雙向水平?jīng)_擊臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意如圖2所示：氣缸缸體和工作臺(tái)固連為一體，可以在滑動(dòng)導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)，氣缸活塞桿固定在安裝側(cè)板端部，試件安裝在工作臺(tái)面上工作時(shí)，機(jī)械鎖緊裝置鎖舌伸出，鎖緊工作臺(tái)，然后氣缸充氣，調(diào)節(jié)氣缸中的壓力為設(shè)定值后，釋放鎖緊裝置，氣缸和工作臺(tái)在氣體壓力的作用下在導(dǎo)軌上加速運(yùn)動(dòng)，撞擊工作臺(tái)端面的波形發(fā)生器，產(chǎn)生相應(yīng)的沖擊波形，沖擊完成后氣缸反向充氣，控制工作臺(tái)回到起始位置，鎖緊工作臺(tái)，完成一次沖擊過程另一方向的沖擊過程也完全相同。
從以上沖擊過程可以看出，調(diào)節(jié)充氣壓力，可以得到不同的沖擊初始速度，從而得到不同的沖擊過載值；而改變波形發(fā)生器的剛度，可以得到不同的脈沖寬度值，兩者協(xié)調(diào)配合，可以得到滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的各種沖擊試驗(yàn)波。
 
 

 
 
一、半正弦波形發(fā)生器設(shè)計(jì)
半正弦波形發(fā)生器通常用工程橡膠制造，在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮橡膠的剛度和動(dòng)態(tài)許用應(yīng)力。一般半正弦波形發(fā)生器(橡膠墊)設(shè)計(jì)成圓柱形，如圖3所示，其剛度k可由下式計(jì)算：果給定了沖擊臺(tái)的負(fù)載質(zhì)量和所需的脈寬，可由式(12)求得橡膠墊的許用剛度，再根據(jù)式(11)設(shè)計(jì)橡膠墊的各種參數(shù)在實(shí)際設(shè)計(jì)橡膠墊時(shí)，考慮互換性要求，先確定橡膠墊的直徑，而后選用幾種不同的高度，再選擇橡膠墊的材料，得到不同的剛度值如果一個(gè)橡膠墊滿足不了設(shè)計(jì)要求，可以用各種不同剛度的橡膠墊的組合得到一系列所需的橡膠墊的剛度值。
二、設(shè)計(jì)示例
設(shè)計(jì)一個(gè)負(fù)載重量為200kg的水平?jīng)_擊臺(tái)，要求技術(shù)指標(biāo)為：
(1)負(fù)載重量分為三檔：50kg，100kg，200kg。
1、氣缸選擇
根據(jù)以上技術(shù)指標(biāo)中第(2)項(xiàng)的要求，由式(6)可得到各檔所需的沖擊瞬時(shí)的速度分別為2.50m/，2.34m/s和1.72m/則系統(tǒng)所需的沖擊瞬時(shí)速度為2.50m/s。
按機(jī)械設(shè)計(jì)要求，工作臺(tái)重量為100kg工作臺(tái)初始位置離沖擊波形發(fā)生器距離為300mm，雙作用氣缸總長(zhǎng)為1000mm，且初始位置在氣缸中間，則有x>500mm，x>=800mm，取滑動(dòng)摩擦系數(shù)f=0，用式(10)計(jì)算在不同氣缸缸徑H和不同初始?jí)毫。下的沖擊瞬時(shí)速度，如表1所示可見，選用佳120 mm缸徑的氣缸，在初始?jí)毫镾0kg/ant的情況下可達(dá)到瞬時(shí)沖擊速度的要求。
 

 
 
三、結(jié)論
氣壓驅(qū)動(dòng)的雙向式水平?jīng)_擊臺(tái)具有以下特點(diǎn)：
(1>工作臺(tái)行程很短，設(shè)備占地面積很小，極大地降低了設(shè)備的綜合費(fèi)用。
(2)試驗(yàn)臺(tái)用氣壓作動(dòng)力源，方便實(shí)現(xiàn)壓力的控制，保證了每次沖擊的重復(fù)性
(3)試驗(yàn)臺(tái)能同時(shí)進(jìn)行雙向沖擊，產(chǎn)品只需一次裝夾，極大地提高了試驗(yàn)效率
(4)工作臺(tái)與導(dǎo)軌之間設(shè)計(jì)為滑動(dòng)方式，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，沖擊波形光滑，克服了滾動(dòng)方式產(chǎn)生的很多噪聲因素
(5)工作臺(tái)在沖擊方向有足夠強(qiáng)的剛度，極好地保證了工作臺(tái)面上各點(diǎn)的均勻性
在設(shè)計(jì)此類沖擊臺(tái)時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題：
(1)由于氣體的可壓縮性以及工作臺(tái)和試驗(yàn)件具有較大的慣性，工作臺(tái)回位時(shí)很難準(zhǔn)確退回到起始位置，可以在反向加緩沖限位裝置，如果對(duì)反向沖擊過載有嚴(yán)格的要求，則需考慮采用其他回位裝置。
(2)正確設(shè)計(jì)試件夾具，使夾具沿沖擊方向的剛度至少大于沖擊頻率的，10倍，有效地抑制沖擊噪聲。
(3)在進(jìn)行大過載沖擊時(shí)，試件夾具和工作臺(tái)之間除了用螺釘連接外，必要時(shí)可用銷釘定位，避免由于試件的沖擊慣性，產(chǎn)生沖擊波形的雙峰現(xiàn)象。
(4)橡膠墊具有硬非線性特性，且理論計(jì)算的彈簧剛度和實(shí)際有一定的差距，使用時(shí)可以加薄橡膠墊適當(dāng)調(diào)節(jié)。http://www.huacao1996.com