因為任何產(chǎn)品在運送、使用、保存中會產(chǎn)生碰撞、振動,使產(chǎn)品在某一段時間產(chǎn)生不良,嚴重影響產(chǎn)品的使用和不必要的經(jīng)濟損失,為了避免這事態(tài)的發(fā)生我們就要提早知道產(chǎn)品或產(chǎn)品中的部件的耐振壽命。采用振動試驗確定樣品的機械薄弱環(huán)節(jié)和(或)特性降低情況。
電動振動臺(英文:electrodynamic vibration generator system )該類型設(shè)備用于發(fā)現(xiàn)早期故障,模擬實際工況考核和結(jié)構(gòu)強度試驗,產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣泛、適用面寬、試驗*、可靠。電動振動試驗系統(tǒng)的工作原理類似于揚聲器。即通電導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用而運動。當振動臺磁路中的動圈通過交變電流信號時產(chǎn)生激振力磁路中即產(chǎn)生振動運動。
與振動有關(guān)的試驗廣義上都可以稱為振動試驗。在實際的工程中振動對產(chǎn)品的主要影響有:
1、結(jié)構(gòu)損壞
2、工藝性能破壞
3、工作性能失靈
為了提高產(chǎn)品的可靠性,使產(chǎn)品在使用中不發(fā)生上述的故障與破壞。振動試驗幾乎從元器件開始,就伴隨著產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程。
二、電動振動試驗系統(tǒng)
電動振動試驗系統(tǒng)是用來產(chǎn)生正弦、隨機、 正弦加寬帶隨機、窄帶隨機加寬帶隨機和沖擊等激勵的一整套設(shè)備。它通常由電動 振動臺、功率放大器、振動控制儀及其附屬設(shè)備組成。系統(tǒng)框圖如下:
振動臺組成部分
(1)電動振動臺體
電動振動臺體是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的換能器,它是整個設(shè)備的核心部分。電動振動臺其頻率范圍寬(從幾赫到數(shù)千赫),承載能力范圍較大(從數(shù)千克至數(shù)百千克),而且波形,控制方便,zui宜于實現(xiàn)各種復(fù)雜的試驗波形和譜型。
它是在各類型振動試驗中應(yīng)用zui廣泛的一種振動臺。
(1)智能開關(guān)式功率放大器
(2)振動臺臺體
(3)垂直擴展臺面
(4)數(shù)字振動控制儀
四、電動振動臺工作原理與臺體結(jié)構(gòu)
振動臺體是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的換能器。基本工作原理基于載流導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力作用的安培定律。 載流導(dǎo)體所受電磁力與導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體在磁場中的有效長度及導(dǎo)體所處磁場的磁感應(yīng)強度成正比。電磁力的方向用左手定則決定。
驅(qū)動線圈置于磁體的空氣隙中,由左手定則可知驅(qū)動線圈受力F作用使臺面產(chǎn)生向下運動,如改變流過驅(qū)動線圈中電流的方向,驅(qū)動線圈受到一相反的力,使臺面向上運動。若在驅(qū)動線圈中通一交變電流時它將使工作臺面在磁場中產(chǎn)生相對的交變運動。
通常驅(qū)動線圈中的交變電流是由可變頻率的勵信號源經(jīng)功率放大器放大后供給,而恒定磁場可以由電磁或永磁產(chǎn)生,但多用電磁產(chǎn)生。電動振動臺除振動臺本體外,還有配套的電器設(shè)備和電子儀器,如信號發(fā)生器、功率放大器、直流勵磁電源、冷卻系統(tǒng)等。信號發(fā)生器產(chǎn)生交變信號,經(jīng)功放放大后,輸入到動圈,它與磁場作用即產(chǎn)生一個交變的力F,推動可動系統(tǒng)運動。設(shè)電i=Isinωt則力值為:
F=Bli=Blisinωt (N)
其中
B為環(huán)形氣隙中磁感應(yīng)強度(Wb/m2),l為圈繞線的有效長度(m),I為動圈中的電流(A)。
試件與臺面一起在激振力F的作用下振動,其頻率決定于信號發(fā)生器的頻率ω,振動幅值取定于電流I.
五、振動試驗對設(shè)備的要求
振動試驗對設(shè)備的要求一般依賴于試驗方法標準。
正弦振動試驗對設(shè)備的要求
1、基本運動:為時間的正弦函數(shù)。
2、橫向運動:垂直于主振方向的任何軸向檢測點上的zui大振幅
f≥500Hz ≤50%
f<500Hz ≤25%
3、振幅容差:在所要求軸線上的檢測點和基準點上的實際振幅應(yīng)等于所規(guī)定的值。在整個頻率范圍內(nèi)加速度幅值和位移幅值的允差為±(10—15)%
4、加速度波形失真:加速度 波形失真的測量應(yīng)在基準點上進行,其總的均方根諧波成分不得超過25%。失真測量應(yīng)包括到5000Hz的范圍或為主振頻率的5倍(取大者)
5、頻率誤差
5—50Hz ±1%
>50Hz ±2%
6、掃頻:掃頻應(yīng)是連續(xù)的,并且其頻率隨時間應(yīng)按指數(shù)規(guī)律進行變化。掃頻的速率應(yīng)為1倍頻程/min,其容差為10%。其他標準如有規(guī)定,頻率按時間也可按線性規(guī)律變化。
六、振動臺應(yīng)具備的條件和功能
1、能夠產(chǎn)生給定范圍的振動頻率和規(guī)定范圍、規(guī)定方向的位移幅值。
2、能承受規(guī)定的載荷,并具有相當面積 的用于安裝試品的工作臺面。
3、能實現(xiàn)定頻振動和定幅值自動掃頻振動,并能調(diào)整掃頻范圍及掃頻速率。
4、工作臺面的運動應(yīng)為正弦波且振動分布均勻。
5、振動臺的結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受規(guī)定的加速度。
6、應(yīng)具備一定的正弦推力和隨機推力。
7、能長時間連續(xù)工作,工作噪音盡量小。
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