振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)的分類與介紹

      1、機(jī)械式振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)

機(jī)械式試驗(yàn)機(jī)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)生的離心力來激振試驗(yàn)機(jī)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)試驗(yàn)機(jī)可以產(chǎn)生正弦振動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡單，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)試驗(yàn)機(jī)運(yùn)動(dòng)部分的位移取決于凸輪的偏心量和曲軸的臂長，激振力隨運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量而變化。這種試驗(yàn)機(jī)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。但這種試驗(yàn)機(jī)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)試驗(yàn)機(jī)由于其性能的局限，今后用量會(huì)越來越小。

2、電液式振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)

電液式振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)的工作方式是用小的電動(dòng)試驗(yàn)機(jī)驅(qū)動(dòng)可控制的伺服閥，通過油壓使傳動(dòng)裝置產(chǎn)生振動(dòng)。這種試驗(yàn)機(jī)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)式試驗(yàn)機(jī)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。這種試驗(yàn)機(jī)因其大推力、大位移可以彌補(bǔ)電動(dòng)試驗(yàn)機(jī)的不足，在未來的振動(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。

3、電動(dòng)式振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)

電動(dòng)式振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)是目前使用zui廣泛的一種振動(dòng)設(shè)備。它的頻率范圍寬，小型試驗(yàn)機(jī)頻率范圍為0～10kHz，大型試驗(yàn)機(jī)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)式試驗(yàn)機(jī)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)。試驗(yàn)機(jī)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)試驗(yàn)機(jī)就會(huì)產(chǎn)生需要的振動(dòng)波形。

電動(dòng)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)部件是試驗(yàn)機(jī)的核心部件，它的一階共振頻率決定著試驗(yàn)機(jī)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。702所在80年代末將有限元方法用于電動(dòng)試驗(yàn)機(jī)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，而且便于對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，大大增加了振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)可靠性。

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)輸和使用過程中承受外來振動(dòng)或者自身產(chǎn)生的振動(dòng)而不至破壞，并發(fā)揮其性能、達(dá)到預(yù)定壽命的可靠性。隨著對產(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)展顯得越來越重要。