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一. 概述 

振動試驗(yàn)是力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)中的一種。振動臺就是用于此類試驗(yàn)的專門的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備。

 

二. 振動臺的分類、原理、特點(diǎn) 

振動臺按它們的工作原理可以分為電動臺、機(jī)械臺、液壓臺三種。 

電動臺以輸出激振力為主要規(guī)格。它的頻率范圍最寬，一般為5-3000Hz。最大位移一般為±12-100mm。最大加速度一般可達(dá)100g。配以水平滑臺可以作水平振動。配以隨機(jī)控制儀可以作隨機(jī)振動。精度指標(biāo)好。但是它的臺面尺寸小，常須另配輔助臺面；運(yùn)行成本及價格比較高。常用于電工、電子元器件等產(chǎn)品的高頻、高加速度振動試驗(yàn)。 

 

機(jī)械臺以最大負(fù)載為主要規(guī)格。頻率范圍一般為5-80Hz。最大位移一般為±3-5mm。最大加速度一般可達(dá)10g。臺面尺寸大。一般不用配水平滑臺即可作水平振動。價格低。但它的噪音較大，也不能作隨機(jī)振動。常用于電工、電子、光學(xué)儀器等產(chǎn)品的整機(jī)振動試驗(yàn)。 

 

液壓臺以輸出激振力為主要規(guī)格。頻率范圍一般為1-200Hz。最大位移一般為±100-200mm。最大加速度一般可達(dá)10g。配以水平滑臺可以作水平振動。配以隨機(jī)控制儀可以作隨機(jī)振動。但它的噪音較大，運(yùn)行成本及價格比較高。常用于汽車等產(chǎn)品的整車振動試驗(yàn);建筑、水利工程的地震模擬振動試驗(yàn)。 

 

以上三種振動臺在失真度、橫向振動、均勻度等方面都可達(dá)到一定的精度指標(biāo)，滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。 

 

除了以上三種振動臺之外，還有一種以電磁鐵原理工作的振動臺(常稱作振動器)，它的位移振幅在±1-3mm左右。可作為工藝過程中的振動試驗(yàn)。但它在失真度、橫向振動、均勻度等方面都不能作考核。

 

1. 電動臺

電動振動臺是三種振動臺(電動、機(jī)械、液壓)中頻率范圍最寬，性能最好的一種。它是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受到安培力作用的工作原理，向處于恒定磁場中的動圈輸入交變電流，從而在動圈軸線方向產(chǎn)生交變的激振力，并通過和動圈連成一體的振動臺面?zhèn)鬟f給試件。改變輸入電流的頻率和幅度，即可調(diào)節(jié)輸出振動的頻率和幅度。 

 

電動臺在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，能進(jìn)行指數(shù)式定位移-定速度-定加速度往復(fù)自動掃頻振動，其掃頻速率可調(diào)(其中包括1倍頻程/分鐘)。

 

(1) 激振系統(tǒng) 

激振系統(tǒng)即是電動臺體，它主要由以下幾個部分組成。由磁鋼體、磁鋼底、磁鋼蓋、中心磁極、勵磁線圈等元件組成的磁路系統(tǒng);由臺面、驅(qū)動線圈、臺面螺釘?shù)冉M成的動圈系統(tǒng)。由導(dǎo)輪、軸承、導(dǎo)桿、空氣彈簧等組成的下導(dǎo)向及懸掛系統(tǒng)。由導(dǎo)輪、導(dǎo)輪座、搖臂等組成的上導(dǎo)向系統(tǒng)。由立柱、耳軸、滑桿、直線軸承、彈簧等組成的臺體懸掛系統(tǒng)。

 

(2) 冷卻風(fēng)機(jī) 冷卻風(fēng)機(jī)主要用于冷卻電動臺體中動圈和勵磁線圈在工作中所產(chǎn)生的熱量，以保證它們能長期工作。冷卻風(fēng)機(jī)系統(tǒng)主要由特制高壓離心風(fēng)機(jī)、消聲器、風(fēng)管等組成。

 

(3) 振動控制儀 振動控制儀主要用于產(chǎn)生振動信號并對其進(jìn)行控制(如壓縮、定頻、定時、掃頻等)。還可以借助于一個裝在振動臺面上的傳感器，測量振動的頻率和幅值，并形成一個閉環(huán)的振動控制系統(tǒng)。 

 

振動控制儀主要由信號發(fā)生器、信號控制電路、電荷放大器、測量電路、電源等組成。

 

(4) 功率放大器 功率放大器主要用于將振動控制儀所輸出的小信號放大到足以推動電動臺工作。并給電動臺提供勵磁電源。功率放大器主要由前置放大器、中間放大器、末級放大器、保護(hù)電路、勵磁電源、電源等部分組成。

 

2. 機(jī)械臺

機(jī)械臺的特點(diǎn)是：臺面尺寸大、承載能力大、功率消耗小、容易實(shí)現(xiàn)水平振動。缺點(diǎn)是頻率范圍窄，噪音大。

 

3. 液壓臺

液壓臺的特點(diǎn)是：低頻，大位移。位移可達(dá)100-200mm。主要用于模擬地震、海運(yùn)等振動環(huán)境。

 

4. 振動器 

固定頻率，無精度。

 

5. 輔助裝置

(1) 水平滑臺 

水平滑臺用于和振動臺體相配合，實(shí)現(xiàn)水平振動。它主要由以下部分組成：由臺面、臺面螺釘、聯(lián)接頭組成的臺面系統(tǒng)。由機(jī)座、大理石組成的基床系統(tǒng)。由下導(dǎo)向、節(jié)流器、液壓泵站組成的液壓系統(tǒng)。

 

(2) 輔助臺面

 

三. 性能和名詞解釋

1.推力

振動臺的輸出激振力。

 

2.掃頻

振動頻率在設(shè)定的上限和下限兩個頻率范圍內(nèi)來回變動。

 

3.臺面質(zhì)量

振動臺臺面及運(yùn)動部件的重量。

 

四. 產(chǎn)品選型

1.頻率

首先考慮所需的振動頻率。頻率在80Hz以下，可考慮機(jī)械臺；頻率在1-200Hz范圍內(nèi)，可考慮液壓臺；頻率在0-3000Hz范圍內(nèi)，只有電動臺。

 

2.幅值

位移振動幅值在±5mm以下，可考慮機(jī)械臺;位移振動幅值在±12mm以下，可考慮電動臺;位移振動幅值達(dá)到±100mm，只有液壓臺。

 

3.負(fù)載

除了選在振動臺額定范圍內(nèi)外，負(fù)載直接影響振動幅值。特別對電動臺的負(fù)載加速度有直接影響。

 

4.方向

 

 

對于較大的負(fù)載，若進(jìn)行水平方向的振動，選用電動臺和液壓臺時，都需要配水平滑臺。

 

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