专利名称：一种静压球形联接器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于力学环境试验设备领域，具体涉及一种力学环境试验设备 与试品间联接用的静压球形联接器装置。
背景技术：
力学环境试验设备是用来模拟产品、包装及元器件在使用、装卸和运输过 程中可能遭受的振动、冲击、摇摆等力学环境的设备。试验中使用的力学环境 试验设备主要包括振动试验台、冲击试验台、碰撞试验台、离心式恒加速试验 台、以及能模拟运输过程中的摇摆、倾倒、弹跳及自由跌落等力学环境的一系 列试验设备。
在多维振动的振动试验中，即采用多台单自由度振动试验设备对同 一产品 进行振动试验时，在水平滑台与激振器的联接中都有一个同步联接的问题。另 外，当被试产品质量过大时，由于单个振动试验设备提供的试验力有限，用一 台振动试验设备无法完成必要的试验项目。这就需要多台振动试验设备对同一 产品进行同步工作。上述试验方法中都涉及到一个振动试验设备和试品间的同 步联接问题。
振动设备与试品间的联接刚度要求较高，通常的滑动联接不能使振动试验 设备可靠工作，有些情况下甚至不能进行振动试验。目前普遍采用机械刚度联 接，通过电气的同步来解决同步联接的问题，在单自由度水平振动的振动设备 与滑台的连接中，为保证同步，需要加工精度较高的机械臂进行联接，但提高 精度会大大增加联接器的制造成本，而该配作又同时降低了机械臂零部件的互 换性，给联接器的维修保养带来困难。当采用两台甚至更多的振动试验设备对 同一大质量试品进行同步工作时，由于各振动试验设备所提供的激振力的频率 无法保证时刻同步，需要相应的对传递给试品的激振力进行同步微调修整，而
机械臂的刚性联接无法对该激振力进行调整，也无法保证各激振力的同步。此 时，整个振动试验是在极不安全的情况下进行的，任何时间包括瞬间的不同步
将会产生严重的后果。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供能保证多个振动试验设备同步联接、传动效率高、 联接平稳、精度高的静压球形联接器装置，它能保证振动试验设备的联接刚度， 使用寿命长。
为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下
--种静压球形联接器装置，包括一末端为球体的连接轴，其特征在于该联 接器装置的本体上设置球壳，连接轴的球体端嵌装入容纳球体的该球壳内，球 壳腔内壁分布有承压油腔，承压油腔通过球壳上开设的通孔与压力供油系统连 接，压力供油系统与每个通孔间设置节流器。
所述联接器的球体与球壳间隙配合，所述球壳腔内壁开设凹部在球体和球 壳内壁间形成承压油腔。
所述承压油腔的个数为偶数个，承压油腔沿球壳腔体的内壁均匀对称分布。
所述节流器选自毛细管节流器、小孔节流器、滑阀节流器或膜片反馈节流器。
所述激振器的压力供油系统包括油泵、单向阀门、蓄能器和压控继电器组 件，油泵经供油管线依次联接单向阀门、蓄能器、压力表和压力继电器组成的 压控继电器，然后与节流器联接。
所述每个节流器通过供油管线与两个沿球体的球心对称设置的承压油腔相连通。
该静压球形联接器装置主要包括球形关节、节流器及供油系统三部分，球 形关节的球壳设置在联接器本体上，该联接器的本体通常为振动试验设备的动 圈骨架体或扩展台。连接轴的球体可在球壳内一定角度范围内自由转动，承压 油腔中的压力油形成承压油膜将连接轴的球体托起，使其处于悬浮状态，承压 油腔内的压力油由压力供油系统提供，压力供油系统可以提供一恒压的油源， 压力油经过节流器进入到承压油腔内。由于节流器的节流作用，在静压球形联
接器装置工作时，工作载荷通过球壳、承压油膜和球体传递给另一端。承受载 荷一方的承压油腔内的油压会升高，而相对称一方承压油腔内的油压会下降， 对称的承压油腔就形成一个压力差，该压力差作用于承受负载。由于在连接轴 末端的球体和球壳间始终充满着压力油，该压力油的可压縮性有很小，所以球 体和球壳间在传动的过程中产生的位移极其微小，甚至没有位移，保证了振动 试验的联接刚度。
在采用多台振动试验设备对质量较大试品进行同步联接时，各振动试验设 备提供的激振力无法保证始终同步，有时会出现微小的偏差，由于连接轴的球 体可在球壳内作一定范围的自由转动，该转动可以补偿同步偏差，始终保证各 振动试验设备的同步联接。
所述承压油腔的个数可以为2个、4个、6个、8个、10个、12个，或者 更多的偶数个，承压油腔的个数是根据该联接器装置的负载能力、振动频率和 振动试验设备的大小设计，承压油腔的均匀对称设置能更好的保证球体和球壳 间各方位的摩擦均为液体摩擦。压力油膜的摩擦力小，功率损耗低，传动效率 高。只要能保证压力油的正常供应，该静压球形联接器装置在作用力的方向上 频繁高速改变也不会出现球体和壳体间的直接接触而造成磨损问题，始终保持 联接刚度和精度，使用寿命较长。
连接轴的球体和球壳间的承压油膜有良好的抗振性能，能保证联接平稳。 在各种相对运动速度下，承压油膜都具有较高的承载能力，二者速度的变化对 油膜刚度的变化影响很小，同时该承压油膜具有补偿球体和球壳定位误差的作 用，能减少球体和球壳在制作过程中的误差对同步联接的影响。承压油腔内的 油压可以根据该联接器装置的承载能力、传动速度和载荷进行调整，油压可以 是2.5Mpa以下的中低压，也可以是2.5Mpa至25Mpa的中高压。
本实用新型的有益效果在于，该静压球形联接器装置在保证联接刚度的同 时，能够对多个振动试验设备作用于一试品的激振力进行同步的微调，保证同 步联接和试验的正常进行，同时该装置通过承压油膜解决了联接间的摩擦问题， 提高了传动精度和效率。该装置可用于多自由度的振动试验设备的同步联接， 也用于多个振动试验设备作用于一试品的同步联接。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的阐述。
图1是本实用新型的部分剖面结构示意图； 图2是本实用新型的应用结构示意图。
具体实施方式
如图，该静压球形联接器装置1主要由球形联接器、节流器和压力供油系 统三部分组成，联接器装置的本体16上设置球壳15， 一末端为球体13的连接 轴11的球体端嵌装入容纳球体的球壳15内，球壳腔内壁分布有承压油腔14， 该承压油腔是在球壳腔内壁开设凹部在球体和球壳内壁间形成的，承压油腔沿 球壳腔体的内壁均匀对称分布。承压油腔通过球壳上开设的通孔12和供油管线 21与压力供油系统连接，供油管线上设置有膜片反馈节流器22，每个节流器通 过供油管线与两个沿球体的球心对称设置的承压油腔相连通。
振动试验设备的压力供油系统包括油泵34、单向阀门33、蓄能器39和压 控继电器等组件，储油器36与油泵34通过供油管线联接，其间设置进油过滤 器35，油泵还并联有与储油器相通的溢流阀37，油泵34与节流器的供油管线 上依次联接单向阀门33、蓄能器39、高压精滤器38、压力表31和压力继电器 32组成的压控继电器。
如图2，采用该静压球形联接器装置1对试品进行三维的振动试验，两振 动试验设备4和5通过静压球形联接器装置与试品6垂直联接。进行振动试验 时，两振动试验设备通过静压球形联接器装置的连接轴11传递给试品6 —定频 率的激振力。承压油腔中的压力油形成承压油膜将连接轴的球体托起，使其处 于悬浮状态，工作载荷通过球壳、承压油膜和球体传递给另一端。承受载荷一 方的承压油腔内的油压会升高，而相对称一方承压油腔内的油压会下降，对称 的承压油腔就形成一个压力差，该压力差作用于承受负载。该压力油膜的可压 縮性很小，所以球体和球壳间在传动的过程中产生的位移极其微小，甚至没有 位移，保证了振动试验的联接刚度。
由于试验过程中无法保证两振动试验设备与试品始终保持同步联接，当二 者传递给试品的激振力频率出现偏差时，连接轴的球体连接轴的球体可在球壳 内一定角度范围内自由转动，对该偏差进行补偿，消除负面影响。
权利要求1.一种静压球形联接器装置，包括一末端为球体的连接轴，其特征在于该联接器装置的本体上设置球壳，连接轴的球体端嵌装入容纳球体的该球壳内，球壳腔内壁分布有承压油腔，承压油腔通过球壳上开设的通孔与压力供油系统连接，压力供油系统与每个通孔间设置节流器。
2. 根据权利要求1所述的静压球形联接器装置，其特征在于所述联接器的 球体与球壳间隙配合，所述球壳腔内壁开设凹部在球体和球壳内壁间形成承压油腔。
3. 根据权利要求1所述的静压球形联接器装置，其特征在于所述承压油腔 的个数为偶数个，承压油腔沿球壳腔体的内壁均匀对称分布。
4. 根据权利要求1所述的静压球形联接器装置，其特征在于所述节流器选 自毛细管节流器、小孔节流器、滑阀节流器或膜片反馈节流器。
5. 根据权利要求1所述的静压球形联接器装置，其特征在于所述压力供油 系统包括油泵、单向阀门、蓄能器和压控继电器组件，油泵经供油管线依次联 接单向阀门、蓄能器、压力表和压力继电器组成的压控继电器，然后与节流器 联接。
6. 根据权利要求1所述的静压球形联接器装置，其特征在于所述每个节流 器通过供油管线与两个沿球体的球心对称设置的承压油腔相连通。
专利摘要一种静压球形联接器装置，属于力学环境试验设备领域。包括一末端为球体的连接轴，其特征在于该联接器装置的本体上设置球壳，连接轴的球体端嵌装入容纳球体的该球壳内，球壳腔内壁分布有承压油腔，承压油腔通过球壳上开设的通孔与压力供油系统连接，压力供油系统与每个通孔间设置节流器。该静压球形联接器装置在保证联接刚度的同时，能够对多个振动试验设备作用于一试品的激振力进行同步的微调，保证同步联接和试验的正常进行，同时该装置通过承压油膜解决了联接间的摩擦问题，提高了传动精度和效率。该装置可用于多自由度的振动试验设备的同步联接，也用于多个振动试验设备作用于一试品的同步联接。
文档编号G01N3/00GK201004048SQ200620175169
公开日2008年1月9日 申请日期2006年12月31日 优先权日2006年12月31日
发明者吴大仕, 袁传大 申请人:苏州东菱振动试验仪器有限公司