一種超大型跌落裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于跌落試驗(yàn)的跌落裝置，尤其涉及一種利用勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化來(lái)緩沖跌落勢(shì)能沖擊的超大型跌落裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]跌落試驗(yàn)設(shè)備是一種利用地球重力場(chǎng)來(lái)模擬在運(yùn)輸、使用中產(chǎn)品受到跌落和沖擊等機(jī)械碰撞的重要科學(xué)試驗(yàn)裝置。通過(guò)該裝置檢驗(yàn)產(chǎn)品抗跌落能力是可靠性設(shè)計(jì)的重要性指標(biāo)，為合理的產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)提供了重要的研究手段。
[0003 ]跌落試驗(yàn)裝置一般由提升機(jī)構(gòu)、釋放機(jī)構(gòu)、姿態(tài)保持機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)以及控制與檢測(cè)設(shè)備等幾部分組成。其中，姿態(tài)保持機(jī)構(gòu)為控制產(chǎn)品著靶姿態(tài)的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)。跌落試驗(yàn)工作過(guò)程為:跌落試驗(yàn)裝置將實(shí)驗(yàn)品通過(guò)提升機(jī)構(gòu)提升到一定高度，控制系統(tǒng)下達(dá)一次釋放的指令，姿態(tài)保持機(jī)構(gòu)帶著實(shí)驗(yàn)品一起下落。當(dāng)?shù)渲烈欢ǜ叨葧r(shí)，實(shí)驗(yàn)品與姿態(tài)保持機(jī)構(gòu)分離(二次釋放)一一實(shí)驗(yàn)品著靶，姿態(tài)保持機(jī)構(gòu)通過(guò)緩沖機(jī)構(gòu)緩沖、吸收姿態(tài)保持機(jī)構(gòu)剩余的動(dòng)能。因此，姿態(tài)保持機(jī)構(gòu)和緩沖機(jī)構(gòu)是大型跌落試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。
[0004]緩沖裝置一般可分為蓄能型和耗能型，主要有彈簧橡膠緩沖器、摩擦式緩沖器、彈性膠泥緩沖器、液氣緩沖器、液壓緩沖器、組合式緩沖器以及利用形變能的泡沫鋁緩沖器等。
[0005]隨著相關(guān)科學(xué)研究的不斷發(fā)展和深入，為滿(mǎn)足不斷增加的跌落高度要求，跌落試驗(yàn)裝置的規(guī)模不斷增加。隨之而來(lái)的是姿態(tài)保持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸和重量增加，這對(duì)姿態(tài)保持機(jī)構(gòu)和緩沖裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其制造帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
[0006]通常，姿態(tài)保持機(jī)構(gòu)是由一對(duì)用于滑行的、豎直向下的導(dǎo)向軌道和一個(gè)在軌道上運(yùn)行的導(dǎo)向架，在每個(gè)導(dǎo)向軌道盡頭設(shè)置有緩沖吸能機(jī)構(gòu)，用以抵抗和帶走從數(shù)十米高空落下、數(shù)噸重的導(dǎo)向架所產(chǎn)生的巨大動(dòng)能。另一方面，由于緩沖吸能機(jī)構(gòu)須放置于實(shí)驗(yàn)件的著靶區(qū)域外，這使得兩緩沖吸能機(jī)構(gòu)之間的距離較大，也就意味著導(dǎo)向架與兩緩沖吸能機(jī)構(gòu)接觸時(shí)，由于著力點(diǎn)跨度較大，導(dǎo)向架承受著較大的彎矩。巨大的動(dòng)能和較大的彎矩使得緩沖吸能和導(dǎo)向架裝置極易發(fā)生破壞。為避免這種現(xiàn)象產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)時(shí)不僅需要采用較為合理的緩沖吸能結(jié)構(gòu)，而且還需降低導(dǎo)向架的質(zhì)量并采用有較好力學(xué)性能的材料，在加工中對(duì)其質(zhì)量特性要求嚴(yán)格。
[0007]為了抵抗較大的動(dòng)能對(duì)導(dǎo)向架的破壞，導(dǎo)向架對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高，使得其質(zhì)量較大，從而產(chǎn)生較大的動(dòng)能；而緩沖裝置的設(shè)計(jì)則要求在吸收該動(dòng)能的基礎(chǔ)上保證自身的結(jié)構(gòu)安全。當(dāng)動(dòng)能提高到一定程度時(shí)，使得導(dǎo)向架與緩沖裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料性能要求達(dá)到極限水平。究其原因，主要是采用機(jī)械接觸方式進(jìn)行動(dòng)能緩沖，強(qiáng)制抵消導(dǎo)向架的動(dòng)能。隨著跌落高度增加，導(dǎo)向架的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量增加，巨大的動(dòng)能帶來(lái)了緩沖裝置和導(dǎo)向架極易產(chǎn)生破壞，使得設(shè)計(jì)和加工難度增大、制造及使用成本增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種利用勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化來(lái)緩沖跌落勢(shì)能沖擊的超大型跌落裝置。
[0009]本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0010]—種超大型跌落裝置，包括跌落塔、軌道和用于放置并帶動(dòng)試驗(yàn)產(chǎn)品的產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)，所述軌道安裝于所述跌落塔上，所述產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)安裝于所述軌道上，所述軌道的底部為“U”形，設(shè)所述軌道上初始安裝所述產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)的豎直段為軌道首段且另一豎直段為軌道末段;所述超大型跌落裝置還包括牽引提升小車(chē)、牽引緩降小車(chē)、電磁鐵吸具和電磁鐵吸板，所述牽引提升小車(chē)安裝于所述軌道首段上，所述牽引緩降小車(chē)安裝于所述軌道末段上，所述牽引提升小車(chē)和所述牽引緩降小車(chē)分別通過(guò)牽引繩與兩個(gè)牽引機(jī)對(duì)應(yīng)連接，所述產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)位于所述牽引提升小車(chē)和所述牽引緩降小車(chē)之間，所述牽引提升小車(chē)的下端面上和所述牽引緩降小車(chē)的下端面上分別安裝有內(nèi)置電磁線(xiàn)圈的所述電磁鐵吸具，所述產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)的上下兩個(gè)端面上分別安裝有導(dǎo)磁材料制作的所述電磁鐵吸板。
[0011]進(jìn)一步，所述超大型跌落裝置還包括分別安裝于所述產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)上和所述軌道末段上且用于在所述軌道末段對(duì)所述產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)進(jìn)行鎖定和解鎖的回落止動(dòng)裝置。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0013]本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)計(jì)“U”形軌道，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)化，合理設(shè)計(jì)能量轉(zhuǎn)化方式，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)能一一勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，改變了動(dòng)能強(qiáng)制吸收的方式，并通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)的緩降，將勢(shì)能逐步減低，從而避免較大的沖擊載荷，降低了超大型跌落設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造難度，提高設(shè)備在全生命周期中的重復(fù)使用率，有利于控制制造和使用成本，可實(shí)現(xiàn)提高該設(shè)備在全生命周期內(nèi)的重復(fù)利用率，以及減少研制、使用成本目的。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型所述超大型跌落裝置的主視圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型所述超大型跌落裝置的右視圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型所述超大型跌落裝置的俯視圖；
[0017]圖4是圖1中“A”的放大圖；
[0018]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述超大型跌落裝置采用的回落止動(dòng)裝置的局剖主視圖，圖中還示出了產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)和軌道；
[0019]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述超大型跌落裝置采用的回落止動(dòng)裝置的局剖俯視圖，圖中還示出了產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)和軌道；
[0020]圖7是圖5中“C"的放大圖；
[0021]圖8是圖5中“D”的放大圖；
[0022]圖9是圖5中“B”的放大圖；
[0023]圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述試驗(yàn)車(chē)止動(dòng)裝置的主視圖，圖中視角與圖9一致；
[0024]圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述試驗(yàn)車(chē)止動(dòng)裝置的立體圖之一；
[0025]圖12是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述試驗(yàn)車(chē)止動(dòng)裝置的立體圖之二，其前面與圖11互為正反兩面；
[0026]圖13是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述安裝座的立體圖；
[0027]圖14是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述復(fù)位撥板的主視圖；
[0028]圖15是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述回落止動(dòng)塊的立體圖；
[0029]圖16是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述回落止動(dòng)塊的主視圖；
[0030]圖17是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述解鎖鉤板的立體圖；
[0031 ]圖18是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述解鎖鉤板的主視圖；
[0032]圖19是本實(shí)用新型實(shí)施例中所述鎖定滑板的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0034]如圖1-圖4所示，本實(shí)用新型所述超大型跌落裝置包括跌落塔7、軌道6和用于放置并帶動(dòng)試驗(yàn)產(chǎn)品的產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5、牽引提升小車(chē)4、牽引緩降小車(chē)2、電磁鐵吸具9a、電磁鐵吸板9b和回落止動(dòng)裝置，軌道6安裝于跌落塔7上，產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5安裝于軌道6上，軌道6的底部為“U”形，設(shè)軌道6上初始安裝產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5的豎直段為軌道首段(見(jiàn)圖2中左邊的豎直段)且另一豎直段為軌道末段(見(jiàn)圖2中右邊的豎直段)，牽引提升小車(chē)4安裝于軌道首段上，牽引緩降小車(chē)2安裝于軌道末段上，牽引提升小車(chē)4和牽引緩降小車(chē)2分別通過(guò)牽引繩3與兩個(gè)牽弓丨機(jī)8對(duì)應(yīng)連接，產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5位于牽引提升小車(chē)4和牽引緩降小車(chē)2之間，牽引提升小車(chē)4的下端面上和牽引緩降小車(chē)2的下端面上分別安裝有內(nèi)置電磁線(xiàn)圈的電磁鐵吸具9a，產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5的上下兩個(gè)端面上分別安裝有導(dǎo)磁材料制作的電磁鐵吸板9b，用于在軌道末段對(duì)產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5進(jìn)行鎖定和解鎖的回落止動(dòng)裝置包括安裝于產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5上的試驗(yàn)車(chē)止動(dòng)裝置11和軌道末段上的軌道止動(dòng)裝置，其中軌道止動(dòng)裝置為即上表面為平面且下表面為斜面的凸齒10，見(jiàn)圖4所示。
[0035]上述結(jié)構(gòu)中，跌落塔7是一個(gè)用矩形型材構(gòu)建的“人”字形鋼塔結(jié)構(gòu)，用于為跌落試驗(yàn)提供所需的有效高度。它的正前面以及正后面分別固定支撐著兩根平行且豎直向下的鋼軌，在塔身的底部用兩根半圓形的環(huán)形軌道分別與其前后對(duì)應(yīng)的軌道平穩(wěn)對(duì)接。這些軌道共同組成了一組U字環(huán)形的軌道6。軌道6的底部可以是半圓形、橢圓形或偏心圓(“b”字形)，軌道末段可有一定的傾角，以減輕換向時(shí)離心力對(duì)產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5的壓力。
[0036]牽引機(jī)8采用卷?yè)P(yáng)機(jī)，牽引繩3采用鋼絲繩，牽引繩3繞過(guò)跌落塔7頂部的滑輪I。
[0037]電磁鐵吸板9通過(guò)控制器控制其電源輸入的通斷，即可實(shí)現(xiàn)其磁力有無(wú)的控制。
[0038]如圖1-圖4所示，當(dāng)?shù)湓囼?yàn)裝置工作時(shí)，牽引提升小車(chē)4沿軌道6緩降至塔身底部后，在與裝有試驗(yàn)產(chǎn)品的產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5通過(guò)電磁鐵吸具9a、電磁鐵吸板9b可靠接觸后吸合。在牽引機(jī)8的帶動(dòng)下，將產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5提升至指定的高度。在準(zhǔn)備就緒后，控制電磁鐵吸具9a消磁，產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5與牽引提升小車(chē)4分離。在重力作用下，產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5沿軌道首段沖向著靶區(qū)，并在指定的高度觸發(fā)爆炸螺栓工作，使得試驗(yàn)產(chǎn)品與產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)分離，試驗(yàn)產(chǎn)品自由跌落至靶區(qū)，產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5沿軌道6繼續(xù)前行。經(jīng)底部的環(huán)形軌道換向后，沿軌道末段向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5運(yùn)動(dòng)到動(dòng)能為零時(shí)，牽引緩降小車(chē)2通過(guò)電磁鐵吸具9a、電磁鐵吸板9b與產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5吸合，并通過(guò)牽引機(jī)8緩降至塔身底部，釋放電磁鐵吸具9a，牽引提升小車(chē)4牽引產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5回塔身頂部，待命。
[0039]為了實(shí)現(xiàn)更好的控制，在產(chǎn)品試驗(yàn)車(chē)5到達(dá)軌道末段的上端時(shí)，試驗(yàn)車(chē)止動(dòng)裝置11配合凸齒10開(kāi)始工作，首先實(shí)現(xiàn)鎖定，