Конструкция электродинамического вибростенда

R

Расстояние r (см) от центра тяжести груза противовеса до центра вращения находят в зависимости от массы испытуемого изделия Ρ, груза противовеса Q и расстояния R:

Ρ R

r=─────.

Q

Испытания на наличие и отсутствие резонансных частот проводят с целью проверки механических свойств изделия и получения исходной информации для выбора методов испытаний на виброустойчивость, вибропрочность, на воздействие акустического шума, а также для выбора длительности действия ударного ускорения при испытаниях на воздействие механических ударов одиночного и многократного действия.

Значения резонансных частот конструкции, выявленные в процессе испытаний, должны быть указаны в стандартах и ТУ на изделие.

Испытания проводят на отдельной выборке изделий, равной 3 – 5 шт. Вибрационная установка должна обеспечивать получение синусоидальных колебаний во всем диапазоне частот, установленном в стандартах и ТУ на изделие.

Испытания проводят в диапазоне частот 0,2 f_р – 1,5 f_р , но не выше 20000 Гц, где f_р – резонансная частота, определяемая методом расчета или на основании испытаний аналогичной конструкции. Если не известно ориентировочное значение резонансной частоты, то испытания проводят в диапазоне частот 40 – 20000 Гц или до частоты, установленной в стандартах и ТУ на изделие.

Поиск резонансных частот проводят путем плавного изменения частот при поддержании постоянной амплитуды ускорений. Амплитуда ускорения должна быть минимально возможной, но достаточной для выявления резонанса и не превышать амплитуду ускорения, установленную для испытания на вибропрочность.

Испытания на воздействие акустического шума проводят с целью определения способности изделия выполнять свои функции и сохранять свои параметры в пределах норм, указанных в стандартах и ТУ на изделие, в условиях воздействия повышенного акустического шума.

Испытания проводят одним из следующих методов:

- испытания путем воздействия на изделие случайного акустического шума;

- испытания путем воздействия на изделия акустического шума меняющейся частоты.

При первом методе испытательная установка должна обеспечивать получение случайного акустического шума в диапазоне частот 10000 Гц при уровне звукового давления, соответствующем требуемой степени жесткости.

Испытания проводят в реверберационной акустической камере. Предпочтительна камера в форме неправильного пятиугольника, причем размер стороны пятиугольника должен не менее чем в два раза превышать наибольший габаритный размер изделия.

Крепление изделий или приспособлений с изделиями производят в рабочей зоне камеры на эластичных растяжках (резиновые шнуры, полосы и т.п.). Резонансная частота приспособления, если оно применяется, должна быть не ниже 15 КГц.

Испытания проводят под электрической нагрузкой путем воздействия акустического шума в диапазоне частот 125 – 10000 Гц, при общем уровне шума в пределах 130 – 170 дБ.

В процессе испытания проводят контроль параметров изделий. Рекомендуется выбирать такие параметры, по изменению которых можно судить об устойчивости изделия к воздействию акустического шума (например, уровень виброшумов, искажение выходного сигнала или изменение его значения, целостность электрической цепи, изменение контактного сопротивления и т.д.).

При втором методе испытательная установка должна обеспечивать получение акустического шума меняющейся частоты в диапазоне 125 – 10000 Гц при уровне звукового давления, соответствующем требуемой степени жесткости.

Испытания проводят под электрической нагрузкой путем воздействия тона меняющейся частоты в диапазоне частот 200 – 1000 Гц. Уровень звукового давления должен лежать в пределах 120 – 160 дБ.

Испытания проводят при плавном изменении частоты по всему диапазону от низшей к высшей и обратно (один цикл) в течение 30 мин, если большее время не требуется для контроля параметров изделия. В процессе испытаний проводят контроль параметров изделий.

Испытания изделия на прочность при транспортировании выполняются с целью проверки их способности противостоять разрушающему действию механических нагрузок, возникающих при их перевозке любым транспортом на любое расстояние.

Испытания устойчивости изделия к воздействию ускорений, возникающих при перевозке, производят либо с помощью вибрационных и ударных установок, позволяющих имитировать соответствующие ускорения, либо непосредственным транспортированием изделий, упакованных в принятую для транспортировки тару, на грузовых автомобилях. Грузовые автомобили передвигаются по булыжным или грунтовым (проселочным) дорогам с установленной скоростью (например,20-30 км/час) на определенное расстояние (не менее 200 км). После испытания изделия осматривают и производят измерение параметров, указанных в ТУ. Иногда осмотр испытуемых изделий рекомендуется производить через каждые 100 км пробега.

8. Методика испытаний изделий аэрокосмической техники на воздействие вибрационных ускорений (виброустойчивость, вибропрочность)

Испытания вибропрочности проводят на одной частоте вибрации с целью выявления грубых технологических дефектов и в заданном диапазоне частот с целью проверки способности изделия противостоять разрушающему действию вибрации и выполнять свои функции во время и после действия вибрации.

Вибрация создается методом качающейся частоты или методом фиксированных частот. Осмотр внешнего вида и проверку параметров изделия производят до и после испытания.

Испытания на виброустойчивость проводят с целью проверки способности изделий выполнять свои функции и сохранять параметры в пределах установленных норм в условиях вибрации в заданном диапазоне частот и ускорений. Проверка виброустойчивости изделий проводится обычно при плавном изменении в течение 3-5 мин частоты от нижнего предела до верхнего и обратно.

В ряде случаев изделия подвергаются также испытаниям для обнаружения резонанса конструктивных элементов. Также следует упомянуть об испытаниях изделий на акустическую устойчивость, когда проверяется способность изделия выполнять свои функции и сохранять установленные параметры в заданных пределах при воздействии акустических шумов, предусмотренных ТУ.

. МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ НА ВИБРОУСТОЙЧИВОСТЬ И ВИБРОПРОЧНОСТЬ

Испытания на виброустойчивость проводят с целью проверки способности изделий выполнять свои функции и сохранять свои параметры в пределах значений, указанных в стандартах и ТУ на изделия в условиях воздействия вибрации.

Испытания проводят одним из следующих методов:

- испытания на виброустойчивость при воздействии синусоидальной вибрации;

- испытания на виброустойчивость при воздействии широкополосной случайной вибрации.

При первом методе вибрационная установка должна обеспечивать получение синусоидальной вибрации с параметрами, установленными для требуемой степени жесткости.

Испытания проводят под электрической нагрузкой, параметры и метод контроля которой должны быть установлены стандартами и ТУ на изделия, путем плавного изменения частоты в заданном диапазоне от низшей к высшей и обратно.

Для проверки виброустойчивости рекомендуется выбирать параметры, по изменению которых можно судить о виброустойчивости изделия в целом (например, уровень виброшумов, искажение выходного сигнала или изменение его величины, целостность электрической цепи, нестабильность контактного сопротивления и т.д.).

При обнаружении у изделия частот, на которых наблюдается нестабильность работы или ухудшение параметров, дополнительно проводят выдержку на этих частотах в течение времени, указанного в стандартах и ТУ на изделия, но не менее 5 мин.

Испытания проводят при воздействии вибрации в трех взаимно перпендикулярных направлениях по отношению к изделию, если другие условия не указаны в стандартах и ТУ на изделия.

В конце испытаний проводят визуальный осмотр изделий и измерения их параметров.

При втором методе вибрационная установка должна обеспечивать получение широкополосной случайной вибрации с параметрами, установленными для требуемой степени жесткости.

Продолжительность воздействия вибрации в каждом направлении воздействия определяется временем проверки работоспособности изделия.

Проверяемые параметры, их значения и методы проверки указываются в стандартах и ТУ на изделия.

Испытания на вибропрочность проводят с целью проверки способности изделия противостоять разрушающему действию вибрации и сохранять свои параметры в пределах значений, указанных в стандартах и ТУ на изделия после ее воздействия.

Испытания проводят одним из следующих методов (выбор метода определяется в зависимости от значения резонансных частот конструкции):

- испытания методом качающейся частоты, в том числе:

а) испытание методом качающейся частоты во всем диапазоне частот. Данный метод применяют для изделий, у которых резонансные частоты распределены по всему диапазону частот испытаний или не установлены;

б) испытания методом качающейся частоты при повышенных значениях амплитуды ускорения. Испытания данным методом проводят во всех случаях, когда необходимо сократить время испытаний. Рекомендуется применять этот метод для испытаний миниатюрных изделий, работающих в жестких условиях;

в) испытания методом качающейся частоты, исключая диапазон частот ниже 100 Гц. Данный метод применяют, если низшая резонансная частота изделия превышает 200 Гц;

г) испытания методом качающейся частоты в области резонансных частот. Данный метод применяют для изделий, у которых резонансные частоты находятся в диапазоне частот, соответствующем требуемой степени жесткости;

д) испытания методом качающейся частоты с переносом диапазона частот испытаний в область резонансных частот. Данный метод применяют для изделий, у которых низшая резонансная частота превышает верхнюю частоту диапазона, соответствующего заданной степени жесткости;

е) испытания на одной фиксированной частоте. Данный метод применяют для изделий, у которых низшая резонансная частота более чем в 1,5 раза превышает верхнюю частоту диапазона, соответствующего требуемой степени жесткости;

- испытания методом фиксированных частот во всем диапазоне. Данный метод допускается применять по согласованию с заказчиком, если невозможно применение других методов;

- испытания путем воздействия широкополосной случайной вибрации. Данный метод применяют для испытаний изделий, имеющих в заданном диапазоне частот не менее 4 резонансов, если к изделиям предъявлено требование по прочности к воздействию случайной вибрации.

Конкретный метод испытаний указывается в стандартах и ТУ на изделия. Значения резонансных частот при выборе метода испытаний принимают на основании измерений на стадии разработки и по справочным данным.

Испытаниям на вибропрочность подвергают те же образцы изделий, которые были испытаны на виброустойчивость, если последний вид испытаний предусмотрен в стандартах и ТУ на изделия

Электродинамические вибростенды.

Рассмотрим конструкцию вибростенда, работающего на высоких частотах и имеющего электродинамическую подвижную систему.

Конструкция такого вибростенда приведена на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Конструкция электродинамического вибростенда

В поле электромагнита, питаемого постоянным током, вибрирует катушка 13, подключенная к сети переменного тока, амплитуда и частота которого может регулироваться. С катушкой жестко связан вибрирующий рабочий стол 7, подвешенный в чугунной станине 1. Круглый стальной корпус магнита 3 установлен на резиновых буферах 2 в подшипнике, где он может поворачиваться на угол до 90. Наличие эластичных прокладок 2 устраняет необходимость в фундаменте. В корпусе магнита 3 на сердечнике помещена катушка возбуждения 10. Вибрирующая катушка 13 находится в воздушном зазоре магнита и соединена ведущим стержнем 9 с фланцем 8. Катушка, стержень и фланец образуют колебательную систему. Четыре плоские пружины 6, по две вверху и внизу, направляют колебательную систему при ее перемещении в зазоре. Для предотвращения возможного резонанса пружины снабжены амортизаторами 5. Испытуемые изделия закрепляются на рабочем столе 7.

К вибрационной системе жестко прикрепляется емкостной датчик ускорения 17, а к корпусу – осциллятор 18 измерителя ускорений. Все вибрирующие и токопроводящие части вибростенда защищены колпаками 4 16. Для защиты от проникновения посторонних тел, металлической стружки и пыли отверстие верхнего колпака 4 закрыто резиновой мембраной. Зажимы 11 удерживают рабочий стол в нужном положении при его наклоне.

В случае продолжительной работы с полной нагрузкой катушку охлаждают, подводя через патрубок 12 с фильтром очищенный сухой сжатый воздух.

Технические характеристики стенда:

- диапазон частот……………………………………….20 – 1000 Гц;

- диапазон амплитуд……………………………………0 –8 мм;

- диапазон ускорений…………………………………...0 – 12 g;

- максимальный вес приборов…………………………..15 кг;

- габариты стола…………………………………………920 х 560 мм.

Дата добавления: 2015-04-23