专利名称：一种用于气动式振动设备的低温气动式激振器的制作方法
技术领域：
本发明属于气动式振动台的激励设备，具体涉及一种用于气动式振动设备的低温 气动式激振器。
背景技术：
可靠性强化试验技术是一项全新的可靠性试验技术，它通过对产品施加人为的逐 渐增大的环境应力来主动激发产品故障和暴露产品设计中的薄弱环节，从而达到对产品设 计缺陷尽早发现和修正的目的。可靠性强化试验主要有以下作用能够尽早发现和暴露产 品的薄弱环节，以便在设计阶段消除产品中的潜在缺陷，提高产品固有可靠性，大大降低产 品在生产、筛选、维修和担保等全寿命过程中的总费用。由此可见，可靠性强化试验是解决 现代电子产品高可靠性、低开发成本和短研制周期之间矛盾的有力手段，因而备受国内外 可靠性工程界的普遍关注。气动式振动台是近年来国外发明的一类新型可靠性强化试验设备，其设计依据是 碰撞动力学原理通过安装于振动台底部不同位置的多个气锤反复冲击台面进而产生三轴 六自由度随机振动试验环境。与传统的电磁振动台相比，气动式振动台的优势在于能够提 供一种幅值概率密度分布为超高斯的宽带伪随机强化振动环境，对产品的疲劳缺陷表现出 很高的激发效力，使得气动式振动台成为可靠性强化试验中一类重要的试验设备。气动式 激振器是气动式振动台的关键部件？？，主要结构包括缸体和活塞。缸体为外表面呈带有斜 截面的圆柱状，内表面呈变截面空心圆柱状，其主要作用是通入和排出高压气体、支撑活塞 以及通过与活塞的配合改变气压对活塞的作用端面。活塞的主要作用是在高压气体的作 用下，实现往复运动，击打垫块，产生振动激励信号。现有的气动式激振器在设计上存在一 定的缺陷，主要体现在低温(如_5摄氏度)试验环境中，激振器不能起振和正常工作。这大 大限制了气动式振动台的应用范围。

发明内容
本发明的目的是提供一种环境适应性好，可在低温正常工作的用于气动式振动设 备的低温气动式激振器。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是用于气动式振动设备的低温气动式 激振器包括缸体，在所述缸体外表面设有加热装置。所述加热装置由里层电热元件、中间层隔热材料和面层保护材料构成。所述里层电热元件、中间层隔热材料和面层保护材料分别为电热膜、隔热膜和钢套。所述缸体外表面上设有环形槽，加热装置为环状体嵌在缸体外表面上的环形槽 内。通过分析研究发现气动式激振器在特定低温环境中无法工作的根本原因是缸体 内表面与活塞外表面的温度一致，缸体外表面与环境温度接近，激振器工作时，活塞与垫块撞击并且与缸体摩擦生热，而环境温度较低，这就使得缸体内外表面产生温度梯度，由此产 生的热应变使活塞与缸体的配合间隙变化较大，当温差达到一定程度时，活塞即被卡死。本发明针对现有气动式激振器存在的问题在缸体上设置了加热装置，在应用时将 加热装置与温控系统连接后，可根据设定温度自动对缸体进行加热以适应在低温试验环境 保持缸体内外壁的温度一致性，即可消除缸体内外表面产生温度梯度，及由此产生的热应 变使活塞与缸体的配合间隙变化较大，导致活塞即被卡死的现象。因此，本发明可以显著提 高环境适应性，可在低温试验环境下正常工作，扩大了气动式振动台的应用范围。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。


图1是本发明的结构示意图。图2是本发明的应用状态示意图。
具体实施方案如图1所示，本发明的用于气动式振动设备的低温气动式激振器包括缸体1，在缸 体1外表面上设有环形槽2，环形槽2内嵌有加热装置7，加热装置7由里层电热元件5、中 间层隔热材料4和面层保护材料3构成；其中电热元件5、中间层隔热材料4采用长沙三瑞 传感技术有限公司的别为电热膜、隔热膜，面层保护材料3为钢套，电热元件5设有连接导 线6。电热元件也可采用通常的加热电阻丝、圆筒加热器、加热套或其它类似的加热元件。加热装置7的作用是，当激振器温度低于正常工作临界温度时，里层电热元件5对 其加热，当温度升至某一值时，停止加热，使激振器的温度保持在某一范围内；中间层隔热 材料4的作用是阻隔加热器材与外界环境的热交换；面层保护材料3的作用是对里层电热 元件5、中间层隔热材料4加固封装，起到保护作用。本发明装置的情况如图2所示，于试验箱内在支撑弹簧8上固定有台板9，台板9 上设置有与实验设备连接的加速度传感器10，两个低温气动式激振器的缸体1固定在台板 2的下面，缸体1上的加热装置7中电热元件5通过连接导线6与温控系统连接，温控系统 中的温度传感器11设置于试验环境中，如箱体内壁或底座上。温控方式当环境温度降至 某一值时，温度开关导通，定时器导通时对激振器加热。定时器导通或断开的依据有两点一是加热效率，激振器在低温环境中从临界温 度升至某一温度值的时间即定时器导通的时间；二是散热效率，激振器在特定低温环境中 的温度从某一温度值降至临界温度的时间即定时器断开的时间。这两个时间数值均可用实 验的方法得到。本发明装置用于低温环境中的可靠性强化试验。在低温环境中，活塞与缸体的配 合间隙能保持在正常范围内。
权利要求
一种用于气动式振动设备的低温气动式激振器，包括缸体，其特征是在所述缸体外表面设有加热装置。
2.根据权利要求1所述的用于气动式振动设备的低温气动式激振器，其特征是所述加 热装置由里层电热元件、中间层隔热材料和面层保护材料构成。
3.根据权利要求2所述的用于气动式振动设备的低温气动式激振器，其特征是所述里 层电热元件、中间层隔热材料和面层保护材料分别为电热膜、隔热膜和钢套。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于气动式振动设备的低温气动式激振器，其特征 是所述缸体外表面上设有环形槽，加热装置为环状体嵌在缸体外表面上的环形槽内。
全文摘要
本发明公开了一种用于气动式振动设备的低温气动式激振器，包括缸体，其特征是在所述缸体外表面设有加热装置。本发明由于在缸体上设置了加热装置，可根据设定温度自动对缸体进行加热以适应在低温试验环境保持缸体内外壁的温度一致性，即可消除缸体内外表面产生温度梯度，及由此产生的热应变使活塞与缸体的配合间隙变化较大，导致活塞即被卡死的现象。因此，本发明可以显著提高环境适应性，可在低温试验环境下正常工作，扩大了气动式振动台的应用范围。
文档编号G01M7/06GK101943629SQ201010270309
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月2日 优先权日2010年9月2日
发明者刘彬, 易晓山, 蒋瑜, 郑磊, 陈循, 陶俊勇 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学