Аппаратное обеспечение испытаний изделий на воздействие вибрации (1066234), страница 4
Текст из файла (страница 4)
центробежную силу. Центробежные вибровозбудители подразделяют надебалансные и планетарные. У дебалансного вибровозбудителяинерционный элемент (дебаланс) установлен в подшипниках и неуравновешен относительно оси вращения. Вращение дебаланса осуществляется с помощью привода. У планетарного вибровозбудителяинерционный элемент (бегунок) обкатывается по беговой дорожкекорпуса, совершая два движения: обкатку и собственное вращение.В электромагнитных вибровозбудителях силы, возбуждающиеколебания, создаются в результате воздействия переменного вовремени магнитного поля на ферромагнитные тела. Оновнымидостоинствами электромагнитых вибровозбудителей являются:1) простота регулирования амплитуды вибрации;2) надежность и долговечность вибровозбудителей, что обусловлено отсутствием трения в вибровозбудителе;3) возможность применения в одной вибромашине несколькихвибровозбудителей.В основе работы электродинамических возбудителей колебаний лежит явление образования переменной электродинамическойсилы при взаимодействии постоянного магнитного поля с проводником, по которому протекает переменный электрический ток.Электродинамические вибровозбудители широко применяют длявибрационных испытаний различных видов.
С их помощью испытывают образцы материалов, деталей, приборов и узлов машин,проводят натурные испытания.17У вибровозбудителей кинематического типа ведущее звеноимеет вполне определенное движение, зависящее только от геометрических размеров механизма. Кинематические вибровозбудители всоответствии с принципиальным устройством делятся на эксцентриковые приводы с упругим шатуном и с приводным демпфером.Гидравлические вибровозбудители сообщают колебания рабочему органу вибромашины за счет использования пульсирующегоисточника рабочей жидкости или прерывания потока рабочей жидкости постоянного расхода с помощью золотниковых устройств.Золотниковые устройства могут управляться либо внешним приводом, либо самим вибровозбудителем в соответствии с положением его исполнительного органа.Принцип действия пьезоэлектрических вибровозбудителей основан на свойствах обратного пьезоэффекта (деформация некоторых кристаллических веществ под воздействием приложенного кним электрического напряжения).
Основное отличие таких вибровозбудителей от вибровозбудителей других типов — высокая собственная резонансная частота.4.2. Анализ существующих виброиспытательных стендов4.2.1. Общие сведенияОсобенности физических свойств вибровозбудителей, применяемых в испытательных стендах, во многом определяют их частотные, силовые и другие характеристики. Поэтому независимо отсхемы, конструкции и размеров стенда можно установить областьиспользования стендов с различными вибровозбудителями длязаданного вида испытаний.Наиболее универсальными являются стенды с электродинамическим возбуждением вибрации.
Эти стенды характеризуютсявесьма широким диапазоном воспроизводимых частот. При применении специального оборудования на них возможно осуществление всех основных режимов вибрационных испытаний. На стендах большой мощности может быть создана гармоническая вынуждающая сила с амплитудой до 5 ⋅ 105 Н.Стенды с электромагнитным возбуждением работают в ограниченном диапазоне частот. Их применяют для испытаний, прикоторых воспроизведение заданной формы вибрации не имеет существенного значения.Стенды с механическим возбуждением пригодны для длительной эксплуатации в диапазоне частот 0…50 Гц. Их применяют для18испытаний при гармонической вибрации.
Специальные вибрационные стенды (двойные центрифуги) дают возможность получитьгармонические вибрационные ускорения с весьма низкой частотой.Стенды с гидравлическим возбуждением в большинстве конструкций ограничены по частотному диапазону до 100 Гц, иногдадо 400 Гц. Стенды характеризуются большими амплитудами вынуждающей силы. Остальные параметры зависят от способа первичного возбуждения вибрации в стенде (электродинамического,электромагнитного, механического).Стенды с пьезоэлектрическим возбуждением применяют длякалибровки приборов, имеющих малую массу. Существуют стенды для испытаний на частотах до 80 кГц.4.2.2.
Стенды с электродинамическим возбуждением вибрацииПрименение стендов с электродинамическим возбуждениемобосновано в первую очередь в тех случаях, когда при вибрационных испытаниях требуется обеспечить:а) большие амплитуды вынуждающей силы;б) широкий частотный диапазон испытаний;в) слабые магнитные поля в зоне испытаний;г) воспроизведение вибрации различного типа (гармонической, случайной, по заданной программе);д) малый коэффициент нелинейных искажений;е) строгую направленность создаваемой вибрации;ж) возможность изменения направления вибрации.Большое разнообразие задач, решаемых с помощью вибрационных стендов этого типа, и противоречивость отдельных требований не позволяют создать универсальную конструкцию.Типичная конструктивная схема электродинамического вибростенда без системы управления представлена на рис.
1. Стенд предназначен для работы в диапазоне 5…5000 Гц и создает амплитудугармонической вынуждающей силы до 2 ⋅ 104 Н. Электромагнит состоит из магнитопровода 1 и обмотки возбуждения 2. Обмотка возбуждения выполнена с принудительным водяным охлаждением.Для уменьшения потерь в рабочем зазоре магнитопровода установлены медные экраны 9, нанесенные электролитическим путем.
Рабочий зазор и подвижная обмотка охлаждаются водой. Подвижнаяобмотка 3 выполнена без каркаса для уменьшения ширины рабочегозазора. Витки обмотки имеют прямоугольное сечение. Они склееныи присоединены к несущей части подвижной системы специальны19ми разъемными болтами. Несущая часть подвижной системы 4 изготовлена из магниевого сплава и представляет собой коническуюоболочку с ребрами. Верхняя часть является столом стенда. Изделиекрепится к столу стенда через специальные резьбовые втулки 6 изнемагнитной стали. Подвижная система является весьма жесткойконструкцией, обеспечивающей проведение испытаний в широкомдиапазоне частот. Упругие элементы (подвеска) состоят из двухтекстолитовых мембран 7 с пазами, расположенными по окружностям различного радиуса.
Для компенсации прогиба от силы тяжести при испытаниях изделий различной массы применены пневмокамеры 8. При повышении давления в пневмокамерах общая жесткость подвески увеличивается. Пневмокамеры также увеличиваютдемпфирование колебаний нижней мембраны, что имеет значениепри испытаниях на низких частотах.Рис.
1. Схема вибростенда с электродинамическим возбуждением вибрации:1 — магнитопровод; 2 — обмотка возбуждения; 3 — подвижная обмотка; 4 —несущая часть подвижной системы; 5 –— компенсационная катушка; 6 — резьбовые втулки; 7 — текстолитовые мембраны с пазами; 8 — пневмокамеры; 9 —медные экраны; 10 — поворотное устройство с механическим приводом; 11 —станина для крепления стенда к неподвижному основаниюДля уменьшения поля рассеяния вблизи стола предусмотренакомпенсационная катушка 5, параметры которой подобраны с учетом параметров магнитных полей рассеяния в зоне стола. Для изменения направления вибрации имеется поворотное устройство смеханическим приводом 10 и станиной 11 для крепления стенда кнеподвижному основанию.204.2.3.
Стенды с электромагнитным возбуждением вибрацииДля стендов с электромагнитным возбуждением характерно:а) проведение испытаний на фиксированных частотах 50 и100 Гц; в отдельных конструкциях возможны испытания с переменными частотами от 15 до 500 Гц;б) проведение испытаний на резонансных режимах с переналадкой механической части стенда (изменение масс и жесткостиупругих элементов);в) возможность получения значительных вынуждающих сил(до 5 ⋅ 104 Н);г) невозможность воспроизведения вибрации по заданной программе (вибрация близка к гармонической только при резонансных режимах);д) относительная простота конструкции стенда и системыуправления;е) устойчивость к воздействию внешней среды;ж) практическое отсутствие магнитных полей в зоне проведения испытаний.Применяются схемы стендов с подмагничиванием постояннымтоком и без подмагничивания.
В первом случае можно получитьрежим с частотой, равной частоте переменного тока, во второмслучае частота колебаний вибростенда удваивается.Основными частями испытательного вибростенда являются:электромагнитная система; подвижная система, состоящая из стола (платформы) и присоединенных к нему масс; упругие элементы; система питания и управления стендом. В некоторых стендахдля установки при испытаниях в резонансных режимах используются дополнительные массы, упруго присоединенные к подвижной системе.
Cхема вибростенда для воспроизведения прямолинейной вибрации в горизонтальном направлении изображена нарис. 2. Возбуждение стенда осуществляется через тиратронныйпреобразователь с возможным диапазоном частот 15…400 Гц спомощью двух электромагнитов 1. Вибрационный стол 2 массой mимеет пазы для крепления испытуемых изделий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
