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概述
SY10-50是全自動(dòng)液壓提升沖擊測(cè)試系統(tǒng)，用于測(cè)量和確定產(chǎn)品或包裝的抗沖擊性能，考核試品在沖擊環(huán)境下功能的可靠性和結(jié)構(gòu)的完好性。SY10系列沖擊臺(tái)可執(zhí)行常規(guī)的半正弦波、后峰鋸齒波等波形的沖擊試驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在實(shí)際環(huán)境中所遭受的沖擊波及沖擊能量，從而改進(jìn)系統(tǒng)或優(yōu)化產(chǎn)品的包裝結(jié)構(gòu)。本設(shè)備滿足GB/T2423.5《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程Ea：沖擊試驗(yàn)方法》、GJB150.18－86《軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法：沖擊試驗(yàn)》等相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)沖擊試驗(yàn)的要求。
1、系統(tǒng)功能和技術(shù)指標(biāo)
a） 基于Windows的控制測(cè)量系統(tǒng)；
b） 多軌導(dǎo)向支柱：結(jié)合液壓平衡升降系統(tǒng)，潤(rùn)滑性好，無噪音，全自動(dòng)定位臺(tái)面；
c） 升降高度的自動(dòng)控制：高度設(shè)定完成后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制臺(tái)面升降高度，準(zhǔn)確度高，重復(fù)性能好；
d） 高性能的鑄造鋁制臺(tái)面：鑄造鋁制臺(tái)面具有較高的強(qiáng)度和硬度以及較高的一階諧振頻率，噪音低，無雜波產(chǎn)生；
e） 最可靠的剎閘系統(tǒng)：內(nèi)置制動(dòng)機(jī)構(gòu)，避免二次反彈碰撞，更安全的定位臺(tái)面；
f） 多種波形：更換不同的波形發(fā)生器，可執(zhí)行常規(guī)的半正弦波、后峰鋸齒波波形；
g） 安裝方便：設(shè)備自帶高性能緩沖隔振裝置，無需專用地基，安裝方便、可靠；
h） 完善的測(cè)量系統(tǒng)：系統(tǒng)內(nèi)存各種波形容差帶，方便用戶調(diào)整、套用，自動(dòng)完成試驗(yàn)結(jié)束后的試驗(yàn)報(bào)告生成；
i） 系統(tǒng)的兼容性能：可與多種沖擊測(cè)量分析軟件系統(tǒng)兼容，提供用戶更多的選擇空間。
1.1 主要技術(shù)指標(biāo)
設(shè)備的主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。
表 1 設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)
額定負(fù)載（kg）：
50（含夾具、試驗(yàn)件）
沖擊波形
半正弦波
沖擊形式
自由跌落
峰值加速度（半正弦波） 150～6000 m/s2,
脈沖持續(xù)時(shí)間（半正弦波） 30～1.5ms
臺(tái)面尺寸（長(zhǎng)×寬）
480mm×500mm
外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）
1500mm×960mm×2600mm。
設(shè)備重量（kg）
2500
電 源
220VAC±10％ 50Hz
380VAC±10％,4.5kVA
液壓源
隨機(jī)配置
環(huán)境條件
溫度（℃）
0～40
濕度（25℃）
＜85％
可靠性
平均無故障積累工作時(shí)間≥1000h；
半正弦波形發(fā)生器連續(xù)沖擊次數(shù)不小于5000次；
半正弦波形發(fā)生器的在干凈、常溫環(huán)境下的存儲(chǔ)時(shí)間不小于5年。
測(cè)控系統(tǒng)
SHOCKDAQ沖擊測(cè)量控制系統(tǒng)
適用標(biāo)準(zhǔn)
GB2423.5、GJB150.18、GJB360.23、IEC68-2-27、MIL-STD810B對(duì)沖擊試驗(yàn)機(jī)的要求。
檢定標(biāo)準(zhǔn)
加速度幅值、脈寬、均勻度和橫向運(yùn)動(dòng)比滿足JJG541-88的要求。
2 、系統(tǒng)組成
SY10-50型沖擊臺(tái)由沖擊臺(tái)臺(tái)體，液壓系統(tǒng)，控制測(cè)量系統(tǒng)四大部分組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)組成框圖
2.1 沖擊臺(tái)體
本沖擊臺(tái)為SY10系列沖擊臺(tái)，是一種液壓提升、液壓剎車的大型跌落式垂直沖擊試驗(yàn)臺(tái)。產(chǎn)品圖片和沖擊臺(tái)結(jié)構(gòu)示意如如圖2a、圖2b所示。
圖2a 沖擊臺(tái)照片 圖2b 沖擊臺(tái)試驗(yàn)原理圖
SY10-50型沖擊臺(tái)由于負(fù)載和平臺(tái)重量較大，為了使試品平穩(wěn)緩慢上升，系統(tǒng)采用兩個(gè)液壓缸為提升動(dòng)力，一方面可以減小液壓源壓力，克服液壓油溫的上升，主要是為了減小和工作臺(tái)連接處受力，提高了系統(tǒng)的可靠性。
液壓缸活塞桿設(shè)計(jì)伸出長(zhǎng)度為1m，活塞桿上部為一滑輪，通過鋼絲繩帶動(dòng)工作臺(tái)提升。因此系統(tǒng)提升力大，提升平穩(wěn)，且提升速度可調(diào)。另一方面，雖然液壓缸活塞桿伸出長(zhǎng)度為1m，但通過滑輪繞組后，工作臺(tái)最大可以提升近2m高度，可以實(shí)現(xiàn)較大的沖擊能量。
系統(tǒng)的到位后鎖緊和防止二次反彈均由安裝在工作臺(tái)導(dǎo)耳和導(dǎo)向柱之間的液壓剎車機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。液壓剎車機(jī)構(gòu)采用增壓缸為動(dòng)力源，液體壓力可達(dá)16MPa，可以快速、可靠地制動(dòng)，防止二次反彈。
提升的高度通過安裝在底座上的光電編碼器組件測(cè)量，光電編碼器測(cè)量具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，保證了沖擊的重復(fù)性。
為了減小系統(tǒng)對(duì)地面的沖擊力，沖擊臺(tái)設(shè)計(jì)了自緩沖系統(tǒng)，系統(tǒng)由大質(zhì)量底座、高性能阻尼器、進(jìn)口氣囊組成。不考慮負(fù)載，固有頻率設(shè)計(jì)為5Hz左右。減振系統(tǒng)一方面大大減小工作臺(tái)沖擊傳遞到地面的沖擊力（在沖擊脈沖為6～20ms時(shí)，對(duì)地面沖擊力的為原沖擊力的10～30%），另一方面，對(duì)沖擊波形也具有很好的高頻濾波作用，使沖擊波形更加平滑。
2.1.1 固定脈寬半正弦波發(fā)生器
半正弦波形發(fā)生器主要用工程橡膠制造（考慮橡膠的剛度和聚合力）。波形發(fā)生器采用圓柱形，一般設(shè)計(jì)成幾種不同的厚度，如圖3所示。不同的厚度相互串聯(lián)，組成多種剛度，實(shí)現(xiàn)不同的沖擊脈沖寬度。
圖3 固定式半正弦波形發(fā)生器
2.2 液壓系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)由油泵電機(jī)，低壓油泵，高壓油泵，各種壓力控制閥，流量控制閥，方向控制閥，功能控制閥以及油箱，油管，濾油器，壓力表等組成，它們分別完成對(duì)壓力，流量，方向的控制，以及完成特定的功能。
液壓系統(tǒng)為工作臺(tái)面的升降，制動(dòng)提供了動(dòng)力，與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一起完成對(duì)沖擊臺(tái)體的自動(dòng)控制。液壓系統(tǒng)構(gòu)成如圖4所示。
圖4 液壓系統(tǒng)原理圖
結(jié)合圖4，SY10-50沖擊臺(tái)的工作方式如下：三位四通電磁閥1DT得電，提升油缸活塞桿上升，當(dāng)上升到吊耳與工作臺(tái)面接觸后，行程開關(guān)K1閉合，二位四通電磁閥3DT得電，高壓油液失壓，制動(dòng)活塞松開，臺(tái)面上升；當(dāng)臺(tái)面上升到預(yù)定的高度時(shí)，二位四通電磁閥3DT失電，高壓油液推動(dòng)制動(dòng)活塞制動(dòng)工作臺(tái)面，同時(shí)三位四通電磁閥1DT失電，提升油缸活塞桿停止上升；三位四通電磁閥2DT得電，提升油缸活塞桿下降，當(dāng)活塞桿下降到最低位置，微動(dòng)開關(guān)K2觸點(diǎn)閉合；此時(shí)，工作臺(tái)面仍制動(dòng)于預(yù)設(shè)的跌落高度，處于待跌落狀態(tài)。當(dāng)?shù)玫降湫盘?hào)后，二位四通電磁閥3DT得電，制動(dòng)缸活塞失壓，工作臺(tái)面自由跌落，與底座通過脈沖發(fā)生器產(chǎn)生碰撞；產(chǎn)生沖擊波形，測(cè)量系統(tǒng)完成對(duì)沖擊波形的測(cè)量；工作臺(tái)面反彈上升，此時(shí)，二位四通電磁閥3DT失電，制動(dòng)缸活塞制動(dòng)工作臺(tái)面，防止二次沖擊。
2.3 沖擊測(cè)量控制儀
系統(tǒng)采用ShockDAQ軟件，它包括沖擊控制和沖擊測(cè)量?jī)刹糠止δ堋_擊測(cè)量系統(tǒng)主要用于測(cè)量沖擊過程中的加速度、脈沖持續(xù)時(shí)間、速度變化量等沖擊試驗(yàn)參量，并能打印出所有的測(cè)量數(shù)據(jù)。采集板采用AD