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电磁振动系统的选型方法与基本原理
发布时间:2015-04-23 10:13:28 作者:guanliyuan 来源: 文字大小:[][][] 浏览次数:3346次


为了实现试验目的,电磁振动台的选型需要对试验规范,试验标准,试件,夹具,扩展头,滑台,控制仪,传感器多个参数进行考量。要求客户和制造商深入全面的沟通,最终拟定产品方案。

 

◇ 振动系统的组成及原理 

■ 控制仪:提供振动信号给功率放大器
■ 功率放大器:将控制仪提供的信号进行放大,然后提供给台体。
■ 振动台台体: 产生激振力推动台面振动

 


 

 电磁振动台的工作原理是:由励磁产生固定磁场,功率放大器将控制信号转化为的交变电流输入动圈,交变电流与磁场相互作用带动动圈,产生相应的激振力。

 

◇ 选型步骤

 

步骤一、分析试验目标

   1.确定试验要达到的G值。

   2.分析试验需要的振动台数量,在单台的情况下,如果试验要在3个轴向上进行则需配置滑台。在多台的情况下,可选择双台同步、双台异步,三轴向3自由度、三轴向6自由度。

  

 

步骤二、分析试件

     1.分析试件尺寸,据此选择振动台的台面和滑台尺寸,在垂直方向上,如果试件尺寸较大则需配置扩展头。

   2.分析试件质量(mt)、重心高度、偏心程度,综合步骤一中的G值,计算出倾覆力矩,根据计算出结果确定扩展头导向轴承和气囊的配置以及滑台导向轴承的数量及分布情况。

 

步骤三、振动台定型

  根据步骤一与步骤二的数值计算需要的激振力数值

  需要的激振力等于可动部件的质量与加速度的乘积,公式:

  

  F=MA

 

  m0=动圈质量

  mt=试件质量

  mf =夹具、扩展头、连接头、滑台的总质量

 

 

 

F

M

A

国际单位

N

kg

m/s2

重力单位

 

kg

G

                                                                   1G=9.807m/s2

                                                         

 以水平方向试验为例: 

 

  F=(m0+mt+mf) A 


  这里我们假定试件质量为10kg,滑台、夹具及连接头质量为30kg,要达到的加速度 

  为20G,预设使用308型振动台,动圈质量为13.6kg

  F=(10+2+30+13.6) x 20 x 9.807m/s2=10905N

  308型振动台推力可达13350N,可以满足试验需要。

  在工程中,推力往往用质量表示,此时我们用Fj(kg)表示

  Fj=mG=(10+2+30+13.6) x 20=1112kg

  308型振动台推力可达1362kg(3000),可以满足试验需要。

 

在选型时激振力应留有一定的裕量。

 

步骤四、控制仪及传感器的选择

 

控制仪的选择主要要考虑试验类型和通道数。

试验的类型决定软件的配置,一般有:

正弦、随机、正弦加随机、随机加随机、冲击、波形再现等。

通道数的配置决定控制仪的模块数量:

确定控制通道数,测量通道数。通道数越多,模块数越多。以美国VR公司的控制仪为例,每个模块有4个通道,假定控制点3个,测量点5个,共需要8个通道即2个模块。

另外如果测量点较多亦可考虑配置独立的测量设备。

传感器主要有电荷型传感器和加速度传感器。

 

步骤五、选配件的选择

 

北京彼达菱电子可以提供多种选配件,满足各种试验需求。主要的选件有:振动台移动装置、环境设备联接装置,深冷机,供油系统,信号隔离器,手/电一体转台装置,远程控制装置。

 

步骤六、产品定制选择

 

北京彼达菱电子可根据客户需求提供定产品定制。主要的产品定制项目有,振动台台面螺栓定制,滑台装配孔分布定制,如图。

 


另:水平滑台及扩展头的选择

 

振动台的台面是有限的,为了测试大尺寸的试件或者一次测试多个试件我们就需要使用水平滑台与扩展头,试件尺寸往往和重量成正比,这时根据步骤二的分析,我们会得到一个倾覆力矩的值,通常是由这个数值来决定水平滑台的类型,静压轴承滑台的承载与抗倾覆力矩要远远大于油膜滑台,但在某些情况下,我们甚至需要增加静压轴承的数量来近一步提升滑台的能力,最多曾加到15个,这时还要考虑静压轴承如何分布,这些都需要和客户深入的沟通,制定相应的方案。水平滑台示意图如下:


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