專利名稱：大負荷低中頻三向簧片儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量沖擊即加速度的突變儀器，特別是一種簧片儀。
背景技術：
大負荷低中頻三向簧片儀，是進行沖擊響應譜測試的專用儀器設備， 通?？稍趯嵈路墙佑|爆炸等惡劣環(huán)境中測量，因其工作時不需要電 源，不受周圍環(huán)境的干擾，具有較高的可靠性?，F(xiàn)有的三向簧片儀，其結 構特點是，在簧片儀的機架上，置設有三組簧片，其簧片的布置呈三向對 稱，分別用來測量垂向、縱向和橫向的沖擊輸入，為實現(xiàn)其測量功能，簧 片是通過其根部的通孔套設在一長螺桿上，各簧片間設置有距離墊，螺桿 以螺母旋固在機架上，各簧片的端部設置有質塊劃針組件，劃針的針尖貼 指在固設于機架的記錄劃板上，測量時，簧片受沖擊輸入產生振蕩變形， 并帶動端部的劃針在記錄劃板上刻劃出測量記錄的劃痕，即準確記錄沖擊 的敲大位移響應他，實現(xiàn)儀器的測量功能；上述現(xiàn)有三向簧片儀的主要結 構特征是測量縱、橫向沖擊的兩組簧片，其固定各簧片的長螺桿是設置 在儀器機架的下方，即固定在機架近底部處，因此，固設在長螺桿上的各 簧片根部是位于儀器機架下方，帶有質塊劃針組件的簧片上端是位于儀器 機架上方，簧片是呈底部固定的豎桿式結構，由于上述三向簧片儀中簧片 的固有頻率均較高，其頻率的最低值也在7Hz左、右，因此這些簧片的剛性較大，雖然采用上述豎桿式且頂端帶重塊的易失穩(wěn)簧片結構，在儀器 的使用過程中，失穩(wěn)問題不是特別突出，尚未出現(xiàn)簧片失穩(wěn)而影響儀器測 量精度問題。但是，隨著技術的進步和發(fā)展，人們對艦船設備沖擊響應譜低頻段的 數(shù)據(jù)越來越關心，要求三向簧片儀的簧片固有頻率應盡可能降低，如通常要求其最低值可達3 4Hz，此時，如果三向簧片儀測量縱、橫二向沖擊的 兩組簧片，仍保持原有根部固定自由端向上的豎桿式結構，同時，在艦船 上，垂直方向(自下而上)的沖擊分量往往又是最大值的條件下，這種低 剛性自由端帶重塊的簧片，其失穩(wěn)現(xiàn)象不僅容易發(fā)生，而且也會使儀器測 量值嚴重失真；因此，在強沖擊的環(huán)境條件中，三向簧片儀如何保證沖擊 譜低頻部分測量結果精度，是亟待解決的技術難題。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種改進的大負荷低中頻三向簧 片儀，它能在強沖擊的環(huán)境下，排除現(xiàn)有儀器結構的不良影響，保證沖擊 響應譜的低頻部分測量精度達到規(guī)定的要求。本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案是:大負荷低中頻三向簧片 儀包括有機架、距離墊、簧片、質塊劃針組件、壓套、長螺桿和劃板，長 螺桿貫穿設置在機架內并以壓套和螺母固定，長螺桿套設有一組簧片和分 隔各簧片的距離墊，各簧片的端部設置有質塊劃針組件，機架上還固設有 和質塊劃針組件對應的劃板，其特點是在三向簧片儀機架近頂部處固定 設置有一組呈橫、縱向布置的長螺桿，各長螺桿上分別固定設置有測量縱、 橫向沖擊的一組簧片，自由端帶有質塊劃針組件的各簧片根部固定于長螺 桿，各簧片的自由端向下呈懸掛狀。各簧片的最低固有頻率為2.5HZ 。
本發(fā)明的縱、橫向沖擊測量采用新穎的懸掛式簧片結構，從根本上排 除傳統(tǒng)豎桿式簧片固有的不穩(wěn)定性對測量結果的不良影響，此固定懸掛式 簧片的結構特點，使簧片可選用很低的固有頻率值，同時，懸掛式簧片也 排除艦船上存在極大垂直向沖擊分量對簧片穩(wěn)定特性的嚴重影響，因此， 本發(fā)明可測量現(xiàn)有三向簧片儀無法測量的沖擊響應譜低頻段，可明顯擴大 儀器量程，其相應測量精度也比豎桿式簧片結構高得多，能適應技術新發(fā) 展的需求，且能保持儀器結構簡單，工作可靠性高等特點。
圖1是本發(fā)明大負荷低中頻三向簧片儀縱向剖視示意圖。圖2是本發(fā)明大負荷低中頻三向簧片儀橫向剖視示意圖。 圖3是圖1、 2簧片固定于長螺桿局部示意圖。 圖4是圖3中A-A剖視示意圖。圖5是圖1、 2中簧片自由端和質塊劃針組件組合示意圖。 圖6是圖5中B向視示意圖。
具體實施例方式參照圖1、 2，大負荷低中頻三向簧片儀包括有機架l、距離墊2、簧 片3、質塊劃針組件4、壓套5、長螺桿6和劃板7。機架l，其結構基本和現(xiàn)有三向簧片儀相似，在其構件上可分別固定 設置縱、橫和垂直三向的長螺桿6和對應的各劃板7;本發(fā)明的主要特點 之一是，機架1用以穿伸縱、橫向各長螺桿6的通孔是位于機架1頂部 11的臨近處，現(xiàn)有的三向簧片儀上述穿伸各長螺桿6的通孔是位于機架1 底部12的臨近處，由于該通孔位置的改變，本發(fā)明采用的長螺桿6呈頂
置式結構，隨之改變測量縱、橫沖擊輸入的簧片安裝方式?；善?，其結構與形狀基本上和現(xiàn)有三向簧片儀中的簧片相同或相 似，如圖3、 4所示，簧片3包括有根部3K固定孔32、片體33，通孔 34和自由端35;根部31呈圓形，其內設成型的固定孔32，以保證套設在長螺桿6上 的定位；本發(fā)明簧片3的固定端(根部31)在機架1上方，現(xiàn)有儀器簧 片固定端在機架1下方；片體33是根部31延伸一體成形，片體33是儀器測量沖擊輸入的敏 感元件；由于本發(fā)明機架1上固定長螺桿6的通孔近頂部11，即簧片3 的根部31位于機架1近頂部11處，自根部延伸一體的片體33是垂直于 長螺桿6，即片體33的自由端垂直向下，此時，簧片3在機架1上的固 定安裝狀態(tài)是呈懸掛式，如圖l、 2所示；懸掛式的片體33，既沒有傳統(tǒng) 簧片(豎桿式)的垂向穩(wěn)定問題，也不受艦船上較大垂向沖擊分量的不良 影響，因此，本發(fā)明的簧片固有頻率值可降低至3Hz左右，和傳統(tǒng)的簧 片固有頻率7Hz比較，在技術上有極大的進步，對應上述固有頻率值， 片體33的結構尺寸可根據(jù)測量需要進行選擇，對應的片體33厚度為0.2 毫米至1.0毫米，片體33的寬度為4.0毫米至10.0毫米；在片體33的自由端35上，設置有通孔34，該通孔34用來固接質塊 劃針組件4。質塊劃針組件4的結構和現(xiàn)有三向簧片儀上的組件相同或相似，組件 包括有劃針41、調節(jié)螺母42、鎖緊螺母43、固定螺栓44、彈簧45和質 塊46，組件由固定螺栓44穿伸于簧片3的通孔34將質塊46固定在簧片
3的自由端35，如圖5、 6所示，劃針41是垂直指向記錄的劃板7，其針 尖和劃板7接觸。長螺桿6，其自身結構以及距離墊2、簧片3、壓套5的安裝狀態(tài)和 現(xiàn)有三向簧片儀上的相應結構和安裝狀態(tài)相似或相同，用于安裝縱、橫向 測量沖擊響應譜簧片3的螺桿6，是設置在機架1近頂部11的臨近處， 長螺桿6穿伸于對應的機架1上通孔，再以壓套5和螺母將長螺桿6固定 在機架1上；長螺桿6上可套設一組簧片3，如圖1、 2所示，各簧片3 可具有不同固有頻率，以適應測量的需求，各簧片3之間在長螺桿6上設 置有相應的距離墊2，以保持各簧片3測量時產生振蕩必須的空間，長螺 桿6對應安裝簧片3的桿身段橫截面呈半圓狀，該成型半圓和各簧片3 根部31成型的固定孔32配合，使定位套設在長螺桿6上的各簧片3呈垂 直懸掛狀，以獲得最佳的測量效果。劃板7，其結構和固設于機架1的狀態(tài)均和現(xiàn)有三向簧片儀相同或相 似，劃板7豎立固設在機架1，板面和質塊劃針組件4的劃針41對應觸 接。測量時，三向簧片儀的置設位置如圖1、 2所示，帶有質塊劃針組件 4的簧片3呈懸掛狀態(tài)固定在長螺桿6上，輸入的沖擊使簧片3產生振蕩， 簧片3的片體33帶動其自由端35上固設的質塊劃針組件4，質塊劃針組 件4的劃針41可在劃板7上刻劃記錄沖擊響應譜，實現(xiàn)三向簧片儀的測 量功能；由于簧片3根部31固定位于機架1上方呈懸掛狀，帶質塊劃針 組件4的簧片3不再存在現(xiàn)有設備豎桿式簧片的不穩(wěn)定問題，同時艦船上 常見的極大垂直向沖擊分量對簧片穩(wěn)定性的影響也不再存在，在這一前提
下，本發(fā)明的簧片可設計成很低的固有頻率值，可擴大儀器的量程，更重 要的是能適應艦船設備沖擊響應譜低頻段測量的需求，確保三向簧片儀在 強沖擊的環(huán)境下，，沖擊譜低頻部分測量結構準確。
權利要求
1、一種大負荷低中頻三向簧片儀，包括有機架、距離墊、簧片、質塊劃針組件、壓套、長螺桿和劃板，長螺桿貫穿設置在機架內并以壓套和螺母固定，長螺桿上套設有一組簧片和分隔各簧片的距離墊，各簧片的端部設置有質塊劃針組件，機架上還固設有和質塊劃針組件相對應的劃板，其特征在于a、在三向簧片儀機架(1)近頂部(11)處固定設置有一組呈橫、縱向布置的長螺桿(6)；b、各長螺桿(6)上分別固定設置有測量縱、橫向沖擊的一組簧片(3)；c、自由端帶有質塊劃針組件(4)的各簧片(3)根部(31)固定于長螺桿(6)，各簧片(3)的自由端(35)向下呈懸掛狀。
2、 根據(jù)權利要求1所述的大負荷低中頻三向簧片儀，其特征是各簧 片(3)的最低固有頻率為2.5Hz 。
3、 根據(jù)權利要求1所述的大負荷低中頻三向簧片儀，其特征是各簧 片(3)的厚度為0.2毫米至1.0毫米，簧片(3)的寬度為4.0毫米至10.0
全文摘要
一種大負荷低中頻三向簧片儀，主要解決提高沖擊響應譜的低頻部分測量精度等技術問題，其采用的技術方案是，在三向簧片儀機架近頂部處固定設置有一組呈橫、縱向布置的長螺桿，各長螺桿上分別固定設置有測量縱、橫向沖擊的一組簧片，簧片的自由端帶有質塊劃針組件根部固定于長螺桿，各簧片的自由端向下呈懸掛狀，適用于測量記錄強沖擊輸入在低中頻段的沖擊響應譜。
文檔編號G01M7/00GK101153828SQ200610116570
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月27日 優(yōu)先權日2006年9月27日
發(fā)明者孫偉星, 錢兆俊 申請人:中國船舶重工集團公司第七○四研究所