一種氣體炮式沖擊響應譜試驗的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，包括沖擊支承座、沖擊板、底座、儲氣罐以及沖擊管，所述沖擊支承座和底座固設于地基上，所述沖擊板固設于所述沖擊支承座上，所述儲氣罐固設于所述底座上，其內部充設有高壓氣體，并設置有一活塞閥，所述沖擊管豎直位于所述沖擊板的下方并與所述儲氣罐的出氣口通過一連接倉連接，其內部設有一彈丸，所述彈丸于所述活塞閥打開時，在所述高壓氣體的推動下獲得一定的速度而向上沖擊所述沖擊板。本實用新型能夠快捷、穩定地模擬高量級沖擊，其臺面的重復性、均勻性及彈丸的速度控制均比較良好，且安裝、維護和使用方便。
【專利說明】一種氣體炮式沖擊響應譜試驗機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種沖擊環境模擬裝置，尤其涉及一種氣體炮式垂直沖擊響應譜 試驗機，屬于力學環境【技術領域】。

【背景技術】
[0002]航天器經受的爆炸沖擊主要來自航天器上各種火工裝置工作時所產生的一種動 力學環境。航天器上通常會使用大量的火工裝置，這些火工裝置產生的爆炸沖擊環境能 夠使航天器結構產生高沖擊、寬頻帶、低速度、持續時間短的瞬態響應，其加速度幅值可達 3X101?3X10 5 g，主要頻率范圍通常在1X10彳?IX 10 ? Hz，持續時間一般不超過 20ms。在沖擊過程中，外界的能量瞬間傳遞到航天器及其部件上，由此所產生的位移、速度 和加速度的突然變化可能造成航天器結構和儀器、儀表等部件的損壞及故障，從而導致航 天器無法正常工作。
[0003] 隨著航天器型號設計要求和試驗量級的進一步提高，沖擊環境變得越來越嚴酷， 用常規的振動臺或沖擊臺已無法滿足其高量級的爆炸沖擊環境模擬要求，因而一種高量級 沖擊模擬裝置亟待出現。 實用新型內容
[0004] 為了解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種氣體炮式垂直沖擊響應 譜試驗機，該試驗機具有快捷、穩定、量級高等優點，實現了高量級沖擊試驗要求。
[0005] 為了實現上述目的，本實用新型技術方案如下：
[0006] 一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，包括沖擊支承座、沖擊板、底座、儲氣罐以 及沖擊管，所述沖擊支承座和底座固設于地基上，所述沖擊板固設于所述沖擊支承座上，所 述儲氣罐固設于所述底座上，其內部充設有高壓氣體，并設置有一活塞閥，所述沖擊管堅直 位于所述沖擊板的下方并與所述儲氣罐的出氣口通過一連接倉連接，其內部設有一彈丸， 所述彈丸于所述活塞閥打開時，在所述高壓氣體的推動下獲得一定的速度而向上沖擊所述 沖擊板。
[0007] 作為優選方案之一，所述儲氣罐通過兩組托架壓環固設于所述底座上，所述儲氣 罐為分體式結構，其包括通過螺栓固定連接的第一部分和第二部分，其中，所述第二部分與 所述連接倉相連接，且其內部焊接有平行于其橫截面的活塞閥安裝架，所述活塞閥固定于 所述活塞閥安裝架上。
[0008] 進一步的，所述活塞閥包括閥體、活塞桿、閥蓋、緩沖墊、彈簧以及用于密封所述儲 氣罐的出氣口的密封件，所述閥體的一端固定于所述活塞閥安裝架上，所述閥體的另一端 通過固定所述閥蓋進行密封，所述活塞桿設于所述閥體內部，且其一端面固連所述緩沖墊， 其位于另一端的桿部穿過所述閥蓋與所述密封件相固連，同時，所述彈簧套設于所述活塞 桿的桿部上。 ^
[0009] 更進一步的，所述閥蓋上安裝有導向銅套，所述導向銅套的兩端由擋圈進行限位， 所述活塞桿的桿部穿過所述導向銅套與所述密封件相固連。
[0010] 更進一步的，所述密封件包括球頭、球頭座、封板以及密封頭，所述封板、球頭座和 密封頭三者通過螺絲依次固定連接，所述球頭的一端通過其自身螺紋固連所述活塞桿的桿 部，其另一端經過封板限制于球頭座內。
[0011] 作為優選方案之一，所述連接倉通過四個支腿固定于所述底座上，且所述連接倉 為T型三通結構，其端口一與所述儲氣罐的出氣口通過法蘭固定連接，其端口二與所述沖 擊管通過螺紋固定連接，其端口三由一堵頭密封。
[0012] 作為優選方案之一，所述沖擊管的上端部的外壁上開設有腰型槽，所述沖擊管的 頂端面裝設有一緩沖墊并由螺帽卡緊。
[0013] 作為優選方案之一，所述沖擊支承座是由底板、立柱、頂板搭建焊接而成的框體結 構，并通過地腳螺栓固定于所述地基上，所述沖擊板通過螺栓固設于所述頂板上。
[0014] 作為優選方案之一，所述底座是由矩形鋼與鋼板焊接而成的矩形框架結構，且其 底端四個角處分別裝設有一萬向輪。
[0015] 與現有技術相比，本實用新型至少存在以下優點：
[0016] 1)本實用新型實現的高量級沖擊環境與真實爆炸沖擊環境基本一致。
[0017] 2)本實用新型安全可靠、成本低，實現的沖擊響應譜重復性較好。
[0018] 3)本實用新型通過調節各種參數，如改變儲氣罐內高壓氣體的壓力、彈丸類型等， 能夠實現了一般航天器廣品的局量級爆炸沖擊環境模擬要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本實用新型結構特征和技術要點，下面結合附圖和具體實施方 式對本實用新型進行詳細說明。
[0020] 圖1為本實用新型一較佳實施例中氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機的結構示意 圖；
[0021] 圖2為本實用新型一較佳實施例中儲氣罐的剖視圖；
[0022] 圖3為本實用新型一較佳實施例中活塞閥的剖視圖。
[0023]附圖標記說明：1-傳感器，2-試件，3-沖擊板，4-沖擊支承座，5-沖擊管，6-彈 丸，7-底座，9-儲氣罐，10-托架壓環，11-閥體，12-連接倉，13-堵頭，14-支腿，15-緩 沖墊，16-活塞，17-彈簧，18-閥蓋，19-封板，20-密封頭，21-球頭座，22-球頭，23-銅 套。

【具體實施方式】
[0024]下面將結合本實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行具體、清楚、完整地描 述。
[0025]參見圖1-2所示，一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，包括沖擊支承座4、沖擊 板3、底座7、儲氣罐9以及沖擊管5,沖擊支承座4和底座7固設于地基上，沖擊板3固設于 沖擊支承座4上，儲氣罐9固設于底座 7上，其內部充設有高壓氣體，并設置有一活塞閥，沖 擊管5豎直位于沖擊板3的下方并與儲氣罐 9的出氣口通過一連接倉12連接，其內部設有 一彈丸6,彈丸6于活塞閥打開時，在高壓氣體的推動下獲得一定的速度而向上沖擊沖擊板 3,從而使沖擊板3發生共振產生規定的響應。
[0026]參見圖2所示，儲氣罐9通過兩組托架壓環1〇水平地固設于底座7上，且儲氣罐 9為分體式結構，其包括通過螺栓固定連接、并進行端面密封的第一部分和第二部分，其中， 第二部分與連接倉12相連接，且其內部焊接有平行于其橫截面的活塞閥安裝架，活塞閥固 定于活塞閥安裝架上。
[0027]參見圖3所示，活塞閥包括閥體11、活塞桿16、閥蓋18、緩沖墊15、彈簧17以及用 于密封儲氣罐9的出氣口的密封件，閥體11的一端固定于活塞閥安裝架上，閥體u的另一 端通過固定閥蓋18進行密封，活塞桿16和緩沖墊15均設于閥體11內部，活塞桿16呈T 型，其一端面固連緩沖墊15,其位于另一端的桿部穿過閥蓋18與密封件相固連，同時，彈簧 Π 套設于活塞桿I6的桿部上，彈簧17能夠提供起始備壓，使密封件在一定的壓力下封住儲 氣罐9出氣口。
[0028] 其中，閥蓋1S上安裝有導向銅套23,導向銅套23的兩端由擋圈進行限位，活塞桿 16的桿部穿過導向銅套23與密封件相固連。該密封件包括球頭22、球頭22座21、封板19 以及密封頭20,封板19、球頭22座21和密封頭20三者通過螺絲依次固定連接，球頭22的 一端通過其自身螺紋固連活塞桿16的桿部，其另一端的頭部經過封板19限制于球頭22座 21內，球頭22組件(球頭22、球頭22座21、封板19)可防止密封頭20在壓緊狀態下出現偏 心卡死、密封失效的狀況。
[0029] 參見圖2所示，連接倉12通過四個支腿14水平地固定于底座7上，且連接倉12 為T型三通結構，其端口一與儲氣罐9的出氣口通過法蘭固定連接，其端口二與沖擊管5通 過螺紋固定連接，其端口三由一堵頭13密封。
[0030] 參見圖1所示，沖擊管5的上端部(具體靠近沖擊管5的出口處）的外壁上開設有 腰型槽，沖擊管5的頂端面裝設有一緩沖墊15并由螺帽卡緊，其中，腰型槽可防止在沖擊發 生后由于放氣不及時而發生二次沖擊。
[0031]參見圖1所示，沖擊支承座4是由底板、立柱、頂板搭建焊接而成的框體結構，并通 過地腳螺栓固定于地基上，沖擊板3通過螺栓固設于頂板上，試件2放置于頂板上，此外，沖 擊板3上還可以設置一傳感器1，用于檢測試件2是否放置到位。參見圖2所示，底座7是 由矩形鋼與鋼板焊接而成的矩形框架結構，且其底端四個角處分別裝設有一萬向輪。
[0032]本實用新型的工作流程如下：首先向活塞閥的閥體11中充一定壓力的壓縮空氣， 此時活塞閥的密封頭2〇封住儲氣罐9的出氣口，然后向儲氣罐9中充入高壓氣體，當儲氣 罐9中的氣體壓力大于活塞閥中的氣體壓力時，活塞桿 16帶動密封件后退脫離儲氣罐9的 出氣口，g卩實，現活塞閥的打開，高壓氣體通過連接倉U進入沖擊管5，同時設于沖擊管5內 的彈丸6在局壓氣體的推動下以咼速撞擊沖擊板3,從而使沖擊板3發生共振，產生近似于 復雜的衰減振蕩波形量級不同的響應，處理成沖擊響應譜。
[0033]上述【具體實施方式】，僅為說明本實用新型的技術構思和結構特征，目的在于讓熟 悉此項技術的相關人士能夠據以實施，但以上所述內容并不限制本實用新型的保護范圍， 凡是依據本實用新型的精神實質所作的任何等效變化或修飾，均應落入本實用新型的保護 范圍之內。
【權利要求】
1. 一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，其特征在于，包括沖擊支承座、沖擊板、底座、 儲氣罐以及沖擊管，所述沖擊支承座和底座固設于地基上，所述沖擊板固設于所述沖擊支 承座上，所述儲氣罐固設于所述底座上，其內部充設有高壓氣體，并設置有一活塞閥，所述 沖擊管堅直位于所述沖擊板的下方并與所述儲氣罐的出氣口通過一連接倉連接，其內部設 有一彈丸，所述彈丸于所述活塞閥打開時，在所述高壓氣體的推動下獲得一定的速度而向 上沖擊所述沖擊板。
2. 根據權利要求1所述的一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，其特征在于，所述儲 氣罐通過兩組托架壓環固設于所述底座上，所述儲氣罐為分體式結構，其包括通過螺栓固 定連接的第一部分和第二部分，其中，所述第二部分與所述連接倉相連接，且其內部焊接有 平行于其橫截面的活塞閥安裝架，所述活塞閥固定于所述活塞閥安裝架上。
3. 根據權利要求2所述的一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，其特征在于，所述活 塞閥包括閥體、活塞桿、閥蓋、緩沖墊、彈簧以及用于密封所述儲氣罐的出氣口的密封件，所 述閥體的一端固定于所述活塞閥安裝架上，所述閥體的另一端通過固定所述閥蓋進行密 封，所述活塞桿設于所述閥體內部，且其一端面固連所述緩沖墊，其位于另一端的桿部穿過 所述閥蓋與所述密封件相固連，同時，所述彈簧套設于所述活塞桿的桿部上。
4. 根據權利要求3所述的一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，其特征在于，所述閥 蓋上安裝有導向銅套，所述導向銅套的兩端由擋圈進行限位，所述活塞桿的桿部穿過所述 導向銅套與所述密封件相固連。
5. 根據權利要求3所述的一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，其特征在于，所述密 封件包括球頭、球頭座、封板以及密封頭，所述封板、球頭座和密封頭三者通過螺絲依次固 定連接，所述球頭的一端通過其自身螺紋固連所述活塞桿的桿部，其另一端經過封板限制 于球頭座內。
6. 根據權利要求1所述的一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，其特征在于，所述連 接倉通過四個支腿固定于所述底座上，且所述連接倉為T型三通結構，其端口一與所述儲 氣罐的出氣口通過法蘭固定連接，其端口二與所述沖擊管通過螺紋固定連接，其端口三由 一堵頭密封。
7. 根據權利要求1所述的一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，其特征在于，所述沖 擊管的上端部的外壁上開設有腰型槽，所述沖擊管的頂端面裝設有一緩沖墊并由螺帽卡 緊。
8. 根據權利要求1所述的一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，其特征在于，所述沖 擊支承座是由底板、立柱、頂板搭建焊接而成的框體結構，并通過地腳螺栓固定于所述地基 上，所述沖擊板通過螺栓固設于所述頂板上。
9. 根據權利要求1所述的一種氣體炮式垂直沖擊響應譜試驗機，其特征在于，所述底 座是由矩形鋼與鋼板焊接而成的矩形框架結構，且其底端四個角處分別裝設有一萬向輪。
【文檔編號】G01N3/30GK204085836SQ201420603690
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月17日 優先權日:2014年10月17日
【發明者】郁南, 趙敏智 申請人:蘇州世力源科技有限公司