薛峰,IMV株式会社上海代表处技术经理,从事振动试验行业近20年,独立运营原创微信公众号“振动试验学习笔记”。
对于试验条件,如何选择合适的电动振动台进行对应,加振力(推力)的计算是一个必须面对的问题。推力选择过小会使振动台过负载工作,导致功放或动圈等损坏。推力选择过大,造成“高射炮打蚊子”,没有经济性可言。
对于行业初入者,这是必须掌握的技能,其原理便是牛顿第二定律,现说明如下:
※垂直加振
F(加振力)= Σm(总质量) × A(加速度)
F:必要的加振力[N] A:试验最大加速度(m/s2)
m1:振动台动圈质量(kg)
m2:垂直扩展台质量(kg)(也有不使用的时候)
m3:试验体和夹具的质量(kg)
Σm = m1 + m2 + m3(kg)
例:正弦定频试验条件
频率10Hz、加速度:10G(1G=9.8m/s2)、
试验体和夹具质量m3:40kg、
现在试验室只有
振动台J250/SA6M [最大正弦加振力40kN]动圈质量45kg、
垂直扩张台TBV-550-J250-A-H(质量30kg、共振点600Hz)使用 、
此时需要的加振力
F =(40+45+30)×10×9.8 = 11270 [N] = 11.27[kN]
安全系数取1.2后,11.27×1.2 = 13.524[kN] < 40 [kN]
40kN振动台J250垂直方向可以对应。
※水平加振
F(加振力) = Σm(总质量) × A(加速度)
m1:振动台动圈质量+水平滑台质量+连接头(牛头)质量(kg)
【注意:一般厂家产品式样中,动圈和水平滑台质量分开显示。有的厂家式样书中水平滑台质量中含连接头(牛头)质量。】
m2:试验体和夹具的质量(kg)
例:正弦定频试验条件
频率10Hz、加速度10G(1G=9.8m/s2)、
m2质量40kg(即垂直方向的m3)
现在试验室只有
J250/SA6M静压轴承水平台TBH-6使用,质量100kg,共振点1600Hz,最大正弦加振力40kN
此时需要的加振力
F=(100+40)×10×9.8=13720[N]=13.72[kN]
安全系数1.2使用,13.72×1.2 =16.464[kN]<40kN
40kN振动台J250水平滑台TBH-6水平方向可以对应。
总结:
当加振力不够时,需要重新选择加振力大的振动台,并对应实际现有振动台参数重新计算。当加振力偏大时,重新选择加振力小的振动台,同样对应实际现有振动台参数重新计算。尽量做到成本最优化。加振力计算后,再结合前节所述计算位移、速度、加速度、使用频率范围,便可基本上确定最合适的振动台。
加振力计算是维护设备安全运行的最基本方式,切记!
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