适用于大型组合式水平滑台的轴承结构

摘要

本发明公开了一种用于大型组合式水平滑台的轴承结构，包括基座、支撑在基座上的轴承板以及轴承板上设置的若干轴承，大型组合式水平滑台由三个滑台组合组成且具有一激振方向(D)，其中两个滑台(A,B)并列地与另一个滑台(C)相连接，对称设置的支撑区域(A)、支撑区域(B)以及自身对称的支撑区域(C)距离激振方向最近的两排安装位置处轴对称或非轴对称地设置单自由度的轴承，其中，至少沿着激振方向在支撑区域(A)、支撑区域(B)的首尾安装位置上设置有对称设置的单自由度轴承，且至少沿着激振方向(D)在支撑区域(C)的尾端安装位置轴对称地设置有单自由度的轴承，而其余安装位置轴对称或非轴对称地设置双自由度的轴承或支撑块。

说明书

技术领域

本发明属于大型振动试验设备技术领域，具体涉及用于大型组合式水平滑台的支撑 结构。

背景技术

在航天、航空、车辆等工程领域，产品都是在一定的振动环境中工作，结构共振是 其运行过程中发生故障的主要原因之一。振动试验作为检验产品可靠性、动强度的一种 有效手段，已经广泛应用于产品性能考核和动强度鉴定中。完成振动试验的主要设备是 振动台，水平滑台是振动台的重要组成部件。水平滑台的滑板下端由大理石基座支撑， 并通过静压轴承连接，在台体推力作用下产生水平振动。由于台面较薄，而且静压轴承 的分布不能完全约束水平滑台垂直向运动，故在进行大质量试件水平振动试验时，水平 滑台不仅存在水平方向主振动，同时存在波浪型抖动。经过长期的积累，水平滑板出现 磨损和变形，静压轴承抱死、损坏等现象。如果在试验过程中出现轴承突然抱死的情况 会严重影响到产品的试验过程，严重时会损坏产品，美国的一次卫星振动试验过程中就 曾出现轴承损坏导致结构严重损坏的情况，因此，轴承的布局对于水平振动试验系统性 能的影响至关重要。尤其是大型组合滑台的轴承布局，不仅要考虑轴承的导向，承载能 力，对于组合后的性能考虑也至关重要。

传统的振动台由于水平滑板小，水平滑台采用整体滑板的形式，轴承的布局采用单 排导向的方式。如美国LING生产的B340型160kN振动台，采用的是8个710型轴承， 其中单排两个导向轴承。近年来各个振动台生产厂家逐渐使用T型轴承进行振动台的设 计，典型的有法国SEREME公司的2×160kN水平振动试验系统，滑台3m×3m使用的 就是该种轴承，滑板采用的两块铝合金板焊接成一块整板，轴承采用9×9共81个，其 中单自由度轴承(导向轴承)4个，4个角上各两个虚拟轴承，其他为双自由度轴承， 该试验系统的抗倾覆力矩为1300kNm，横向抗倾覆力矩为700kNm，轴承布局如图2所 示。目前某些航天器产品的重量超过25T，要求台面尺寸超过4m×4m，抗倾覆力矩要 求大于4000kNm，目前试验技术条件不能满足试验的需求，为了适应航天器日益发展的 需求，避免航天器产品在试验过程中考核不充分，不能充分暴露产品设计和制造缺陷， 急需研制一套能够进行大型产品的水平振动试验系统。而要研制大型水平振动试验系 统，首先要解决的是组合台面的轴承布局，提供满足试验条件的布局方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于大型组合式水平滑台的轴承布局方法，旨在解决 大型组合式水平滑台在导向、抗倾覆、静承载方面的能力要求。

为达到以上技术目的，本发明采用的技术方案是：

用于大型组合式水平滑台的轴承结构，包括基座、支撑在基座上的轴承板以及轴承 板上设置的若干轴承，大型组合式水平滑台由三个滑台组合组成且具有一激振方向(D)， 其中两个滑台(A,B)并列地与另一个滑台(C)相连接，轴承板上的若干轴承与三个滑台底 部的支撑区域(A,B,C)对应设置，支撑区域(A)和支撑区域(B)中支撑块或轴承的安 装位置以激振方向为对称轴呈对称结构，支撑区域(C)的整体同样以激振方向(D)为 对称轴呈对称结构，支撑区域(A)、支撑区域(B)以及支撑区域(C)中距离激振方 向最近的两排安装位置处轴对称或非轴对称地设置单自由度的轴承，其中，至少沿着激 振方向在支撑区域(A)、支撑区域(B)的首尾安装位置上设置有对称设置的单自由度 轴承，且至少沿着激振方向(D)在支撑区域(C)的尾端安装位置轴对称地设置有单自 由度的轴承，而其余安装位置轴对称或非轴对称地设置双自由度的轴承或支撑块。

其中，两排单自由度轴承之间的轴间距保持在500mm以下。

优选地，双自由度轴承或支撑块以及单自由度轴承的安装位置是等间距设置的。

优选地，距离激振方向最近的两排安装位置处都布置有单自由度的轴承。

优选地，沿着激振方向(D)，上述安装位置是等间距设置的。

两排单自由度轴承设置在相邻的位置，且它们之间的距离应该满足热膨胀系数不同 引起的油膜间隙变化要求。

进一步地，两排轴承之间的间距满足双台并激振动试验系统抗倾覆力矩要求。

进一步地，轴承的个数根据需要增加和减少。

本发明建立了一套能够为大型组合式水平滑台提供导向和支撑作用的水平振动试 验系统，实现了大型水平滑台的组合设计。该种轴承的布局方式能够满足大型组合式 水平滑台的设计要求，同时可以实现组合式水平滑台的单台使用或者组合使用。

附图说明

图1为本发明的用于大型组合式水平滑台的轴承结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的适用于大型组合式水平滑台轴承布局方法进行进一步说 明，该说明仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明的保护范围。

图1显示了本发明的适用用于大型组合式水平滑台的轴承结构。该轴承结构包括用 于大型组合式水平滑台的轴承结构，包括基座、支撑在基座上的轴承板以及轴承板上设 置的若干轴承，大型组合式水平滑台由三个滑台组合组成且具有一激振方向(D)，其中 两个滑台(A,B)并列地与另一个滑台(C)相连接，轴承板上的若干轴承与三个滑台底部的 支撑区域(A,B,C)对应设置，支撑区域(A)和支撑区域(B)中支撑块或轴承的安装位 置以激振方向为对称轴呈对称结构，支撑区域(C)的整体同样以激振方向(D)为对称 轴呈对称结构，支撑区域(A)、支撑区域(B)以及支撑区域(C)中距离激振方向最 近的两排安装位置处轴对称或非轴对称地设置单自由度的轴承，其中，至少沿着激振方 向在支撑区域(A)、支撑区域(B)的首尾安装位置上设置有对称设置的单自由度轴承， 且至少沿着激振方向(D)在支撑区域(C)的尾端安装位置轴对称地设置有单自由度的 轴承，而其余安装位置轴对称或非轴对称地设置双自由度的轴承或支撑块。

在一具体实施方式中，两排单自由度轴承之间的间距保持在500mm以下，优选保 持在500mm。

优选地，双自由度轴承或支撑块以及单自由度轴承的安装位置是等间距设置的。

在又一具体的实施方式中，距离激振方向最近的两排安装位置处都布置有单自由度 的轴承。沿着激振方向(D)，该安装位置是等间距设置的。

在本发明中，要实现组合式水平滑台的组合试验和单台试验，单自由度轴承应相邻 布局，且轴承之间的间距不得超过允许范围。根据轴承的承载要求和轴承间距限制了轴 承的大小，购买了T型轴承。T型轴承分为单自由度轴承和双自由度轴承，单自由度轴 承是仅能在运动方向有自由度的轴承，该种轴承的作用是为水平振动试验系统提供滑台 导向功能和抗偏转力矩承载的能力。双自由度轴承，有运动方向和侧向的自由度，该种 轴承的作用是为水平振动试验系统提供竖直向上的静承载能力和抗倾覆力矩的能力。

两排单自由度轴承设置在相邻的位置，且它们之间的距离应该满足热膨胀系数不同 引起的油膜间隙变化要求。

利用本发明的轴承结构，可以获得以下试验效果，在轴承个数为11×12个时，最 大激振方向抗倾覆力矩为5846.9kNm，且最大横向抗倾覆力矩为6835.3kNm。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我 们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作 用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。