電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的組成部分和參數(shù)要求

一、概述

與振動(dòng)有關(guān)的試驗(yàn)廣義上都可以稱為振動(dòng)試驗(yàn)。在實(shí)際的工程中振動(dòng)對(duì)產(chǎn)品的主要影響有：

1.結(jié)構(gòu)損壞

2.工作性能失靈

3.工藝性能破壞

為了提高產(chǎn)品的可靠性,使產(chǎn)品在使用中不發(fā)生上述的故障與破壞。振動(dòng)試驗(yàn)幾乎從元器件開始,就伴隨著產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過程。

二、電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)

電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)是用來產(chǎn)生正弦、隨機(jī)、

正弦加寬帶隨機(jī)、窄帶隨機(jī)加寬帶隨機(jī)和

沖擊等激勵(lì)的一整套設(shè)備。它通常由電動(dòng)

振動(dòng)臺(tái)、功率放大器、振動(dòng)控制儀及其附

屬設(shè)備組成。系統(tǒng)框圖如下：

三、振動(dòng)臺(tái)組成部分

（1）電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)體

電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)體是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的換能器，它是整個(gè)設(shè)備的核心部分。電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)其頻率范圍寬（從幾赫到數(shù)千赫），承載能力范圍較大（從數(shù)千克至數(shù)百千克），而且波形最好，控制方便，最宜于實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的試驗(yàn)波形和譜型。

它是在各類型振動(dòng)試驗(yàn)中應(yīng)用最廣泛的一種振動(dòng)臺(tái)。

（1）振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體

（2）智能開關(guān)式功率放大器

（3）垂直擴(kuò)展臺(tái)面

（4）數(shù)字振動(dòng)控制儀

四、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)工作原理與臺(tái)體結(jié)構(gòu)

振動(dòng)臺(tái)體是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的換能器。

基本工作原理基于載流導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力作用的安培定律。

載流導(dǎo)體所受電磁力與導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體在磁場中的有效長度及導(dǎo)體所處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。電磁力的方向用左手定則決定。

驅(qū)動(dòng)線圈置于磁體的空氣隙中，由左手定則可知驅(qū)動(dòng)線圈受力F作用使臺(tái)面產(chǎn)生向下運(yùn)動(dòng)，如改變流過驅(qū)動(dòng)線圈中電流的方向，驅(qū)動(dòng)線圈受到一相反的力， 使臺(tái)面向上運(yùn)動(dòng)。若在驅(qū)動(dòng)線圈中通一交變電流時(shí)它將使工作臺(tái)面在磁場中產(chǎn)生相對(duì)的交變運(yùn)動(dòng)。

通常驅(qū)動(dòng)線圈中的交變電流是由可變頻率的勵(lì)信號(hào)源經(jīng)功率放大器放大后供給，而恒定磁場可以由電磁或永磁產(chǎn)生，但多用電磁產(chǎn)生。電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)除振動(dòng)臺(tái)本體外，還有配套的電器設(shè)備和電子儀器，如信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、直流勵(lì)磁電源、冷卻系統(tǒng)等。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生交變信號(hào)，經(jīng)功放放大后，輸入到動(dòng)圈，它與磁場作用即產(chǎn)生一個(gè)交變的力F，推動(dòng)可動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。設(shè)電i=Isinωt則力值為：

F=Bli=Blisinωt(N)

其中B為環(huán)形氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度（Wb/m2），l為圈繞線的有效長度（m），I為動(dòng)圈中的電流（A）。試件與臺(tái)面一起在激振力F的作用下振動(dòng)，其頻率

決定于信號(hào)發(fā)生器的頻率ω，振動(dòng)幅值取定于電流I.

四、振動(dòng)試驗(yàn)對(duì)設(shè)備的要求

振動(dòng)試驗(yàn)對(duì)設(shè)備的要求一般依賴于試驗(yàn)

方法標(biāo)準(zhǔn)。

正弦振動(dòng)試驗(yàn)對(duì)設(shè)備的要求

1、基本運(yùn)動(dòng)：為時(shí)間的正弦函數(shù)。

2、橫向運(yùn)動(dòng)：垂直于主振方向的任何軸向檢測點(diǎn)上的最大振幅

f＜500Hz ≤25%

f≥500Hz ≤50%

3、加速度波形失真：加速度波形失真的測量應(yīng)在基準(zhǔn)點(diǎn)上進(jìn)行，其總的均方根諧波成分不得超過25%。失真測量應(yīng)包括到5000Hz的范圍或?yàn)橹髡耦l率的5倍（取大者）

4、振幅容差：在所要求軸線上的檢測點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)上的實(shí)際振幅應(yīng)等于所規(guī)定的值。在整個(gè)頻率范圍內(nèi)加速度幅值和位移幅值的允差為±（10—15）%

5、頻率誤差

5—50Hz ±1%

＞50Hz ±2%

6、掃頻：掃頻應(yīng)是連續(xù)的，并且其頻率隨時(shí)間應(yīng)按指數(shù)規(guī)律進(jìn)行變化。掃頻的速率應(yīng)為1倍頻程/min，其容差為10%。其他標(biāo)準(zhǔn)如有規(guī)定，頻率按時(shí)間也可按線性規(guī)律變化。

六、振動(dòng)臺(tái)應(yīng)具備的條件和功能

1、能承受規(guī)定的載荷，并具有相當(dāng)面積的用于安裝試品的工作臺(tái)面。

2、能夠產(chǎn)生給定范圍的振動(dòng)頻率和規(guī)定范圍、規(guī)定方向的位移幅值。

3、振動(dòng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受規(guī)定的加速度。

4、工作臺(tái)面的運(yùn)動(dòng)應(yīng)為正弦波且振動(dòng)分布均勻。

5、能實(shí)現(xiàn)定頻振動(dòng)和定幅值自動(dòng)掃頻振動(dòng)，并能調(diào)整掃頻范圍及掃頻速率。

6、能長時(shí)間連續(xù)工作，工作噪音盡量小。

7、應(yīng)具備一定的正弦推力和隨機(jī)推力。