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CN106052992A - 低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台 - Google Patents

低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台 Download PDF

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CN106052992A
CN106052992A CN201610395835.0A CN201610395835A CN106052992A CN 106052992 A CN106052992 A CN 106052992A CN 201610395835 A CN201610395835 A CN 201610395835A CN 106052992 A CN106052992 A CN 106052992A
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CN
China
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rotating shaft
hydraulic
pedestal
test platform
rolling bearing
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CN201610395835.0A
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苏华昌
张鹏飞
梁立权
刘文会
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China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Beijing Institute of Structure and Environment Engineering
Original Assignee
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Beijing Institute of Structure and Environment Engineering
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

一种低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台，包括安装大板，转轴安装基座，激振器安装基座，液压激振器，转接柱，液压球铰，转轴固定基座，转轴，转动轴承，试验平台；其中，安装大板与地基上的地轨固定连接，转轴安装基座与激振器安装基座固定在安装大板上，液压激振器固定安装在激振器安装基座上，液压激振器上端通过转接柱与液压球铰相连，液压球铰与试验平台相连，可以自由转动；转轴固定基座底端固定在转轴安装基座上，上下两端采用半圆对卡的方式将转轴固定，两个转动轴承穿入转轴，试验平台落于整个转动轴承上，在受到液压激振器的推动后，跟随转动轴承一起，实现绕轴的转动。

Description

低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台
技术领域
本发明属于动力学专业领域，具体涉及低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台。
背景技术
运载火箭使用捷联惯组进行姿态控制，捷联惯组安装在仪器舱上，控制系统设计时需要获得仪器舱状态下的动力学特性，以对其进行建模和补偿网络设计。因此，控制系统需要获取仪器舱状态下惯组角传递特性参数，据此进行姿态稳定性控制设计。为了得到角传递特性，必须开展仪器舱状态下的特性试验研究，获取仪器舱和惯组安装支架的特性参数。
早期进行运载火箭仪器舱角振动试验时,使用低频六自由度台来进行加载,通过控制仪相位同步控制的方式，实现台面角振动激励，同时测量输入和响应，通过数据识别来获取角传递特性。这种方法加载方式容易受控制仪的控制能力影响，导致非试验方向的振动输入，从而影响试验输入纯度和特性结果测量精度。如果仪器舱结构存在偏心，则反作用对试验台的影响会更大，造成台面的交联耦合较大，从而进一步影响试验台面的输入纯度。因此，对运载火箭仪器舱而言，使用现有的六自由度台进行角振动加载的方法输入精度不高，降低了试验结果的准确度，为了提高角振动试验加载纯度，有必要设计新的试验系统。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台，实现单自由度的纯角振动激励加载，解决目前运载火箭仪器舱角振动试验激励时的交联较大问题，提高试验加载精度，保证测量结果的准确性。
一种低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台，包括安装大板1，转轴安装基座2，激振器安装基座3，液压激振器4，转接柱5，液压球铰6，转轴固定基座7，转轴8，转动轴承9，试验平台10；
其中，安装大板1与地基上的地轨固定连接，转轴安装基座2与激振器安装基座3固定在安装大板1上，液压激振器4固定安装在激振器安装基座3上，液压激振器4上端通过转接柱5与液压球铰6相连，液压球铰6与试验平台10相连，可以自由转动；转轴固定基座7底端固定在转轴安装基座2上，上下两端采用半圆对卡的方式将转轴8固定，两个转动轴承9穿入转轴8，转轴8与转动轴承9之间带有油膜，可以让转动轴承9绕转轴8自由转动，转动轴承9上端与试验平台10固定连接，试验平台10落于整个转动轴承9上，在受到液压激振器4的推动后，跟随转动轴承9一起，实现绕轴的转动。
进一步的，安装大板1，转轴安装基座2，激振器安装基座3，转轴固定基座7均采用A3钢。
进一步的，转轴8上有限位装置。
进一步的，转动轴承9只有一个运动自由度，利用其油膜的刚度，可以约束其它方向的运动。
附图说明
图1是低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台去掉试验平台后的侧视图；
如图1所示，其中1安装大板，2转轴安装基座，3激振器安装基座，4液压激振器，5转接柱，6液压球铰；
图2是低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台去掉试验平台后的主视图；
如图2所示，其中7转轴固定基座，8转轴，9转动轴承；
图3为低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台的侧视图；
如图3所示，其中10试验平台；
图4为低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台的主视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明要求保护的范围。
低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台结构示意如图1、图2、图3和图4所示，包括安装大板，转轴安装基座，激振器安装基座，液压激振器，转接柱，液压球铰，转轴固定基座，转轴，转动轴承，试验平台；上述10个部分结构依次从下往上，构成角振动台主体。其中，安装大板、转轴安装基座、激振器安装基座均为A3钢，采用焊接和加工的方式，保证足够的连接刚度。安装大板与地基上的地轨相连，使用地脚螺栓固定，转轴安装基座与激振器安装基座固定在大板上，分别用于支撑转轴和激振器。液压激振器为角振动台的激振设备，用于驱动试验平台运动，固定安装在激振器安装基座上。液压激振器上端通过转接柱与液压球铰相连接。液压球铰与试验平台相连，可以自由转动，防止液压激振器运动时产生干涉。转轴固定基座为A3钢，其底端固定在转轴安装基座上，上下两端采用半圆对卡的方式将转轴固定，转轴上有限位装置，防止转轴沿轴向窜动。两个液压转动轴承穿入转轴，转轴与轴承之间带有油膜，可以让轴承绕轴自由转动，并约束其它方向的运动。液压转动轴承上端与试验平台固连，试验平台落于整个转动轴上，在受到液压激振器的推动后，跟随液压转动轴承一起，实现绕轴的转动。
本发明使用液压激振器提供激励，利用液压球铰进行运动解耦，使用液压转动轴承进行角振动的其它自由度约束，组成了低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动台。由于使用液压转动轴承，轴承内的油膜刚度很大，可以对交联耦合的运动进行有效的抑制，而且油膜摩擦力很小，对转动运动基本没有影响。另外，由于试验平台进行了设计优化，平台重量很轻且固有频率高，有效提高了试验能力。试验应用结果表明，该角振动试验平台的交联耦合很低，达到了试验指标需求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用。对这些实施例的多种修改对本领域的专利技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (4)

1.一种低交联耦合的运载火箭仪器舱角振动试验台，其特征在于，包括安装大板(1)，转轴安装基座(2)，激振器安装基座(3)，液压激振器(4)，转接柱(5)，液压球铰(6)，转轴固定基座(7)，转轴(8)，转动轴承(9)，试验平台(10)；
其中，安装大板(1)与地基上的地轨固定连接，转轴安装基座(2)与激振器安装基座(3)固定在安装大板(1)上，液压激振器(4)固定安装在激振器安装基座(3)上，液压激振器(4)上端通过转接柱(5)与液压球铰(6)相连，液压球铰(6)与试验平台(10)相连，可以自由转动；转轴固定基座(7)底端固定在转轴安装基座(2)上，上下两端采用半圆对卡的方式将转轴(8)固定，两个转动轴承(9)穿入转轴(8)，转轴(8)与转动轴承(9)之间带有油膜，可以让转动轴承(9)绕转轴(8)自由转动，转动轴承(9)上端与试验平台(10)固定连接，试验平台(10)落于整个转动轴承(9)上，在受到液压激振器(4)的推动后，跟随转动轴承(9)一起，实现绕轴的转动。
2.根据权利要求1所述的振动试验台，其特征在于安装大板(1)，转轴安装基座(2)，激振器安装基座(3)，转轴固定基座(7)均采用A3钢。
3.根据权利要求1所述的振动试验台，其特征在于转轴(8)上有限位装置。
4.根据权利要求1所述的振动试验台，其特征在于转动轴承(9)只有一个运动自由度，利用其油膜的刚度，可以约束其它方向的运动。
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