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>>振動試驗臺（振動試驗機）的分類

振動試驗臺（振動試驗機）的分類

時間：2012/7/14

早在60年代，702所為滿足航天產品振動試驗的需要，開始了振動試驗系統的研制，進入80年代，北京雅士林就開始了對振動試驗臺的研究和生產，北京雅士林的振動試驗設備不僅在航天領域而且在其他行業發揮著作用，成為該所的一項重要民品。用于振動試驗的振動臺系統從其激振方式上可分為三類：機械式振動臺、電液式振動臺和電動式振動臺。從振動臺的激振方向，即工作臺面的運動軌跡來分，可分為單向(單自由度)和多向(多自由度)振動臺系統。從振動臺的功能來分，可分為單一的正弦振動試驗臺和可完成正弦、隨機、正弦加隨機等振動試驗和沖擊試驗的振動臺系統。以下筆者對各種振動臺，主要對電動振動臺，及其輔助設備的結構、性能和成本的現狀及發展等進行簡單的論述。
　　1.機械式振動臺
　　機械式振動臺可分為不平衡重塊式和凸輪式兩類。不平衡重塊式是以不平衡重塊旋轉時產生的離心力來激振振動臺臺面，激振力與不平衡力矩和轉速的平方成正比。這種振動臺可以產生正弦振動，其結構簡單，成本低，但只能在約5Hz～100Hz的頻率范圍工作，最大位移為6mm峰-峰值，最大加速度約10g，不能進行隨機振動。
　　凸輪式振動臺運動部分的位移取決于凸輪的偏心量和曲軸的臂長，激振力隨運動部分的質量而變化。這種振動臺在低頻域內，激振力大時，可以實現很大的位移，如100mm。但這種振動臺工作頻率僅限于低頻，上限頻率為20Hz左右。最大加速度為3g左右，加速度波形失真很大。該振動臺的特點是數據精確，但價格昂貴，一般在二十多萬，而且場地要求非常嚴格。
　　2.電液式振動臺
　　電液式振動臺的工作方式是用小的電動振動臺驅動可控制的伺服閥，通過油壓使傳動裝置產生振動。這種振動臺能產生很大的激振力和位移，如激振力可高達104kN，位移可達2.5m，而且在很低的頻率下可得到很大的激振力。大激振力的液壓臺比相同推力的電動式振動臺價格便宜。電液臺的局限性在于其高頻性能較差，上限工作頻率低，波形失真較大。雖然可以做隨機振動，但隨機振動激振力的rms額定值只能為正弦額定值的1/3以下。這種振動臺因其大推力、大位移可以彌補電動振動臺的不足，在未來的振動試驗中仍將發揮作用，尤其是在船舶和汽車行業會有一定市場。
　　3.電動式振動臺
　　電動式振動臺是目前使用最廣泛的一種振動設備。它的頻率范圍寬，小型振動臺頻率范圍為0～5000Hz，容易實現自動或手動控制;加速度波形良好，適合產生隨機波;可得到很大的加速度。振動臺驅動線圈電流的產生方式有直接式和感應式。直接式就是將放大器輸出的電流直接加到驅動線圈上，這種方式是振動臺的主流。感應式是將交變電流通入一固定線圈，然后通過感應方式在驅動線圈產生電流。感應式振動臺的驅動線圈不需要引出電纜，結構簡單，但這種振動臺效率相對較低。國外公司的一些振動臺采用了這種結構。北京雅士林的振動系列產品采用的是直接式，由于很好地解決了驅動線圈引出電纜問題，其產品更實用。
　　振動臺的磁場產生方式可分為永磁型和勵磁型。永磁型的恒定磁場是由永久磁鋼產生的，由于大體積的磁鋼制作較困難，目前這種結構只適用于小型振動臺。勵磁型振動臺又可分為單勵磁和雙勵磁。單勵磁只有一組勵磁線圈，形成一個磁場回路，這種結構勵磁效率低、耗電量大、漏磁很大，需要用消磁線圈來保證工作臺面有一個低的磁場。雙勵磁由兩套勵磁繞組產生磁場，分別置于工作磁隙的上下兩側，在工作磁隙的磁場互相疊加，而在工作臺面上的磁場互相抵消，所以工作臺面上的磁場就很小。同時由于雙勵磁磁路縮短，磁阻減小，勵磁效率比單勵磁有顯著提高。
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