高加速冲击试验台

概述

SY10-50是全自动液压提升冲击测试系统，用于测量和确定产品或包装的抗冲击性能，考核试品在冲击环境下功能的可靠性和结构的完好性。SY10系列冲击台可执行常规的半正弦波、后峰锯齿波等波形的冲击试验，以实现产品在实际环境中所遭受的冲击波及冲击能量，从而改进系统或优化产品的包装结构。本设备满足GB/T2423.5《电工电子产品基本环境试验规程Ea：冲击试验方法》、GJB150.18－86《军用设备环境试验方法：冲击试验》等相关试验标准对冲击试验的要求。

1、系统功能和技术指标

a）                     基于Windows的控制测量系统；

b）                     多轨导向支柱：结合液压平衡升降系统，润滑性好，无噪音，全自动定位台面；

c）                     升降高度的自动控制：高度设定完成后，计算机自动控制台面升降高度，准确度高，重复性能好；

d）                     高性能的铸造铝制台面：铸造铝制台面具有较高的强度和硬度以及较高的一阶谐振频率，噪音低，无杂波产生；

e）                     zui可靠的刹闸系统：内置制动机构，避免二次反弹碰撞，更安全的定位台面；

f）                     多种波形：更换不同的波形发生器，可执行常规的半正弦波、后峰锯齿波波形；

g）                     安装方便：设备自带高性能缓冲隔振装置，无需地基，安装方便、可靠；

h）                     完善的测量系统：系统内存各种波形容差带，方便用户调整、套用，自动完成试验结束后的试验报告生成；

i）                     系统的兼容性能：可与多种冲击测量分析软件系统兼容，提供用户更多的选择空间。

1.1 主要技术指标

设备的主要技术指标如表1所示。

表 1  设备主要技术指标

2 、系统组成

SY10-50型冲击台由冲击台台体，液压系统，控制测量系统四大部分组成。系统框图如图1所示。

图1 系统组成框图

2.1 冲击台体

本冲击台为SY10系列冲击台，是一种液压提升、液压刹车的大型跌落式垂直冲击试验台。产品图片和冲击台结构示意如如图2a、图2b所示。

图2a  冲击台照片                  图2b  冲击台试验原理图

SY10-50型冲击台由于负载和平台重量较大，为了使试品平稳缓慢上升，系统采用两个液压缸为提升动力，一方面可以减小液压源压力，克服液压油温的上升，主要是为了减小和工作台连接处受力，提高了系统的可靠性。

液压缸活塞杆设计伸出长度为1m，活塞杆上部为一滑轮，通过钢丝绳带动工作台提升。因此系统提升力大，提升平稳，且提升速度可调。另一方面，虽然液压缸活塞杆伸出长度为1m，但通过滑轮绕组后，工作台zui大可以提升近2m高度，可以实现较大的冲击能量。

系统的到位后锁紧和防止二次反弹均由安装在工作台导耳和导向柱之间的液压刹车机构实现。液压刹车机构采用增压缸为动力源，液体压力可达16MPa，可以快速、可靠地制动，防止二次反弹。

提升的高度通过安装在底座上的光电编码器组件测量，光电编码器测量具有精度高、抗*力强，可靠性高，保证了冲击的重复性。

为了减小系统对地面的冲击力，冲击台设计了自缓冲系统，系统由大质量底座、高性能阻尼器、进口气囊组成。不考虑负载，固有频率设计为5Hz左右。减振系统一方面大大减小工作台冲击传递到地面的冲击力（在冲击脉冲为6～20ms时，对地面冲击力的为原冲击力的10～30%），另一方面，对冲击波形也具有很好的高频滤波作用，使冲击波形更加平滑。

2.1.1 固定脉宽半正弦波发生器

半正弦波形发生器主要用工程橡胶制造（考虑橡胶的刚度和聚合力）。波形发生器采用圆柱形，一般设计成几种不同的厚度，如图3所示。不同的厚度相互串联，组成多种刚度，实现不同的冲击脉冲宽度。

                         图3 固定式半正弦波形发生器

2.2 液压系统

液压系统由油泵电机，低压油泵，高压油泵，各种压力控制阀，流量控制阀，方向控制阀，功能控制阀以及油箱，油管，滤油器，压力表等组成，它们分别完成对压力，流量，方向的控制，以及完成特定的功能。

液压系统为工作台面的升降，制动提供了动力，与计算机系统一起完成对冲击台体的自动控制。液压系统构成如图4所示。

图4 液压系统原理图

结合图4，SY10-50冲击台的工作方式如下：三位四通电磁阀1DT得电，提升油缸活塞杆上升，当上升到吊耳与工作台面接触后，行程开关K1闭合，二位四通电磁阀3DT得电，高压油液失压，制动活塞松开，台面上升；当台面上升到预定的高度时，二位四通电磁阀3DT失电，高压油液推动制动活塞制动工作台面，同时三位四通电磁阀1DT失电，提升油缸活塞杆停止上升；三位四通电磁阀2DT得电，提升油缸活塞杆下降，当活塞杆下降到zui低位置，微动开关K2触点闭合；此时，工作台面仍制动于预设的跌落高度，处于待跌落状态。当得到跌落信号后，二位四通电磁阀3DT得电，制动缸活塞失压，工作台面自由跌落，与底座通过脉冲发生器产生碰撞；产生冲击波形，测量系统完成对冲击波形的测量；工作台面反弹上升，此时，二位四通电磁阀3DT失电，制动缸活塞制动工作台面，防止二次冲击。

2.3 冲击测量控制仪

系统采用ShockDAQ软件，它包括冲击控制和冲击测量两部分功能。冲击测量系统主要用于测量冲击过程中的加速度、脉冲持续时间、速度变化量等冲击试验参量，并能打印出所有的测量数据。采集板采用ADLink公司多通道采集板，通道采样率100kHz。ShockDAQ测量软件用LabWindow开发平台研制，具有界面友好、操作方便、系统可靠等优点。软件界面如下图5所示。