專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于氣動(dòng)式振動(dòng)設(shè)備的低溫氣動(dòng)式激振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于氣動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)的激勵(lì)設(shè)備，具體涉及一種用于氣動(dòng)式振動(dòng)設(shè)備的 低溫氣動(dòng)式激振器。
背景技術(shù)：
可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)技術(shù)是一項(xiàng)全新的可靠性試驗(yàn)技術(shù)，它通過(guò)對(duì)產(chǎn)品施加人為的逐 漸增大的環(huán)境應(yīng)力來(lái)主動(dòng)激發(fā)產(chǎn)品故障和暴露產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)，從而達(dá)到對(duì)產(chǎn)品設(shè) 計(jì)缺陷盡早發(fā)現(xiàn)和修正的目的?？煽啃詮?qiáng)化試驗(yàn)主要有以下作用能夠盡早發(fā)現(xiàn)和暴露產(chǎn) 品的薄弱環(huán)節(jié)，以便在設(shè)計(jì)階段消除產(chǎn)品中的潛在缺陷，提高產(chǎn)品固有可靠性，大大降低產(chǎn) 品在生產(chǎn)、篩選、維修和擔(dān)保等全壽命過(guò)程中的總費(fèi)用。由此可見(jiàn)，可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)是解決 現(xiàn)代電子產(chǎn)品高可靠性、低開(kāi)發(fā)成本和短研制周期之間矛盾的有力手段，因而備受?chē)?guó)內(nèi)外 可靠性工程界的普遍關(guān)注。氣動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)是近年來(lái)國(guó)外實(shí)用新型的一類(lèi)新型可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)設(shè)備，其設(shè)計(jì)依 據(jù)是碰撞動(dòng)力學(xué)原理通過(guò)安裝于振動(dòng)臺(tái)底部不同位置的多個(gè)氣錘反復(fù)沖擊臺(tái)面進(jìn)而產(chǎn)生 三軸六自由度隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)環(huán)境。與傳統(tǒng)的電磁振動(dòng)臺(tái)相比，氣動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)的優(yōu)勢(shì)在于能 夠提供一種幅值概率密度分布為超高斯的寬帶偽隨機(jī)強(qiáng)化振動(dòng)環(huán)境，對(duì)產(chǎn)品的疲勞缺陷表 現(xiàn)出很高的激發(fā)效力，使得氣動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)成為可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)中一類(lèi)重要的試驗(yàn)設(shè)備。氣 動(dòng)式激振器是氣動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)的關(guān)鍵部件？ ，主要結(jié)構(gòu)包括缸體和活塞。缸體為外表面呈帶 有斜截面的圓柱狀，內(nèi)表面呈變截面空心圓柱狀，其主要作用是通入和排出高壓氣體、支撐 活塞以及通過(guò)與活塞的配合改變氣壓對(duì)活塞的作用端面?；钊闹饕饔檬窃诟邏簹怏w 的作用下，實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，擊打墊塊，產(chǎn)生振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)。現(xiàn)有的氣動(dòng)式激振器在設(shè)計(jì)上存 在一定的缺陷，主要體現(xiàn)在低溫(如_5攝氏度)試驗(yàn)環(huán)境中，激振器不能起振和正常工作。 這大大限制了氣動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)的應(yīng)用范圍。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種環(huán)境適應(yīng)性好，可在低溫正常工作的用于氣動(dòng)式振 動(dòng)設(shè)備的低溫氣動(dòng)式激振器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是用于氣動(dòng)式振動(dòng)設(shè)備的低溫氣 動(dòng)式激振器包括缸體，在所述缸體外表面設(shè)有加熱裝置。所述加熱裝置由里層電熱元件、中間層隔熱材料和面層保護(hù)材料構(gòu)成。所述里層電熱元件、中間層隔熱材料和面層保護(hù)材料分別為電熱膜、隔熱膜和鋼套。所述缸體外表面上設(shè)有環(huán)形槽，加熱裝置為環(huán)狀體嵌在缸體外表面上的環(huán)形槽 內(nèi)。通過(guò)分析研究發(fā)現(xiàn)氣動(dòng)式激振器在特定低溫環(huán)境中無(wú)法工作的根本原因是缸體 內(nèi)表面與活塞外表面的溫度一致，缸體外表面與環(huán)境溫度接近，激振器工作時(shí)，活塞與墊塊撞擊并且與缸體摩擦生熱，而環(huán)境溫度較低，這就使得缸體內(nèi)外表面產(chǎn)生溫度梯度，由此產(chǎn)生的熱應(yīng)變使活塞與缸體的配合間隙變化較大，當(dāng)溫差達(dá)到一定程度時(shí)，活塞即被卡死。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有氣動(dòng)式激振器存在的問(wèn)題在缸體上設(shè)置了加熱裝置，在應(yīng)用 時(shí)將加熱裝置與溫控系統(tǒng)連接后，可根據(jù)設(shè)定溫度自動(dòng)對(duì)缸體進(jìn)行加熱以適應(yīng)在低溫試驗(yàn) 環(huán)境保持缸體內(nèi)外壁的溫度一致性，即可消除缸體內(nèi)外表面產(chǎn)生溫度梯度，及由此產(chǎn)生的 熱應(yīng)變使活塞與缸體的配合間隙變化較大，導(dǎo)致活塞即被卡死的現(xiàn)象。因此，本實(shí)用新型可 以顯著提高環(huán)境適應(yīng)性，可在低溫試驗(yàn)環(huán)境下正常工作，擴(kuò)大了氣動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)的應(yīng)用范圍。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的應(yīng)用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方案如圖1所示，本實(shí)用新型的用于氣動(dòng)式振動(dòng)設(shè)備的低溫氣動(dòng)式激振器包括缸體1， 在缸體1外表面上設(shè)有環(huán)形槽2，環(huán)形槽2內(nèi)嵌有加熱裝置7，加熱裝置7由里層電熱元件 5、中間層隔熱材料4和面層保護(hù)材料3構(gòu)成；其中電熱元件5、中間層隔熱材料4采用長(zhǎng)沙 三瑞傳感技術(shù)有限公司的別為電熱膜、隔熱膜，面層保護(hù)材料3為鋼套，電熱元件5設(shè)有連 接導(dǎo)線6。電熱元件也可采用通常的加熱電阻絲、圓筒加熱器、加熱套或其它類(lèi)似的加熱元 件。加熱裝置7的作用是，當(dāng)激振器溫度低于正常工作臨界溫度時(shí)，里層電熱元件5對(duì) 其加熱，當(dāng)溫度升至某一值時(shí)，停止加熱，使激振器的溫度保持在某一范圍內(nèi)；中間層隔熱 材料4的作用是阻隔加熱器材與外界環(huán)境的熱交換；面層保護(hù)材料3的作用是對(duì)里層電熱 元件5、中間層隔熱材料4加固封裝，起到保護(hù)作用。本實(shí)用新型裝置的情況如圖2所示，于試驗(yàn)箱內(nèi)在支撐彈簧8上固定有臺(tái)板9，臺(tái) 板9上設(shè)置有與實(shí)驗(yàn)設(shè)備連接的加速度傳感器10，兩個(gè)低溫氣動(dòng)式激振器的缸體1固定在 臺(tái)板2的下面，缸體1上的加熱裝置7中電熱元件5通過(guò)連接導(dǎo)線6與溫控系統(tǒng)連接，溫控 系統(tǒng)中的溫度傳感器11設(shè)置于試驗(yàn)環(huán)境中，如箱體內(nèi)壁或底座上。溫控方式當(dāng)環(huán)境溫度 降至某一值時(shí)，溫度開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，定時(shí)器導(dǎo)通時(shí)對(duì)激振器加熱。定時(shí)器導(dǎo)通或斷開(kāi)的依據(jù)有兩點(diǎn)一是加熱效率，激振器在低溫環(huán)境中從臨界溫 度升至某一溫度值的時(shí)間即定時(shí)器導(dǎo)通的時(shí)間；二是散熱效率，激振器在特定低溫環(huán)境中 的溫度從某一溫度值降至臨界溫度的時(shí)間即定時(shí)器斷開(kāi)的時(shí)間。這兩個(gè)時(shí)間數(shù)值均可用實(shí) 驗(yàn)的方法得到。本實(shí)用新型裝置用于低溫環(huán)境中的可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)。在低溫環(huán)境中，活塞與缸體 的配合間隙能保持在正常范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種用于氣動(dòng)式振動(dòng)設(shè)備的低溫氣動(dòng)式激振器，包括缸體，其特征是在所述缸體外表面設(shè)有加熱裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氣動(dòng)式振動(dòng)設(shè)備的低溫氣動(dòng)式激振器，其特征是所述加 熱裝置由里層電熱元件、中間層隔熱材料和面層保護(hù)材料構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于氣動(dòng)式振動(dòng)設(shè)備的低溫氣動(dòng)式激振器，其特征是所述里 層電熱元件、中間層隔熱材料和面層保護(hù)材料分別為電熱膜、隔熱膜和鋼套。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于氣動(dòng)式振動(dòng)設(shè)備的低溫氣動(dòng)式激振器，其特征 是所述缸體外表面上設(shè)有環(huán)形槽，加熱裝置為環(huán)狀體嵌在缸體外表面上的環(huán)形槽內(nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于氣動(dòng)式振動(dòng)設(shè)備的低溫氣動(dòng)式激振器，包括缸體，其特征是在所述缸體外表面設(shè)有加熱裝置。本實(shí)用新型由于在缸體上設(shè)置了加熱裝置，可根據(jù)設(shè)定溫度自動(dòng)對(duì)缸體進(jìn)行加熱以適應(yīng)在低溫試驗(yàn)環(huán)境保持缸體內(nèi)外壁的溫度一致性，即可消除缸體內(nèi)外表面產(chǎn)生溫度梯度，及由此產(chǎn)生的熱應(yīng)變使活塞與缸體的配合間隙變化較大，導(dǎo)致活塞即被卡死的現(xiàn)象。因此，本實(shí)用新型可以顯著提高環(huán)境適應(yīng)性，可在低溫試驗(yàn)環(huán)境下正常工作，擴(kuò)大了氣動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)G01M7/06GK201765103SQ201020514440
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者劉彬, 易曉山, 蔣瑜, 鄭磊, 陳循, 陶俊勇 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)