转臂式加速度过载模拟实验台结构设计与分析课件.doc

转臂式加速度过载模拟实验台结构设计与分析 前言 1.1选题的依据及意义： 现代军事、国防领域对火工品飞行器的机动性要求很高。火工品的机定性越好，对其整体强度要求及越高，承受机动过载的能力越强。 为保证火工品的产品的质量和可靠性，必须进行火工品的地面过载实验，对火工品在法向加速度作用下的性能进行评价，用于指导产品设计与质量控制。离心加速度实验装置就是在地面上测试过载情况下火工品飞行器(如导弹等)某些性能的一种专用设备 。 例如，飞机在作水平盘旋机动时所受的力与角加速度有直接关系，质量大的飞机由于有受力极限角加速度就不能太大，而质量小的飞机在同样的受力极限上可以达到更大的角加速度，也就是说可以转的更快，转弯半径更小，水平机动性能更好。 离心是进行分离实验室用的处理里量较小，体积和重量也较小，但分离的精确度较好，主要用在实验室中的分离提取与分析研究中广泛应用干生物医学、石油化工、农业、食品卫生等领域，它利用不同物质在离心力场中沉淀速度的差异，实现样品的分析分离。 主要用于航天航空领域的科学普通的离心机装置是靠不同物质的沉降系数的不同，在一定的离心力的作用下，将不同的物质分离出来。即它是通过离心运动中不同比重的物质所受离心力不同，因而被分离开来，在工业生产中，离心机基本上属于后处理设备，主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化及固体颗粒分级等工艺过程，它是随着各工业部门的发展而相应发展起来的。目前为止,在加速度对发动机性能的影响方面,人们主要进行了由火箭自旋引起的横向加速度对推进剂药柱产生的加速度效应研究,即燃速增加导致发动机内弹道性能发生畸变,影响发动机的正常工作。这方面,国内外学者进行了大量的试验研究和理论分析工作,并取得了重大进展设计了实验发动机与实验装置,进行了一系列飞行固体火箭发动机横向过载模拟试验,获得了不同加速度下发动机内绝热层烧蚀率定量化的试验数据。验证了横向加速度严重影响局部绝热层烧蚀的事实。机理分析表明,此种结果是由于横向加速度作用下燃气中Al2O3液态粒子偏离发动机中心线,沿离心力方向大量沉积所致。此项研究为相关的工程设计提供了基础性的依据。离心不仅在调速技术方面取得进展，而且随着制造和应用技术的发展，在多功能和自动化方面也有长足进步，如可变速率起制动、程序变速、直接输入离心力、操作程序的存储和调用、仪器状态的自动诊断、要求尽可能全的显示离心机的参数和状态信息、更加完善的安全保护功能等，有些功能不仅是锦上添花，而且直接影响离心效果，如可变速率起制动和程序变速可以改善区带离心效果和缩短离心时间等。 过载模拟 待测件长度：900 ～1200mm 待测件直径：90 ～120mm 待测件重量： 15Kg 2.1.2 待测件载荷要求 最大离心加速度：70g 旋转架承载能力：大于1500N 2.1.3 转台运动参数设计 转台采用变频调速方式，技术指标如下： 旋转架转速：小于300r/min 旋转架启动平稳时间：180S 电机额定功率：5.5KW 实验转台上装有压力应变片，且配有控制箱，从而更好的保障人员安全 2.2总体方案的提出以及特点 方案1 方案图： 图2-1 方案1总图 组成： 1.支撑定架； 2.带轮传动； 3.旋转平台； 4.旋转支架； 5.刹车系统； 6.定 轴； 7.减震系统； 8.安装系统； 9.轴 承； 10.底 座； 方案一优点： （1）整个结构尺寸较大，适合大型试件的测试； （2）传动部分采用带传动，在过载情况下可以保护电动机，系统的安全性能好 （3）结构简单、拆装方便、较好的制造工艺。相对于箱体结构而言，支撑柱的使用使整体结构更简单，装配也更方便。易于实现自动化，提高生产率。其二，使用空心轴的同时不仅能够满足引出线的目的，同时也提高了轴的抗扭强度。 （3）：整个传动过程平稳，噪音小 （4）：可以测量多种形式放置和多种形状的元件。 但是同时这也对设计提出了更高的要求，因为还有考虑剃度加速度对测试件的影响。 方案一缺点： （1）传动带更换时需要同时拆卸实验装置主轴等部件，维修不方便。 （2）用八根立柱作为支承承担整个载荷，载荷过大时，立柱受载荷后容易产生扭转变形，从而降低实验装置的可靠性。 （3）：只能测量一定重量的待测件。由于带传动只能在轻载条件下工作，当被测件超过一定重量时，同步带传动易出现打滑现象，从而无法实现传动。 （4）：传动效率低，准确性不足。由于采用带传动，使整个结构传动效率低，寿命短，而且由于带传动的传动比不准确，故在测算离心力时，其转速存在偏差，使离心力的计算结果不准确。又实验台中采用的8根细长的支撑柱支撑，当转台和带测件稍重时，很容易使整个结构很失稳，从而产生很大的振动，从而影响测量的准确性