[发明专利]一种激振力频段可调式气动激振器

说明书

本发明涉及一种激振力频段可调式气动激振器，包括缸筒、活塞、金属垫块、非金属垫块和端盖。所述缸筒前端具有倾斜端面，垂直于倾斜端面设置有沉孔；缸筒内部开设圆柱形空腔，空腔前端封闭，后端贯通。所述活塞位于后空腔部内，活塞呈三段阶梯轴型，从前向后径向尺寸依次增大。所述金属垫块位于前空腔部前端，与前空腔部内壁形成间隙配合。非金属垫块，位于前空腔部后端，紧靠金属垫块后端，与前空腔部内壁同样形成间隙配合。所述端盖位于缸筒的后端面，由四个螺钉固定于缸筒的后端面上。本发明将气动激振器设计为频段可调式，其可根据不同试验需求来调整激振力频谱分布，更好地保障了可靠性强化试验的有效性和合理性。

技术领域

本发明涉及一种激振力频段可调式气动激振器，应用于可靠性强化试验系统，更好地保障可靠性强化试验的有效性和合理性。

背景技术

可靠性强化试验是20世纪90年代在西方发达国家兴起的一种新型可靠性试验技术。它是在产品研制阶段，应用步进的方法给产品施加环境应力并检测其性能，直到产品失效为止，以得出产品设计裕度和极限承载能力(破坏或损伤极限)。这种试验方法将原需花费6个月甚至1年的新产品可靠性试验缩短至一周，能有效地解决现代电子产品高可靠性、短研制周期和低开发成本间的矛盾，国外可靠性工程界已将其作为产品可靠性的重要保证手段之一，目前已广泛应用于通信、电子、计算机、医疗、能源、交通、航空航天和军事等领域，取得了巨大成功。

可靠性强化试验技术的显著效果除了来自其先进的试验理念外，还必须依托于高效的设备，传统的电动振动台激励信号是单轴的高斯信号，而可靠性强化试验要求激振信号为全轴超高斯随机振动，因此需要研发新型的试验设备。目前国内外在可靠性强化试验中主要采用一种气动可靠性强化试验系统，该系统提供的强化应力环境是通过多个气动激振器反复击打台面来实现的，其实现简单，成本低廉，得到了广泛的应用。

气动激振器作为试验系统的动力源，是整个系统最重要的组成部分，目前国外的Hanse和QualMark等公司都有自己的相关专利产品，但是其激振力频率分布都是固定不可调节的。国内的相关研究还主要停留在理论层面，实际设计应用还比较欠缺。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述现有技术中的不足，本发明提出一种激振力频段可调式气动激振器，通过理论分析确定影响气动激振力频谱分布的因素，将气动激振器设计为频段可调式，其可根据不同试验需求来调整激振力频谱分布，更好地保障了可靠性强化试验的有效性和合理性。

(二)技术方案

一种激振力频段可调式气动激振器，包括缸筒、活塞、金属垫块、非金属垫块和端盖；所述缸筒前端具有倾斜端面，垂直于倾斜端面设置有沉孔；缸筒内部开设圆柱形空腔，空腔前端封闭，后端贯通，且其前端径向尺寸小于后端径向尺寸，所述空腔分为前空腔部和后空腔部，前空腔部和后空腔部同轴共有第一轴心线；后空腔部侧壁上设有前后两个气口，前端气口为排气口，后端气口为进气口；后空腔部内壁上位于前空腔部后端处设有第一环形槽，后空腔部内壁上对应排气口和进气口的位置处分别设有第二环形槽和第三环形槽，第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽将后空腔部内壁面分为三段，分别为第一内壁面、第二内壁面和第三内壁面，第一内壁面和第二内壁面的径向尺寸相同且均小于第三内壁面的径向尺寸。

其中，所述活塞位于后空腔部内，活塞呈三段阶梯轴型，从前向后径向尺寸依次增大，分别为第一阶梯轴段、第二阶梯轴段和第三阶梯轴段；活塞具有第二轴心线，第二轴心线与第一轴心线相重合；活塞后端面的中心位置向前延伸形成第一盲孔，并在第一盲孔侧壁径向延伸到第二阶梯轴段端面上形成两个第一通孔，所述第一盲孔和所述两个第一通孔组成第一气流通道，活塞前端面偏下位置向后延伸形成第二盲孔，并在第二盲孔侧壁径向延伸到第二阶梯轴段端面上形成第二通孔，所述第二盲孔和所述第二通孔组成第二气流通道，第一气流通道和第二气流通道交替与进气口相连通，实现活塞的缸筒后空腔部内的往复直线运动。