Испытательное оборудование для испытаний на воздействие вибраций

В лабораторных условиях испытания на вибрационные нагрузки проводят на вибростендах, входящих в состав вибрационных установок. Основные требования, которым должны удовлетворять виброустановки - это возможность получения гармонической вибрации в требуемом диапазоне частот и ускорений, устойчивость и надежность в работе.

Виброустановки классифицируются:

1. По способу возбуждения вибрации:

- механические с кинематическим и центробежным возбуждением;

- электродинамические,

- электромагнитные,

- гидравлические,

- гидромеханические,

- гидроэлектромагнитные,

- пьезоэлектрические и др.

2. По частотным диапазонам воспроизводимой вибрации:

- низкочастотные и высокочастотные,

- узкополосные и широкополосные.

3. По методу поведения испытаний:

- на фиксированных частотах и качающейся частоте;

- на ШСВ и сканированием полосы частот.

4. По предельным значениям основных параметров в заданном диапазоне частот:

- силе возбуждения,

- выталкивающему усилию,

- перемещению,

- скорости.

5. По кинематическим и конструктивным признакам:

- для создания возвратно-поступательной или угловой вибрации;

- для воспроизведения вибрации в одном или нескольких направлениях (одно- и многокомпонентные) и другие.

Наиболее практическое применение в настоящее время находят электродинамические вибрационные установки.

Виброустановки с механическим возбуждением является низкочастотными. Они используются для испытаний в диапазоне частот от 100 Гц в основном тяжёлых или крупногабаритных изделий массой до 100 кг.

Установки с электромагнитным возбуждением, в основном, используются для испытаний на фиксированных частотах 50 и 100 Гц. Достоинство: практически полное отсутствие магнитных полей в зоне испытаний. Недостаток: искажение синусоидальной формы колебаний.

Установки с гидравлическим возбуждением весьма эффективны на очень низких частотах (0,01 1 Гц) с большими значениями возбуждающего усилия до 10⁶ H для изделий большой массы.

Пьезоэлектрические установки работают в области ВЧ большее 1000 Гц при очень малой грузоподъёмности (0,5 1 Н).

Установки с электродинамическим возбуждением отличают широкий диапазон воспроизводимых частот, высокая направленность вибрации, низкий коэффициент нелинейных искажений, небольшие магнитные поля в зоне испытаний. Применение специальной аппаратуры управления позволяет реализовать все основные режимы испытаний.

Структурная схема ЭВУ показана на рис. 20.

Рис. 20. Структурная схема ЭВУ: 1 - устройство управления вибрационной установки; 2 - усилитель мощности; 3 - согласующее устройство; 4 - вибростенд; 5 - преобразователь; 6 - измерительная аппаратура

Типовая конструкция ЭД вибростенда имеет вид (рис. 21):

Рис. 21. Типовая конструкция ЭД вибростенда: 1 - испытываемое изделие; 2 - стол вибростенда; 3 - подвеска; 4 - магнитный экран; 5 - подвижная катушка; 6 - магнитопровод; 7 - магнитный поток; 8 - катушка подмагничивания; 9 - основание

Обозначение вибростенда:

- грузоподъёмность

- УВЭ 5/1000

- макс. воспроизводимая частота

При проведении испытаний для крепления изделий к столу вибростенда используют различные дополнительные приспособления. Требования к ним:

- крепление изделия должно осуществляться тем же способом, что и при эксплуатации;

- приспособления больше в 1,5 2 раза верхнего значения частоты вибрации;

- центр тяжести совпадает с осью виброштока.

Наиболее предпочтительна конструкция в виде куба:

, (49)

где - длина ребра, м.

Преобразователи:

- индуктивные,

- трансформаторные;

- электромагнитные,

- электродинамические;

- емкостные;

- пьезоэлектрические.