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电动振动系统介绍及原理

一、概述

与振动有关的试验广义上都可以称为振动试验。在实际的工程中振动对产品的主要影响有:

      1.结构损坏 

      2.工作性能失灵

      3.工艺性能破坏

   为了提高产品的可靠性,使产品在使用中不发生上述的故障与破坏。振动试验几乎从元器件开始,就伴随着产品的整个生产过程。

二、电动振动试验系统

电动振动试验系统是用来产生正弦、随机、

正弦加宽带随机、窄带随机加宽带随机和

冲击等激励的一整套设备。它通常由电动

振动台、功率放大器、振动控制仪及其附

属设备组成。系统框图如下:


三、振动台组成部分

1)电动振动台体

电动振动台体是将电能转换为机械能的换能器,它是整个设备的核心部分。电动振动台其频率范围宽(从几赫到数千赫),承载能力范围较大(从数千克至数百千克),而且波形最好,控制方便,最宜于实现各种复杂的试验波形和谱型。

   它是在各类型振动试验中应用最广泛的一种振动台。

 (1)振动台台体

 (2)

(2)智能开关式功率放大器


(3)垂直扩展台面


(4)数字振动控制仪

四、电动振动台工作原理与台体结构

振动台体是将电能转换为机械能的换能器。

基本工作原理基于载流导体在磁场中要受到电磁力作用的安培定律。

载流导体所受电磁力与导体中的电流、导体在磁场中的有效长度及导体所处磁场的磁感应强度成正比。电磁力的方向用左手定则决定。

驱动线圈置于磁体的空气隙中,由左手定则可知驱动线圈受力F作用使台面产生向下运动,如改变流过驱动线圈中电流的方向,驱动线圈受到一相反的力,          使台面向上运动。若在驱动线圈中通一交变电流时它将使工作台面在磁场中产生相对的交变运动。


通常驱动线圈中的交变电流是由可变频率的励信号源经功率放大器放大后供给,而恒定磁场可以由电磁或永磁产生,但多用电磁产生。电动振动台除振动台本体外,还有配套的电器设备和电子仪器,如信号发生器、功率放大器、直流励磁电源、冷却系统等。信号发生器产生交变信号,经功放放大后,输入到动圈,它与磁场作用即产生一个交变的力F,推动可动系统运动。设电i=Isinωt则力值为:     

           F=Bli=Blisinωt   (N)

其中B为环形气隙中磁感应强度(Wb/m2),l为圈绕线的有效长度(m),I为动圈中的电流(A)。试件与台面一起在激振力F的作用下振动,其频率

决定于信号发生器的频率ω,振动幅值取定于电流I.

四、振动试验对设备的要求

振动试验对设备的要求一般依赖于试验

方法标准。

 正弦振动试验对设备的要求

  1、基本运动:为时间的正弦函数。

  2、横向运动:垂直于主振方向的任何轴向检测点上的最大振幅

        f500Hz     25%

        f500Hz     50%

  3、加速度波形失真:加速度 波形失真的测量应在基准点上进行,其总的均方根谐波成分不得超过25%。失真测量应包括到5000Hz的范围或为主振频率的5倍(取大者)

4、振幅容差:在所要求轴线上的检测点和基准点上的实际振幅应等于所规定的值。在整个频率范围内加速度幅值和位移幅值的允差为±(1015%

5、频率误差

     550Hz       ±1%

     >50Hz         ±2%

6、扫频:扫频应是连续的,并且其频率随时间应按指数规律进行变化。扫频的速率应为1倍频程/min,其容差为10%。其他标准如有规定,频率按时间也可按线性规律变化。

六、振动台应具备的条件和功能

1、能承受规定的载荷,并具有相当面积  的用于安装试品的工作台面。

2、能够产生给定范围的振动频率和规定范围、规定方向的位移幅值。

3、振动台的结构应能承受规定的加速度。

4、工作台面的运动应为正弦波且振动分布均匀。

5、能实现定频振动和定幅值自动扫频振动,并能调整扫频范围及扫频速率。

6、能长时间连续工作,工作噪音尽量小。

7、应具备一定的正弦推力和随机推力。

                    振动台台体外观图

                    

垂直台体+垂直扩展台面安装过程


水平台体及振动方式

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