Вибростенд - что такое, характеристика, принцип работы

Вибростенд является специальным оборудованием, на котором проводятся испытания на уровень воздействия вибраций. Он должен отвечать определенному набору характеристик, который определяется испытуемым предметом. Выбор установки зависит от таких факторов как цель испытания, условия их проведения и параметры анализируемого объекта.

Содержание

1. Что такое вибростенд
2. Виды вибростендов
3. Принцип работы вибростенда
4. Вибростенд для диагностики
5. Система управления вибростендом
6. Вибростенды Ets Solutions
7. Вибростенды Tira

Что такое вибростенд

Испытания на вибропрочность являются одним из важных условий правильного функционирования техники, установок, проборов, агрегатов, которые подвержены регулярным воздействиям вибрации в течение определенного времени. Анализ полученных параметров делает возможной эксплуатацию объекта без риска появления механических повреждений или технических неисправностей. Также метод позволяет регистрировать сбои в работе проверяемого оборудования и спрогнозировать остаточный срок эксплуатации.

К преимуществам вибрационных установок для исследований относится:

• Использование стандартных универсальных крепежных приспособлений для фиксации исследуемого объекта;
• Короткий срок подготовки к исследованиям;
• Улучшение воспроизведения необходимых рабочих условий;
• Создание ударных процессов разной сложности и интенсивности;
• Быстрая настройка оборудования на новые параметры типа ударного воздействия;
• Максимально точное воспроизведение ударного импульса;
• Незначительный уровень фоновых колебаний.

Воссоздание рабочих нагрузок при вибрации разного уровня и интенсивности осуществляется посредством одночастотного или многочастотного воспроизведения.

Вибростенд

Виды вибростендов

Вибростенд это – рабочий орган установки, который производит и передает вибрацию нужных характеристик. К основным техническим показателям относят энергетические (грузоподъемность, сила, амплитуда и скорость движения, частотный диапазон) и метрологические (допуски искажений, колебания и прочее) параметры.

По принципу действия оборудование делится на несколько видов, а именно:

• Электродинамический вибростенд – вынуждающая сила формируется путем взаимодействия переменного тока в катушке и постоянного магнитного поля. Установка с электродинамическим вибростендом состоит из генератора, усилителя мощности, системы управления, источника питания, измерительных средств и прочее. Также она может быть укомплектована вибрационным столом;
• Гидравлический вибростенд – образовывает силу вибраций путем модификации давления жидкости по обусловленным параметрам. Рабочая сила и движение обеспечиваются поршнем, который нагнетает потока жидкость и управлется сервоклапанами. Комплектация включает систему питания, генератор, цепь управления, измерительное и прочее служебное оборудование;
• Механический вибростенд – установка воссоздает вынуждающую силу путем механической трансформации энергии вращательного движения. Стенды делятся на инерционные и кинематические. В первых сила обусловлена вращением неуравновешенных масс, во вторых – посредством уклонений управляющих механизмов (кулисные, кулачковые или кривошипно-шатунные).

Электродинамический вибростенд

Чаще всего применяются электродинамические и гидравлические виброустановки, но чтобы узнать, что такое вибростенд и что он может, нужно изучить его технические и эксплуатационные характеристики в документации.

Принцип работы вибростенда

Вибростенды для испытаний прочности и устойчивости объекта создают вибрации, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, а фактические показатели определяются путем измерения:

• Фиксированной частоты;
• Качания частоты;
• Случайного узкополосного или широкополосного возбуждения;
• Воспроизведения акселерограммы;
• Синусоидальных импульсов.

Принцип работы вибростенда

Электродинамические и гидравлические вибростенды оснащены цифровой системой управления, которая создает классические или произвольные, соответствующие заданному спектру, импульсы. К классической форме относят трапецеидальные, полиобразные, полисинусоидальные импульсы. Однако они не подходят для испытаний с большими значениями скорости и движения. Также ограничения касаются предельно высокого ускорения и длины импульса. В таких случаях нужно выбирать традиционные механические вибрационные установки, которые могут воссоздать такого рода условия.

На то, как работает вибростенд влияют много факторов. Наиболее важные из них масса объекта, подверженного испытаниям, и его динамические параметры. Сигнал, который генерируется системой управления установки, передается на усилитель, а усиленный сигнал затем подается на актюатор. Так электросигнал обуславливает движение подвижного стола вибростенда с заданными значениями частоты и амплитуды колебаний. Ускорение колебаний опять преобразовывается в электросигнал, передающийся как сигнал обратной связи, на выходной канал системы управления. Таким образом, снижается вероятность ошибок системы. Как правило, максимальное значение вынуждающей силы, обеспеченное вибростендом может только в 2-3 раза превышать необходимое для обеспечения гармонической вибрации, поскольку это может привести к перегреву подвижной части.

Вибростенд для диагностики

Вибростенды часто применяются для диагностики подвески автомобильного транспорта. Они являются раскачивающимися платформами, которые оснащены различным датчиками. Подключение к компьютеру позволяет рассчитать фактические отклонения, провести их сравнительный анализ с отраслевыми стандартами, которые индивидуальны для каждого типа и марки автотранспорта. Однако таким способом нельзя проводить диагностику автомашин, которые не имеют электронную систему управления.

Вибростенд для диагностики

На вибростенде диагностика проводится не только путем определенных колебаний. Платформа имитирует рабочую нагрузку, которую испытывает автомобиль во время движения. Колебания создаются вибратором на гидравлическом или электрическом приводе. Имея собственный привод, вибростенд для диагностики посредством специальных валов вращает колеса транспорта. Кроме того установка может имитировать и боковое качание, что позволяет более точно диагностировать состояние всех элементов подвески.

Система управления вибростендом

Система управления необходима для обеспечения работы исполнительных механизмов вибрационного стола во время проведения испытаний. Она управляет приводом, процессом измерения частот, индикацией параметров испытаний, расчетом виброускорения.

Автоматическая система управления вибростенда с минимальным вмешательством со стороны оператора, работает по заданной ПК программе, направленной на выполнение широкого спектра испытаний, так как контроллеры имеют несколько измерительных каналов.

Система управления вибростендом

Системы управления вибростендом проводят следующие виды испытаний:

• Синусоидальная вибрация – на фиксированных частотах или с качанием частоты;
• Случайная широкополосная вибрация в обусловленной спектральной плотности силы ускорения;
• Классические удары (трапециевидный, треугольный, прямоугольный, синусоидальный, пилообразные);
• Одиночные или многократные виброудары.

Кроме того, программное обеспечение проводит спектральный, корреляционный анализ сигналов, равно как и отображение нелинейных искажений, и анализ других физических и технических параметров.

Вибростенды Ets Solutions

Компания Ets Solutions является одним из крупнейших производителей испытательных вибростендов. Они разработаны и изготовлены с соблюдением самых строгих отраслевых требований, что гарантирует высокую производительность, надежность и продолжительный срок эксплуатации. Вибростенды Ets Solutions соответствуют мировым стандартам MIL, ASTM, IEC, ISO, BS и др. Они обладают широким спектром встроенных опций, которые можно дополнитьЮ в зависимости от того, какие функции нужны в конкретной организации. Компания может рассмотреть и возможность индивидуального проектирования установок, отвечающих конкретному набору задач.

Вибростенды используются для:

• Лабораторных испытаний;
• Модального и/или структурного анализа;
• Транспортировочных испытаний;
• Ударных и динамических исследований.

Вибростенды Ets Solutions

Установки широко применяется в автомобилестроении, машиностроительной промышленности, равно как и в изготовлении бытовой техники. Модельный ряд состоит их установок разных серий:

• РМ – системы на постоянных магнитах для лабораторных и модальных исследований, равно как и других отраслей военной и гражданской промышленности;
• М – применяется для проверки устойчивости и прочности деталей для автомобилестроительной или авиационной промышленности, электронных сборок. Установки могут тестировать одновременно много образцов;
• Н – для испытания габаритных элементов. Вибростол может быть расширен для одновременного тестирования нескольких объектов и может имитировать разные режимы реальных вибрации;
• I – инновационная система косвенной индукции с увеличением максимального ускорения.

Вибростенды Tira

Вибростенды Tira от известного немецкого производителя разработаны и изготовлены с расчетом продолжительной эксплуатации и отличаются устойчивостью к поперечным колебаниям и повышенной осевой жесткости. Они имеют систему пневматической компенсации рабочих нагрузок. Система охлаждения основывается на использовании мощных внешних вентиляторов. Усилители мощности работают в двух режимах: ток и напряжение. Имея в комплекте цепи контроля состояния вибрационного стола, усилители защищают его от перегрузки, перегрева. Вся информация о испытаниях выводится на сенсорный дисплей. Система может проводить самодиагностику.

Вибростенды Tira

Комплект стандарт вибростенда включает:

• Вибрационный стол со станиной, которая может поворачиваться на 90^о;
• Усилитель мощности;
• Для систем мощностью выше 100N – вентиляторы охлаждения;
• Необходимая периферия – кабели, шланги;
• Система управления установкой приобретается отдельно.

Все виды вибростендов Tira максимально точно имитируют условия окружающей среды для испытания прочности, устойчивости, прочности и надежности объектов.