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可靠性試驗(yàn)關(guān)鍵設(shè)備的振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)展顯得越來(lái)越重要
發(fā)布時(shí)間:2022-03-24   點(diǎn)擊次數(shù):345次
  振動(dòng)試驗(yàn)的目的在于確定所設(shè)計(jì)、制造的機(jī)器、構(gòu)件在運(yùn)輸和使用過(guò)程中承受外來(lái)振動(dòng)或者自身產(chǎn)生的振動(dòng)而不被破壞,并發(fā)揮其性能、達(dá)到預(yù)定壽命的可靠性。隨著對(duì)產(chǎn)品,尤其是航空航天產(chǎn)品可靠性要求的提高,作為可靠性試驗(yàn)關(guān)鍵設(shè)備的振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)展顯得越來(lái)越重要。
  用于振動(dòng)試驗(yàn)的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)從其激振方式上可分為三類:機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)、電液式振動(dòng)臺(tái)和電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)。從振動(dòng)臺(tái)的激振方向,即工作臺(tái)面的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)分,可分為單向(單自由度)和多向(多自由度)振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)。從振動(dòng)臺(tái)的功能來(lái)分,可分為單一的正弦振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)和可完成正弦、隨機(jī)、正弦加隨機(jī)等振動(dòng)試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)。以下筆者對(duì)各種振動(dòng)臺(tái),主要對(duì)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái),及其輔助設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能和成本的現(xiàn)狀及發(fā)展等進(jìn)行簡(jiǎn)單的論述。
  1.機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)
  機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)可分為不平衡重塊式和凸輪式兩類。不平衡重塊式是以不平衡重塊旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力來(lái)激振振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面,激振力與不平衡力矩和轉(zhuǎn)速的平方成正比。這種振動(dòng)臺(tái)可以產(chǎn)生正弦振動(dòng),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,但只能在約5Hz~100Hz的頻率范圍工作,*大位移為6mm峰-峰值,*大加速度約10g,不能進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)。
  凸輪式振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分的位移取決于凸輪的偏心量和曲軸的臂長(zhǎng),激振力隨運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量而變化。這種振動(dòng)臺(tái)在低頻域內(nèi),激振力大時(shí),可以實(shí)現(xiàn)很大的位移,如100mm。但這種振動(dòng)臺(tái)工作頻率**于低頻,上限頻率為20Hz左右。*大加速度為3g左右,加速度波形失真很大。
  機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)由于其性能的局限,今后用量會(huì)越來(lái)越小。
  2.電液式振動(dòng)臺(tái)
  電液式振動(dòng)臺(tái)的工作方式是用小的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)可控制的伺服閥,通過(guò)油壓使傳動(dòng)裝置產(chǎn)生振動(dòng)。這種振動(dòng)臺(tái)能產(chǎn)生很大的激振力和位移,如激振力可高達(dá)104kN,位移可達(dá)2.5m,而且在很低的頻率下可得到很大的激振力。大激振力的液壓臺(tái)比相同推力的電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)價(jià)格便宜。電液臺(tái)的局限性在于其高頻性能較差,上限工作頻率低,波形失真較大。雖然可以做隨機(jī)振動(dòng),但隨機(jī)振動(dòng)激振力的rms額定值只能為正弦額定值的1/3以下。這種振動(dòng)臺(tái)因其大推力、大位移可以彌補(bǔ)電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的不足,在未來(lái)的振動(dòng)試驗(yàn)中仍將發(fā)揮作用,尤其是在船舶和汽車行業(yè)會(huì)有一定市場(chǎng)。
  3.電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)
  電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)是目前使用*廣泛的一種振動(dòng)設(shè)備。它的頻率范圍寬,小型振動(dòng)臺(tái)頻率范圍為0~10kHz,大型振動(dòng)臺(tái)頻率范圍為0~2kHz;動(dòng)態(tài)范圍寬,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)控制;加速度波形良好,適合產(chǎn)生隨機(jī)波;可得到很大的加速度。電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)的,當(dāng)通電導(dǎo)體處在恒定磁場(chǎng)中將受到力的作用,當(dāng)導(dǎo)體中通以交變電流時(shí)將產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)線圈正式處在一個(gè)高磁感應(yīng)強(qiáng)度的空隙中,當(dāng)需要的振動(dòng)信號(hào)從信號(hào)發(fā)生器或振動(dòng)控制儀產(chǎn)生并經(jīng)功率放大器放大后通到驅(qū)動(dòng)線圈上,這時(shí)振動(dòng)臺(tái)就會(huì)產(chǎn)生需要的振動(dòng)波形。
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