆17、储气罐2、开口21、开启阀芯3、限位侧壁31、缓冲垫32、阀芯套33、第一导向槽34、推动件4、十字转接头b41、十字转接头a42、固定套43、导向块44、第二导向槽45、液压油缸5、排液通道51、内腔52、活塞杆6、盖板61、弹簧62、蓄能器7、蓄能腔71、阻尼部件8、进液件9。
44.实施例1
45.一种冲击系统，如图1、图2、图3和图5所示，包括弹射单元和液压阻尼器，弹射单元包括弹射气缸1、储气罐2和送气件(图中未画出)，弹射气缸1内设有空腔，空腔右部设有气缸端盖中14，气缸端盖中14右侧的空间形成进气腔13；气缸端盖中14左侧滑动密封有活塞16，活塞16左侧的空间为第一腔室11，活塞16与气缸端盖中14之间的空间为第二腔室12；气缸端盖中14上设有连通口15，将第二腔室12与进气腔13连通。
46.储气罐2通过螺钉安装在弹射气缸1的顶部，储气罐2的底部和进气腔13的顶部均设有相互对齐的开口21，将储气罐2与进气腔13连通，本实施例中的送气件采用空气压缩机，送气件通过管道与储气罐2连通。
47.进气腔13内横向设有开启阀芯3，开启阀芯3沿竖向的截面为t形，使得开启阀芯3的外壁形成台阶，台阶与进气腔13右侧内壁平行的侧面为限位侧壁31，本实施例中的限位侧壁31上胶接有环形的缓冲垫32，且缓冲垫32采用弹性橡胶材质。开启阀芯3的右端横向贯穿进气腔13的右壁并与进气腔13的右壁滑动密封，缓冲垫32与进气腔13的右壁之间设有阀芯套33，本实施例中的阀芯套33为铜质，且阀芯套33套设在开启阀芯3上，开启阀芯3与阀芯套33滑动密封。阀芯套33的右端通过螺钉安装在进气腔13的右壁上，左端与缓冲垫32相对，对开启阀芯3进行限位。
48.开启阀芯3的右侧从左至右依次设有十字转接头a42和十字转接头b41，开启阀芯3的右端设有第一导向槽34，十字转接头a42的左端设有第二导向槽45，第一导向槽34和第二导向槽45沿径向分别贯穿开启阀芯3和十字转接头a42，且第一导向槽34向右的投影与第二导向槽45垂直。十字转接头b41的左端和右端均一体成型有导向块44，导向块44远离十字转接头b41一端的宽度大于靠近十字转接头b41一端的宽度，具体的，本实施例中的导向块44为t形，在实际实施时，第一导向槽34、第二导向槽45和导向块44还可为燕尾形，使得两个导向块44分别滑入第一导向槽34和第二导向槽45内后，开启阀芯3、十字转接头b41和十字转接头a42之间沿轴向不会出现相对移动，保证推动件4能够带动开启阀芯3滑动。本实施例中的弹射腔、气缸端盖中14、连通口15、进气腔13、开启阀芯3、十字转接头b41、十字转接头a42和推动件4的活塞杆6均同轴；而第一导向槽34和第二导向槽45分别对十字转接头b41的x轴
和y轴的方向进行定位，使得开启阀芯3在滑动过程中，开启阀芯3、十字转接头b41和十字转接头a42之间不会发生x轴和y轴方向的移位，保证开启阀芯3、十字转接头b41和十字转接头a42之间有较好的同轴度。
49.推动件4位于弹射气缸1的右侧，本实施例中的推动件4也采用气缸，弹射气缸1的右端部上通过螺钉安装有固定套43，开启阀芯3的右端、十字转接头b41和十字转接头a42均位于固定套43内，推动件4通过螺钉安装在固定套43的右端，在实际实施时，也可设置机架将推动件4与弹射气缸1连接。推动件4的活塞杆6与十字转接头b41的右端螺纹连接，在实际实施时，也可采用如过盈配合、法兰盘等连接方式进行连接。
50.结合图1、图4、图6和图7所示，第一腔室11内横向设有两根推杆17，本实施例中的液压阻尼也位于第一腔室11内，液压阻尼包括阻尼部件8、蓄能器7、两个液压油缸5、两个活塞杆6和两个弹簧62，两个液压油缸5和两根推杆17沿活塞16的周向均匀间隔分布，推杆17的左端贯穿第一腔室11的左端并与弹射气缸1的左端滑动密封。
51.液压油缸5、活塞杆6和弹簧62一一对应，以其中一个液压油缸5为例，液压油缸5的左端通过螺钉安装在第一腔室11的内壁上，活塞杆6横向设置，本实施例中的推杆17、液压油缸5和活塞杆6均平行。液压油缸5内设有内腔52，活塞杆6的左端位于内腔52中并与液压油缸5滑动密封，活塞杆6的右端通过螺钉安装有盖板61，且盖板61位于活塞16的左侧并与活塞16平行。
52.弹簧62套设在液压油缸5和活塞杆6上，且弹簧62的右端与盖板61相抵、左端与液压油缸5的外壁相抵，在实际实施时，弹簧62的左端也可与第一腔室11的左侧壁相抵，使得活塞杆6在弹簧62的作用下处于从内腔52中滑出的状态。
53.蓄能器7内设有蓄能腔71，且蓄能腔71内储有流体和缓冲气体，故储有的流体的体积小于蓄能腔71的容积，本实施例中的流体采用液压油，缓冲气体采用氮气，因为氮气的密度小于液压油的密度，故液压油位于蓄能腔71的底部。内腔52的左端通过管道与阻尼部件8连通，具体的，本实施例中的阻尼部件8与现有的液压阻尼器相同，本实施例中不再赘述。阻尼部件8通过另一管道与蓄能腔71的底部连通，使得内腔52中的液压油经过阻尼部件8后进入蓄能腔71内。
54.蓄能器7底部还通过管道连通有进液件9，本实施例中的进液件9采用液压泵，通过进液件9向蓄能腔71内通入液压油，能够进一步增大蓄能腔71中的油压，继而进一步提高阻尼器的最大缓冲能量和最大缓冲速度，能够对冲击能量更大的活塞16进行缓冲。
55.本实施例中的液压油缸5侧壁内还设有排液通道51，排液通道51的右端为l形并作为进液口，进液口正对活塞杆6，且位于活塞杆6与内腔52滑动密封的部位的右侧，使得从活塞杆6与内腔52侧壁之间泄露的液压油能够从排液通道51排出。排液通道51的左端为排液口，排液口卡接有排液管，且排液管贯穿弹射气缸1的侧壁并延伸至外界，本实施例中的排液管采用金属管，排液管与弹射气缸1的侧壁焊接。
56.具体实施过程如下：
57.试验前，先人工启动推动件4，将开启阀芯3向左推动，使开启阀芯3的左端按压在气缸端盖中14的右壁上，对连通孔进行封闭，然后关闭推动件4、开启送气件，将压缩气体送入储气罐2内，气体通过开口21同步进入进气腔13内。当进气腔13和储气罐2中的压强达到要求时，关闭送气件，启动推动件4，并通过推动件4控制开启阀芯3向右滑动，开启阀芯3放
松连通口15，进气腔13和储气罐2中的压缩气体从连通口15快速进入弹射气缸1的活塞16左侧的空间内，使弹射气缸1的活塞16和活塞杆6快速向左滑动。
58.活塞16向左滑动一段距离后与盖板61相抵，活塞16对盖板61施加的向左的作用力将活塞杆6向左推动，增大内腔52中的压强，使内腔52中的液压油经过阻尼部件8后进入蓄能腔71中进行储存。液压油进入蓄能腔71内后会进一步增大蓄能腔71中的油压，故本实施例中的液压阻尼器的最大缓冲能量和最大缓冲速度较大，发明人在进行试验时，本实施例中的液压阻尼器的最大缓冲能量达到了约2500j、最大缓冲速度约16.7m/s，远高于目前常用的液压阻尼器的最大缓冲速度8m/s，缓冲效果提升明显。
59.当需要增大冲击能量，以提高推杆17的弹射、冲击效果时，通过推动件4增大开启阀芯3与气缸端盖中14之间的压力，提高开启阀芯3对连通口15的密封效果，在实际实施时，也可通过在开启阀芯3的左端胶接弹性的密封垫提高对连通口15的密封效果。然后向储气罐2中充入更多的压缩气体，以增大储气罐2和进气腔13中的压强。
60.当需要增大对活塞16的缓冲效果时，通过进液件9向蓄能腔71中再通入液压油，进一步增大蓄能腔71和内腔52中的油压。在实际实施时，也可将蓄能腔71与外界的如气泵、空气压缩机等设备连通，通过上述设备再向蓄能腔71中充入缓冲气体，只要保证在未进行缓冲时，蓄能腔71底部仍存在液压油即可。充入的缓冲气体同样能够增大蓄能腔71和内腔52中的油压，进一步提高缓冲效果，故本实施例中的弹射单元的弹射效果和液压阻尼单元的缓冲效果均能够根据试验的需要进行调整，以满足不同的试验要求。
61.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。