Испытание на удар и вибрацию обеспечивает производительность продукта или системы в экстремальных условиях. Вибрационные испытания используются для моделирования в контролируемой лабораторной среде экстремальных условий, с которыми продукт может столкнуться во время использования, таких как неправильное обращение, падение и прочее. Такие испытания проводятся при помощи специального оборудования – вибростендов.
Испытание на удар и вибрацию дает множество преимуществ, таких как:
- Позволяет узнать, может ли продукт выдержать использование в «реальном мире»;
- Помогает соблюдать соответствующие правила и стандарты;
- Уменьшит количество возвратов и дефектов продукции;
- Дает полную уверенность, что продукт находится в хорошем состоянии.
Далее расскажем, что такое вибростенды, как они работают, рассмотрим основные типы и их особенности. Также перечислим компании, которые занимаются изготовлением такого оборудования.
Содержание:
- Типы вибростендов для испытания
- Производители вибростендов
- Как работает вибростенд
- Система управления вибростендом
- Изготовление вибростендов
Типы вибростендов для испытания
Вибростенд – специальное оборудование для динамических испытаний, проверки, калибровки вибродиагностических аппаратов (вибродатчиков). Такие устройства способны имитировать вибрацию, разные ее режимы в разных условиях.
Вибростенды для испытаний при синусоидальных колебаниях используются для определения характеристик продукта или компонента при вибрационных или ударных нагрузках, выявления дефектов с помощью модального анализа, проверки конструкции продукта, измерения структурной усталости системы или материала. Также они полезны для моделирования условий удара или вибрации, обнаруженных в аэрокосмической, транспортной или других областях.
Существуют такие виды вибростендов:
- Механические. Механические вибростенды используют двигатель с эксцентриком на валу для создания вибрации;
- Электродинамические. Вибростенды электродинамические используют электромагнит для создания силы и вибрации;
- Гидравлические. Гидравлические устройства полезны, когда требуются большие амплитуды силы, например, при испытаниях больших аэрокосмических или морских конструкций или когда магнитные поля электродинамических генераторов не могут быть допущены;
- Пневматические. Пневматические аппараты, известные как «столы с пневматическим ударом», используют сжатый воздух для управления столом;
- Пьезоэлектрические. Такие вибрационные стенды работают, прикладывая электрический заряд и напряжение к чувствительному пьезоэлектрическому кристаллу или керамическому элементу, чтобы вызвать деформацию и движение.
Типы вибростендов для испытания
Электродинамические вибростенды, принцип работы которых довольно простой, являются наиболее используемыми, так как они обеспечивают несколько преимуществ: они позволяют выполнять вибрации на более высоких частотах, а также воспроизводить различные типы движений вместе с вибрацией.
Электродинамическая вибрационная система преобразует электрическую энергию от усилителя тока в механические колебания, используя принципы электромагнетизма, описанные Максвеллом и Флемингом.
Наиболее эффективными являются модальные, трехосевые (трехкоординатные) и шестиосевые устройства.
Производители вибростендов
В настоящее время не так много компаний, которые занимающихся изготовлением вибростендов. У большинство компаний и лабораторий пользуется популярностью такая продукция:
- Вибростенды для диагностики и выявления неисправностей Lansmont;
- Вибростенды Ets Solutions;
- Вибростенды Tira;
- Вибростенды Ростех;
- Вибростенды Sentek Dynamics;
- Вибростенды Вик Тест;
- Вибростенды Виконт;
- Вибростенды Lds;
- Вибростенды Dongling Technologies.
Производители вибростендов
Продукция этих компаний, в том числе расширительные столы для вибростенда, была спроектирована в соответствии со стандартами ISO.
Как работает вибростенд
Принцип работы и устройство вибростендов для диагностики зависит от их типа. Но главная их задача общая – создавать вибрации разных типов и направлений, чтобы проверить износостойкость, состояние и надежность продукта.
Выбор устройства для ударных и вибрационных испытаний требует анализа технических характеристик. Наиболее важные параметры вибростенда:
- Пиковая синусоидальная сила;
- Частотный диапазон;
- Смещение;
- Пиковое ускорение;
- Пиковая скорость.
Как работает вибростенд
Некоторые из этих спецификаций могут быть оценены без нагрузки, так как производители не всегда могут предсказать, как будут использоваться устройства. Общими характеристиками аппаратов для вибрационных испытаний являются встроенный скользящий стол (его еще называют фундамент под вибростенд) и активная подвеска. Встроенное скольжение позволяет проводить горизонтальные или горизонтальные и вертикальные испытания образцов. Стол скольжения представляет собой большую плоскую пластину, которая опирается на масляную пленку, размещенную на гранитной плите или другой устойчивой основе. Система активной подвески компенсирует изменения окружающей среды или плавающей платформы.
Существует три основных режима испытаний
- Случайная вибрация. Сила и скорость стола и испытуемого образца будут меняться случайным образом во времени;
- Синусоидальная вибрация. Изменяет силу и скорость стола и испытуемого образца синусоидально во времени;
- Ударный или импульсный режим. Испытательный образец подвергается воздействию импульсов силы с высокой амплитудой; Также доступны специальные и фирменные вибростенды для испытаний на удар и вибрацию.
Система управления вибростендом
Система управления вибростендом представлена контроллером и прикладным программным обеспечением. Контроллер предназначен для генерации сигнала привода вибростенда и выполнения измерений данных. Обычно используется в научно-исследовательских и производственных испытаниях. Система может быть сконфигурирована с полным набором приложений для контроля и анализа вибрации, от случайных и синусоидальных возбуждений до синтеза SRS и репликации формы сигнала времени.
Модуль контроллера выполняет операции контура управления в режиме реального времени независимо от главного ПК, что позволяет оператору одновременно анализировать данные и готовить отчеты о тестировании.
Система управления вибростендом
Изготовление вибростендов
Данные устройства изготавливаются в соответствии со стандартами ISO. Они должны выдерживать долгий срок использования, иметь большой запас прочности к диаметральным колебаниям и жестким осевым коэффициентом. Также вибростенды оборудованы системой воздушной компенсации нагрузок. Ее задача – сохранять стабильность состояния рабочего стола даже при большом весе тестируемого образца.
Изготовление вибростендов