Мы специализируемся на разработке и производстве систем электромагнитных вибрационных испытаний, которые точно воспроизводят динамические условия, с которыми сталкиваются изделия в реальных условиях эксплуатации. Предлагаемые нами вибростенды для испытаний охватывают широкий диапазон значений усилия – от 500 Н до 400 кН – с рабочими частотами от 1 до 10 000 Гц. Электродинамические вибростенды широко используются в таких отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, электроника и производство возобновляемых источников энергии, для проверки долговечности изделий и гарантии их соответствия стандартам производительности на протяжении всего жизненного цикла.
Вибрация представляет собой повторяющееся перемещение тела или детали из положения покоя. Хотя это движение является обычным явлением, оно часто создает проблемы в реальных рабочих условиях. Так, чрезмерные или неконтролируемые вибрации могут привести к прогрессирующему износу конструктивных элементов, функциональным сбоям, незапланированным остановкам или, в самых тяжелых случаях, катастрофическим отказам оборудования или разрушениям конструкции.
Проведение предварительных вибрационных испытаний является проверенным методом предотвращения подобных проблем. Благодаря воспроизведению динамических условий, возникающих при транспортировке, монтаже и повседневной эксплуатации, вибрационные испытания помогают инженерам оценить, насколько хорошо изделие выдерживает механические нагрузки. Такая оценка имеет решающее значение для выявления недостатков конструкции, подтверждения ее надежности и того, что оборудование будет бесперебойно работать в течении длительного срока службы.
Электродинамические вибростенды генерируют регулируемые вибрационные сигналы посредством электромагнитного взаимодействия. Внутри системы вибрационного генератора находится неподвижная магнитная цепь, состоящая из центрального полюса, цилиндрического стержня и точно спроектированного воздушного зазора, создающие стабильное магнитное поле высокой плотности, когда на катушку возбуждения подается постоянный ток.
Внутри этого поля подвешен подвижный узел, часто называемый якорем или системой подвижных катушек, который закреплен с помощью подвесного механизма для сохранения соосности. Когда в приводную катушку подается переменный ток, она взаимодействует с магнитными линиями, создавая силу, которая заставляет якорь и прикрепленный к нему стол колебаться. Такое преобразование электрического сигнала в механическое движение позволяет точно моделировать профили вибрации. Согласно закону Ампера, результирующая электромагнитная сила прямо пропорциональна току возбуждения, эффективной длине проводников катушки и напряженности магнитного поля в зазоре. В виде уравнения это представлено следующим образом: F = B×L×I, где F - создаваемая сила, B - плотность магнитного потока, L - длина проводника, а I - ток.
F: Электромагнитная сила (N) - Сила, создаваемая подвижной катушкой
B: Плотность магнитного потока (T) - Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре
I: Ток в катушке (A) - Величина переменного тока, протекающего по проводникам
L: Эффективная длина проводника (м) - Длина проводника, взаимодействующего с магнитным полем
Электродинамическая вибрационная испытательная система функционирует как платформа с обратной связью по замкнутому контуру, состоящая из вибростенда, специального усилителя мощности, охлаждающего модуля, регулятора вибрации и измерительных приборов, таких как акселерометры.
Во время работы регулятор генерирует точно сбалансированный маломощный управляющий сигнал, который усилитель увеличивает и передает на приводную катушку вибростенда. Это взаимодействие создает управляемое перемещение подвижного узла. На протяжении всего теста акселерометр фиксирует данные о виброиспытании в режиме реального времени и передает их обратно на регулятор, обеспечивая непрерывную коррекцию и стабилизацию сигнала привода для поддержания стабильных вибрационных характеристик в пределах желаемого профиля. Для предотвращения перегрева и стабильной производительности в систему встроено соответствующее охлаждающее устройство – воздушное или водяное, которое отводит избыточное тепло, выделяющееся при длительной работе.
- Условия испытаний
Определите основные характеристики вибростенда: уровни ускорения, скорость, пределы перемещения, диапазон частот и направление вибрации. От этих факторов зависит, будет ли система виброиспытаний соответствовать вашим целям тестирования. - Тип испытаний
Укажите необходимый вам тип моделируемых испытаний: синусоидальная вибрация, случайная вибрация, ударные испытания или комбинированный сценарий воздействия окружающей среды на устройство. Это гарантирует соответствие настройки вашим конкретным стандартам. - Информация об образце
Укажите подробную информацию о весе, габаритах и центре тяжести тестируемого изделия. Это поможет выбрать систему, которая будет безопасно справляться с нагрузкой и обеспечивать надежные результаты.
- Шаг 1 – Выберите подходящий стол скольжения и расширительный стол в зависимости от размеров вашего образца и предполагаемого направления вибрации. Вес этих принадлежностей указан в каталоге технических характеристик
- Шаг 2 – Выберите расчетную массу движущегося элемента (якоря) в качестве ориентира
- Шаг 3 – Рассчитайте необходимую силу возбуждения, используя следующую формулу:
F = (m1 + m2 + m3 … + mx) × a
где:
F = сила возбуждения (N)
m1 = масса якоря (кг)
m2 = масса вспомогательного стола (расширительного или выдвижного стола) (кг)
m3 = масса образца (кг)
mx = масса других элементов (креплений, болтов и т.д.) (кг)
a = максимальное ускорение, требуемое для проведения испытания (м/с²)
Допустим, у вас есть испытательный образец весом 20 кг и размерами 280×280 мм. Приспособление, которое вы будете использовать, весит 10 кг. Максимальное ускорение, которое вы планируете применить, составляет 15 g, и проводить испытания нужно только в вертикальном направлении (Z).
В качестве примера мы рассмотрим вибростенд TS10-240, движущийся элемент которого (якорь) имеет приблизительную массу 10 кг.
Входные данные для расчета:
- m1 – Масса якоря: 10 кг
- m2 – Масса расширительного стола: 10 кг
- m3 – Масса образца: 20 кг
- mx – Дополнительная масса (крепления, болты и т.д.): 10 кг
- a – Целевое максимальное ускорение: 15 g (что равно 15×9,8=147 м/с²)
Расчеты:
Сила возбуждения (F) = (m1 + m2 + m3 + mx) × a = (10 + 10 + 20 + 10) × 147 = 7350 Н
Таким образом, для достижения требуемых условий тестирования вам потребуется система, способная обеспечить усилие возбуждения не менее 7350 ньютонов.
Поскольку приспособления и испытательные образцы могут иметь свои собственные частотные характеристики, рекомендуется учитывать дополнительный запас расчетов по крайней мере на 20% при определении требуемой величины усилия.
В данном примере:
- Расчетное усилие составило 7350 Н
- Применение коэффициента запаса прочности 1,2: N×1,2=8820 Н
Поскольку номинальная синусоидальная выходная мощность системы TS10-240 составляет 10 000 Н, эта установка обеспечивает достаточную мощность для безопасного и надежного проведения теста.
В этом примере выбор вибростенда TS10-240 удовлетворяет заданным требованиям к усилию с достаточным запасом прочности. Если общее расчетное усилие с учетом дополнительного допуска превысит номинальную мощность вибрационного вибростенда, следующим шагом будет поиск модели с более высоким усилием и повторный расчет, чтобы убедиться, что она подходит для применения. Данный процесс следует продолжать до тех пор, пока не будут выполнены все требуемые к тестированию условия.
