[實(shí)用新型]一種高頻顫振實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920143508.5
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN209356153U
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈姍姍;章琳琳
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 杭州云睿專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33254
• 代理人: 楊淑芳

本實(shí)用新型公開了一種高頻顫振實(shí)驗(yàn)裝置，包括底座、顫振缸、載荷傳感器、重塊、激光位移傳感器、變速器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、液壓馬達(dá)、交流閥、閥底板、伺服閥、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制器、第一油箱和第二油箱，所述底座左上端安裝有顫振缸，顫振缸上置設(shè)有重塊，重塊底部固連有載荷傳感器；所述顫振缸底部的立板頂部設(shè)有激光位移傳感器；所述底座右上端的閥底板上安裝有交流閥，交流閥右端連接有伺服閥，交流閥左端連接有變速器，變速器上端連接有液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)的輸出軸上安裝有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器；所述交流閥通過油管連接顫振缸與第一油箱，油管上安裝有壓力傳感器。本實(shí)用新型能夠用于對電液顫振發(fā)生器的流固耦合振動的實(shí)驗(yàn)研究。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實(shí)用新型涉及電液顫振器的技術(shù)領(lǐng)域，特別是高頻顫振實(shí)驗(yàn)裝置的技術(shù)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】

傳統(tǒng)液壓振動技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：輸出功率大，能量利用率高，輸出特性易于調(diào)節(jié)，機(jī)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，適宜在特殊作業(yè)環(huán)境下工作。但振動頻率還不夠高，最尖端的電液伺服振動臺的工件頻率僅為1000Hz。因此，傳統(tǒng)液壓振動技術(shù)通常應(yīng)用于低頻、大推力振動領(lǐng)域。

近些年來，工程中對于大激振力、高頻微幅(振幅從2μm到100μm，頻率從數(shù)Hz到數(shù)kHz)且小體積振動器的需求越來越迫切。舉例1，振動輔助加工(Vibration AssistedMachining，簡稱VAM)。C.K.Toh等(2004)利采用了小型電磁振動臺研究了高速銑削(HSM)與VAM結(jié)合加工高硬度鋼，驗(yàn)證了工件在工作臺上同時(shí)進(jìn)行顫振和高速銑削的切削性能，對比研究了工件振動方向與刀具不同夾角時(shí)的切削力與加工表面質(zhì)量，并探索了振動輔助的工藝參數(shù)。大量的研究及工程實(shí)踐表明，振動輔助加工能延長刀具壽命、提高工作表面加工質(zhì)量和形狀精度、抑制毛刺、增加脆硬材料的延性。在生產(chǎn)中推廣C.K.Toh切削技術(shù)的難點(diǎn)是現(xiàn)有的電磁振動臺不能提供更大推力以實(shí)現(xiàn)較重工件的振動，顯然將大型電磁振動器安裝到銑床上不合適，也是不經(jīng)濟(jì)的。

舉例2，振動消除應(yīng)力技術(shù)(Vibratory Stress Relief，簡稱VSR)，也稱作振動時(shí)效。振動時(shí)效既古老又先進(jìn)，兩個(gè)世紀(jì)前就被應(yīng)用于生產(chǎn)中，即“錘擊松弛法”，它的原理是在激振器的周期性外力作用下，使構(gòu)件共振，進(jìn)而松弛殘余應(yīng)力，提高構(gòu)件的松弛剛度，使其尺寸穩(wěn)定。與傳統(tǒng)的自然時(shí)效和熱時(shí)效相比，振動時(shí)效的優(yōu)勢極其明顯。因此，廣泛地應(yīng)用于橋梁、船舶、化工器械等的大型焊接件和重型鑄件的時(shí)效處理，如將電磁振動器夾固在工件上，通過掃頻的方式尋找工件共振峰進(jìn)行亞共振時(shí)效(通常振動頻率低于500Hz)。浙江大學(xué)何聞教授等(2008)研究發(fā)現(xiàn)，高頻振動時(shí)效(頻率達(dá)數(shù)kHz的微幅振動)除具有消除工件殘余應(yīng)力作用外，還能保護(hù)工件不受疲勞損傷并有應(yīng)力均化作用，效果最好。問題是現(xiàn)有的小型電磁式振動器在數(shù)kHz的高頻振動時(shí)輸出的激振力太小不足以使工件產(chǎn)生共振。

為適應(yīng)對大激振力、高頻微幅振動器的需求，基于流固耦合的振動特性，故而可以提出一種新型高頻電液顫振發(fā)生器結(jié)構(gòu)，其工作原理是利用一種新結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸配流交流閥輸出激振流使單作用液壓缸的彈性端進(jìn)行高頻顫振。