專利名稱：一種大接口擴展的高頻防漏水的衛星振動試驗夾具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種振動試驗夾具，特別涉及一種大接口擴展的高頻防漏水的衛星振動試驗夾具。
背景技術：
衛星振動試驗夾具主要起到將衛星固定在振動臺上并傳遞振動力的作用，為了避免夾具自身特性對振動試驗的影響，一般規定夾具的一階共振頻率應高于試驗最高頻率點，或者大于衛星一階頻率的3倍以上。目前夾具的結構形式可分為兩類，實體式和筋板式，前者是最常用的結構形式，適用于接口擴展不大，沒有高度要求的情況，后者通常適用于大接口擴展、需要較高夾具高度的情況。夾具為了滿足頻率的要求，一般都將高度控制在 600mm的范圍內，對用于100KN以上大型振動臺的夾具來說，其規模已達大型夾具的范疇， 當高度大于500mm時，如夾具仍以實體式出現，則其質量將會相當大，在試驗中會過度消耗振動臺的推力，很可能導致因推力不足而無法試驗的情況。為了解決該問題，大多數高度大于500mm的夾具都采用了筋板式的結構，該結構可有效降低夾具的質量，但在某些特殊情況下較難保證夾具的頻率。該兩類夾具形式都具有各自的優缺點，其使用場合并沒有十分明顯的分界線，需要根據實際情況來進行判斷和選取。目前針對例如Φ 990mm接口擴展到Φ 2100mm接口的倍擴式大型夾具來說，一般為了降低夾具質量都采用筋板式結構。對于像上例所述的大型夾具并需要接口擴展一倍以上的情況，筋板式結構很可能使高度過高，從而大幅降低夾具的剛度和頻率，影響試驗效果。 此外，目前大多數衛星都需要進行充液狀態的振動試驗，一般做法都是通過在夾具上鋪設防水罩來防止漏水對振動臺的損害，但此方法存在鋪設防水罩費時費力，且安全性及可靠性不高的問題。

發明內容
為了解決現有筋板式大型振動試驗夾具在接口擴展一倍以上的情況下無法降低高度、提高頻率的缺陷，并優化夾具防漏水方式，使其更簡便、更安全，本發明提供了一種大接口擴展、高頻、防漏水振動試驗夾具。利用本發明，在大接口擴展的同時能控制高度、保證頻率，并使夾具的防漏水方式安全、可靠、無需人為操作。本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是一種大接口擴展的高頻防漏水的衛星振動試驗夾具，其特征在于所述試驗夾具為圓臺形，其上底部的直徑為Φ 2100mm，下底部的直徑為Φ990mm，在所述圓臺的底部向所述圓形內部開設圓形槽，所述圓形槽的底部為所述夾具的頂部斜面4，在所述頂部斜面向所述圓臺的斜面開8個邊緣斜向減輕孔5，所述8個邊緣斜向減輕孔在所述頂部斜面沿周向均勻分布，所述邊緣斜向減輕孔為Φ 250mm的斜向通孔，向夾具外側傾斜，其一端開口位于所述頂部斜面4上，另一端開口位于所述圓臺的外周斜面上，其中心線與垂直向夾角為 10° -15°，所述頂部斜面4的斜度由中心向邊緣斜向減輕孔5傾斜，在所述試驗夾具上還設置9個中心盲孔式減輕孔6，該中心盲孔式減輕孔6由試驗夾具底部的下圓臺開始，在離試驗夾具頂部斜面7mm-10mm距離處結束，其中8個中心盲孔式減輕孔6沿周向均勻分布， 直徑Φ 150mm，1個中心盲孔式減輕孔6位于所述試驗夾具的中心，其中心軸與試驗夾具的中心軸同軸，且所述8個中心盲孔式減輕孔6位于8個邊緣斜向減輕孔的徑向內部，圍繞位于中心的1個中心盲孔式減輕孔；在所述多個邊緣斜向減輕孔5之間設置導流槽7，所述導流槽位于所述頂部斜面4上，連通各邊緣斜向減輕孔5，在所述試驗夾具頂部的圓形槽壁的頂面沿周向設置多個頂部Φ 2100mm接口 3，在所述夾具底部設置多個底部Φ 990mm接口 2，在所述斜向減輕孔5和周向分布的8個中心盲孔式減輕孔之間沿周向設置一圈多個沉頭通孔，在所述8個中心盲孔式減輕孔與位于中心的1個中心盲孔式減輕孔之間沿周向設置 2圈多個沉頭通孔，所述沉頭通孔貫通所述試驗夾具的上下表面，所述多個底部接頭與所述多個沉頭通孔連通。所述的試驗夾具的高度和質量分別為450mm和1180Kg。所述頂部斜面4的斜度由中心向邊緣斜向減輕孔5傾斜的傾斜角度為2° -3°。夾具結構舍棄筋板式而采用實體式，并通過其上的16個大型減輕孔來減輕質量， 如此一來將Φ990πιπι接口尺寸擴展一倍以上達到Φ 2100mm接口尺寸后，該夾具高度僅為 450mm，質量為1180Kg，其高度比筋板式設計的750mm降低了 300mm，質量比筋板式設計的 900Kg增加了 ^OKg,高度的降低直接使其一階共振頻率由筋板式的135Hz提高到了 338Hz， 質量的增加僅略微加重了振動臺的推力消耗，并遠沒達到振動臺的推力極限。此外，夾具頂部采用斜面設計，其斜度由中心向邊緣減輕孔傾斜2° -3° ；邊緣減輕孔采用斜向設計，由 8個Φ250πιπι斜向通孔組成，減輕孔向夾具外側傾斜，其中心線與垂直向夾角為10° -15°， 各孔之間通過導流槽進行連接；中心減輕孔采用盲孔式設計，由8個Φ 150mm盲孔組成，該盲孔由夾具底部開始，在離夾具頂部7mm-10mm距離處結束。夾具頂部斜面結合邊緣斜向減輕孔、倒流槽及中心盲孔式減輕孔使得衛星水箱漏水時水流能夠沿著頂部斜面并經由邊緣減輕孔的斜度導向振動臺范圍外，并由于中心減輕孔是盲孔，不會發生漏水現象，導流槽起到了導流的作用，使得漏出的水不會囤積于夾具的邊緣，從而保護振動臺不會因進水而受損。本發明的有益效果是解決了現有筋板式大型振動試驗夾具在接口擴展一倍以上的情況下無法降低高度、提高頻率的缺陷。在夾具質量略微增加的情況下，大幅降低了夾具的高度，提高了頻率，擴展了衛星的有效試驗頻率范圍。此外，增加的夾具防漏水設計，使其不需人為操作的情況下先天就具備了防漏水功能，大大提高了試驗中的工作效率和安全性。


圖1為本發明大接口擴展的高頻防漏水的衛星振動試驗夾具的示意圖；圖2為本發明大接口擴展的高頻防漏水的衛星振動試驗夾具的剖視圖；其中1.振動試驗夾具，2. Φ 990mm接口，3. Φ 2100mm接口，4.頂部斜面，5.邊緣斜向減輕孔，6.中心盲孔式減輕孔，7.導流槽。
具體實施方式
參見圖1和圖2，本發明的大接口擴展的高頻防漏水的衛星振動試驗夾具為加減輕孔的實體圓臺，其上圓臺的直徑為Φ 2100mm，下圓臺的直徑為Φ 990mm，在所述圓臺的底部向所述圓形內部設置圓形槽，所述圓形槽的底部為所述夾具的頂部斜面4，在所述頂部斜面向所述圓臺的斜面開8個邊緣斜向減輕孔5，所述多個邊緣斜向減輕孔在所述頂部斜面沿周向均勻分布，所述邊緣斜向減輕孔為Φ 250mm的斜向通孔，向夾具外側傾斜，其一端開口位于所述頂部斜面4上，另一端開口位于所述圓臺斜面上，其中心線與垂直向夾角為 10° -15°，所述頂部斜面的斜度由中心向邊緣斜向減輕孔5傾斜2° -3°。在所述試驗夾具上還設置9個中心盲孔式減輕孔6，該盲孔由夾具底部的下圓臺開始，在離夾具頂部斜面 7mm-10mm距離處結束，其中8個中心盲孔式減輕孔6沿周向均勻分布，直徑Φ 150mm, 1個中心盲孔式減輕孔6位于所述試驗夾具的中心，其中心軸與試驗夾具的中心軸同軸，且所述8 個中心盲孔式減輕孔6位于8個邊緣斜向減輕孔的徑向內部，圍繞著位于中心的1個中心盲孔式減輕孔；在所述多個邊緣斜向減輕孔5之間設置導流槽7，所述導流槽將各邊緣斜向減輕孔5連接為一體。在所述夾具頂部的圓形槽壁上沿周向設置多個頂部Φ 2100mm接口 3，在所述夾具底部設置多個底部Φ990πιπι接口 2。在所述斜向減輕孔5和周向分布的8個中心盲孔式減輕孔之間沿周向設置一圈多個沉頭通孔，在所述8個中心盲孔式減輕孔與位于中心的1個中心盲孔式減輕孔之間沿周向設置2圈多個沉頭通孔。所述多個底部接頭與所述多個沉頭通孔連通。衛星在進行振動試驗時，振動試驗夾具1通過底部Φ 990mm接口 2安裝在振動臺上，衛星通過夾具頂部Φ 2100mm接口 3安裝于振動試驗夾具1上。夾具結構采用實體加減輕孔形式，使其高度限制為450mm，質量限制為1180Kg，一階共振頻率高達338Hz，大幅擴充了衛星振動試驗的頻率上限。夾具頂部斜面4結合邊緣斜向減輕孔5、導流槽7及中心盲孔式減輕孔6使得衛星水箱漏水時水流能夠沿著頂部斜面4并經由邊緣斜向減輕孔5的斜度導向振動臺范圍外， 并由于中心盲孔式減輕孔6的封蓋作用，不會發生漏水現象，導流槽7起到了導流的作用， 使得漏出的水不會囤積于夾具的邊緣，從而保護振動臺不會因進水而受損。綜上所述，本發明大接口擴展、高頻、防漏水振動試驗夾具，可在大型夾具接口擴展一倍以上的情況下，限制其高度，提高一階共振頻率，且其先天就具備的防漏水功能無需人為操作，大大提高了便利性、安全性和可靠性。
權利要求
1.一種大接口擴展的高頻防漏水的衛星振動試驗夾具，其特征在于所述試驗夾具為圓臺形，其上底部的直徑為Φ 2100mm，下底部的直徑為Φ 990mm，在所述圓臺的底部向所述圓形內部開設圓形槽，所述圓形槽的底部為所述夾具的頂部斜面G)，在所述頂部斜面向所述圓臺的斜面開8個邊緣斜向減輕孔( ，所述8個邊緣斜向減輕孔在所述頂部斜面沿周向均勻分布，所述邊緣斜向減輕孔為Φ 250mm的斜向通孔，向夾具外側傾斜，其一端開口位于所述頂部斜面(4)上，另一端開口位于所述圓臺的外周斜面上，其中心線與垂直向夾角為 10° -15°，所述頂部斜面(4)的斜度由中心向邊緣斜向減輕孔( 傾斜，在所述試驗夾具上還設置9個中心盲孔式減輕孔(6)，該中心盲孔式減輕孔(6)由試驗夾具底部的下圓臺開始，在離試驗夾具頂部斜面7mm-10mm距離處結束，其中8個中心盲孔式減輕孔(6)沿周向均勻分布，直徑Φ 150mm，1個中心盲孔式減輕孔(6)位于所述試驗夾具的中心，其中心軸與試驗夾具的中心軸同軸，且所述8個中心盲孔式減輕孔(6)位于8個邊緣斜向減輕孔的徑向內部，圍繞位于中心的1個中心盲孔式減輕孔；在所述多個邊緣斜向減輕孔( 之間設置導流槽(7)，所述導流槽位于所述頂部斜面(4)上，連通各邊緣斜向減輕孔(5)，在所述試驗夾具頂部的圓形槽壁的頂面沿周向設置多個頂部Φ 2100mm接口(3)，在所述夾具底部設置多個底部Φ990πιπι接口 O)，在所述斜向減輕孔( 和周向分布的(8)個中心盲孔式減輕孔之間沿周向設置一圈多個沉頭通孔，在所述8個中心盲孔式減輕孔與位于中心的1個中心盲孔式減輕孔之間沿周向設置2圈多個沉頭通孔，所述沉頭通孔貫通所述試驗夾具的上下表面，所述多個底部接頭與所述多個沉頭通孔連通。
2.如權利要求1所述的大接口擴展的高頻防漏水的衛星振動試驗夾具，其特征在于 所述的試驗夾具的高度和質量分別為450mm和1180Kg。
3.如權利要求1所述的大接口擴展的高頻防漏水的衛星振動試驗夾具，其特征在于 所述頂部斜面的斜度由中心向邊緣斜向減輕孔( 傾斜的傾斜角度為2° -3°。
全文摘要
一種大接口擴展的高頻防漏水的衛星振動試驗夾具[1]主要用于在衛星振動試驗中將振動臺φ990mm的接口尺寸擴展一倍以上以適應衛星φ2000mm以上大接口的安裝并能夠防止振動臺受衛星水箱漏水的危害，此外，該夾具一階共振頻率達200Hz以上可滿足衛星高頻振動試驗的要求。該夾具結構通過實體加減輕孔的形式在控制高度與質量的情況下，將原有φ990mm接口[2]再擴展一倍以上達到φ2100mm接口[3]，并保證了較高的剛度和頻率，解決了原有筋板式夾具在大接口擴展的情況下，無法降低高度，從而導致頻率及剛度大幅下降的缺陷。夾具頂部斜面[4]由中心向邊緣減輕孔傾斜，結合邊緣斜向減輕孔[5]、中心盲孔式減輕孔[6]及導流槽[7]使得衛星水箱漏水時水流能夠沿著頂部斜面并經由邊緣減輕孔的斜度導向振動臺范圍外，從而保護振動臺不會因進水而受損，去除了原有夾具為了保護振動臺，必須在夾具上鋪設防水罩的繁瑣工作。取得了制作成本低、性能優良、使用方便直觀、適應性和通用性強等有益效果。
文檔編號G01M7/02GK102539095SQ201110362428
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者倪躍, 張逸波, 朱國君, 黃亞忠 申請人:上海衛星工程研究所