一种提高振动试验夹具通用性的工装组件、振动试验夹具的制作方法

本发明属于振动试验
技术领域：
，涉及一种提高振动试验夹具通用性的工装组件，以及采用该工装组件的振动试验夹具。
背景技术：
：振动试验已成为航天、航空、船舶及地面军用、民用设备可靠性验证的一种重要手段，主要用于验证设备整机及零部件等在预期或规定的振动条件下的适应性，考核设备在振动条件下能否正常工作和满足使用要求。目前振动试验主要是在电磁振动台上进行的，其工作原理是由恒定的磁场和位于磁场中通有一定交变电流的线圈相互作用，从而产生一定的激振力。在设备进行振动试验时，一般需要将被测设备通过试验夹具与振动台刚性连接。试验夹具作为一种机械过渡件，除了需要提供与设备匹配的机械接口外，还要提供与振动台台面相匹配的机械接口，才能通过螺钉(一般使用内六角圆柱头螺钉)将设备和振动台刚性连接。振动台台面安装孔为螺纹孔，不同大小的振动台螺纹孔孔径大小不一，常见的有φ8mm、φ10mm、φ12mm、φ16mm等规格，为保证试验夹具与振动台台面连接的刚性要求，试验夹具机械接口一般对应设计φ9mm、φ11mm、φ13.5mm、φ17.5mm的沉头孔，即试验夹具要根据不同的螺纹孔孔径的振动台设计不同孔径的沉头孔。在设备研制过程的不同阶段，往往需要进行多次振动试验，而振动台作为一种较为稀缺的资源，不是每次试验都能协调到相同螺纹孔孔径的振动台，这就需要为同一个设备设计加工两到三个甚至更多不同沉头孔孔径的试验夹具，这样需要投入更多的人力、物力，大大提高了设备研制成本，尤其对于研制周期非常紧张的航天设备而言，设计加工多个试验夹具往往会影响到研制进度。鉴于这种情况，设计一种通用试验夹具或是通过一种装置使得一件试验夹具能够具备通用性功能成为了设备研制人员和振动试验研究人员亟待解决的问题。技术实现要素：为了使试验夹具满足通用性要求，降低设备研制成本，本发明提供了一种提高振动试验夹具通用性的工装组件、振动试验夹具，能够在不改变已有试验夹具的前提下，使只有一种沉头孔孔径的试验夹具能够在不同螺纹孔孔径的振动台上安装，满足通用性要求。本发明的技术方案是：一种提高振动试验夹具通用性的工装组件，其特殊之处在于：包括第一工装单元、第二工装单元和第三工装单元；第一工装单元包括多个相互独立的第一工装，第二工装单元包括多个相互独立的第二工装，第三工装单元包括多个相互独立的第三工装；第一工装、第二工装和第三工装结构相同、尺寸不同；单个工装内部具有沉头通孔，外部形状与振动试验夹具的最大规格沉头孔的内部形状相匹配；定义单个工装上沉头通孔的大孔内径为d1，小孔内径为d2，大孔高度为d3，则第一工装上沉头通孔尺寸为：m8mm螺钉头直径＜d1＜25.5mm，8.0mm＜d2＜17.0mm，m8mm螺钉头高度＜d2＜17.0mm；第二工装上沉头通孔尺寸为：m10mm螺钉头直径＜d1＜25.5mm，10.0mm＜d2＜17.0mm，m10mm螺钉头高度＜d2＜17.0mm；第三工装上沉头通孔尺寸为：m12mm螺钉头直径＜d1＜25.5mm，12.0mm＜d2＜17.0mm，m12mm螺钉头高度＜d2＜17.0mm。优选的，第一工装上沉头通孔的尺寸为：d1＝15.0mm，d2＝9.0mm，d3＝9.0mm；第二工装上沉头通孔的尺寸为：d1＝18.0mm，d2＝11.0mm，d3＝11.0mm；第三工装上沉头通孔的尺寸为：d1＝20.0mm，d2＝13.0mm，d3＝13.5mm。优选的，第一工装、第二工装和第三工装采用铝或钢制成。本发明还提供了一种振动试验夹具，具有多个沉头孔；其特殊之处在于：还包括上述的工装组件；所述工装组件与所述多个沉头孔配合使用。本发明的优点是：1.本发明提出了一种设计振动试验通用夹具的新思路，在不改变现有试验夹具本身任何尺寸的前提下，采用本发明的工装组件与试验夹具配合，使得试验夹具的沉头孔孔径具有可变性，达到通用的目的。2.本发明的工装组件尺寸小、重量轻、设计加工简单、价格低廉、结构可靠、安装简单快捷、可持续重复使用，应用后可大大降低振动试验和设备研制成本，大大缩短振动试验和设备研制周期，保证任务进度，对航天、航空、船舶及地面军用、民用设备研制，尤其是对航天设备研制具有很强的实用价值，值的向全国推广。附图说明图1是本发明工装组件中单个工装的结构示意图。图2是现有常见振动试验夹具上φ17.5mm沉头孔的示意图。图3是本发明工装组件中单个工装与振动试验夹具上的沉头孔配合示意图。附图标记说明：1-沉头通孔，2-沉头孔，3-第二工装，4-振动试验夹具。具体实施方式以下结合附图对本发明作进一步说明。虽然振动台台面螺纹孔孔径各不相同，但其孔距一般只有一种规格(大部分振动台台面螺纹孔孔距均为100mm)，这就使得在设计本发明工装组件时无需考虑振动台台面螺纹孔孔距因素，只需考虑适应不同螺纹孔孔径的问题即可。本发明的工装组件包括第一工装单元、第二工装单元和第三工装单元；第一工装单元包括多个相互独立的第一工装，第二工装单元包括多个相互独立的第二工装，第三工装单元包括多个相互独立的第三工装；第一工装、第二工装和第三工装结构相同、尺寸不同；第一工装、第二工装和第三工装可采用铝、钢或不锈钢等材料制成，实际中可根据不同需求自由选择。单个工装的结构如图1所示，考虑到通用性，其外部形状、尺寸与试验夹具沉头孔规格中最大规格即φ17.5mm的沉头孔2(如图2所示)内部形状相匹配，其内部为沉头通孔1；定义单个工装上沉头通孔1的大孔内径为d1，小孔内径为d2，大孔高度为d3，则第一工装、第二工装和第三工装对应的沉头通孔1尺寸如下表所示：表1工装组件尺寸表单位：mm对应螺钉规格m8m10m12沉头通孔尺寸第一工装第二工装第三工装d115.018.020.0d29.011.013.0d39.011.013.5在振动试验夹具与φ16mm规格螺纹孔的振动台台面安装时，可用m16mm螺钉直接将二者紧固，不需要本发明的工装组件；在振动试验夹具与φ8mm、φ10mm、φ12mm规格螺纹孔的振动台台面安装时，先将本发明工装组件中对应尺寸的工装安装于振动试验夹具沉头孔内，然后再用相应规格的螺钉紧固，如图3所示。下面以振动台台面螺纹孔孔径φ10mm为例，简要介绍使用本发明的工装组件，将沉头孔孔径为φ17.5mm的振动试验夹具与振动台台面进行刚性连接的实施方法：1.将振动试验夹具4放置于振动台台面上，将振动试验夹具4上的沉头孔与振动台台面上的螺纹孔大致对准；2.选择d1＝18.0mm、d2＝11.0mm、d3＝11.0mm的第二工装3，并将第二工装3依次放入振动试验夹具4的每个沉头孔内；3.将m10mm内六角螺钉(图中未示出)依次放置到第二工装3中；4.调整振动试验夹具4的位置，使m10mm内六角螺钉与振动台台面上的螺纹孔对准；5.使用内六角扳手将每一个m10mm内六角螺钉紧固至合适力矩，完成振动试验夹具与振动台台面的刚性连接。当前第1页12