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緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)是目前使用廣泛的一種振動(dòng)設(shè)備
更新時(shí)間:2018-02-26 點(diǎn)擊次數(shù):3212
   目前,緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)不僅在航天領(lǐng)域而且在其他行業(yè)發(fā)揮著作用,成為該所的一項(xiàng)重要民品。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,緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)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),緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)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,zui大位移為 6mm峰-峰值,zui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。zui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)
  緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)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)
  緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)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。
  緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)基本上由驅(qū)動(dòng)線圈及運(yùn)動(dòng)部件、運(yùn)動(dòng)部件懸掛及導(dǎo)向裝置、勵(lì)磁及消磁單元、臺(tái)體及支承裝置五部分組成。驅(qū)動(dòng)線圈和運(yùn)動(dòng)部件是振動(dòng)臺(tái)的核心部件,它的一階共振頻率決定著振動(dòng)臺(tái)的使用頻率范圍,由于運(yùn)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一階共振頻率計(jì)算非常困難,要靠經(jīng)驗(yàn)估算,這常常造成設(shè)計(jì)失誤。將有限元方法用于電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部件共振頻率的計(jì)算,不僅提高了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度,而且便于對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),大大增加了振動(dòng)臺(tái)的設(shè)計(jì)可靠性。

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