随着我国飞机、卫星、运载火箭、舰船、动车组、汽车等产品的自主研发的需要,大型主机的振动试验逐渐成为振动试验设备发.展的热门课题。采用多振动台并激技术的设备方案来实现大型主机的振动试验,愈来愈呈现出其推广应用价值。

      多台并激的组合形式及应用:

第一类

      多点激励、多点响应振动试验系统,用于大型产品的不同部位的具有不同振动响应的振动环境试验模拟。
      图一所示为超长筒形试件的振动试验系统。该系统由多个振动台进行激振,可以在试件的不同部位产生不同的控制谱,从而更加真实地模拟产品在实际工作中的振动环境。

第二类

       多自由度振动试验系统,用于产品同时受到多个方向影响的多维振动环境试验模拟。
      图二所示为多自由度振动试验系统。该设备由三个单向振动台(激振头)分别从互为垂直的X、Y、Z三个方向同时激励一个球形轴承机构(即球头),产生多自由度的振动,从而达到真实模拟产品的振动工作环境要求。

第三类

       分解的X、Y、Z三个方向的振动试验,是当前最普遍的振动试验方法。GJB150、GJB1032、GJB899、GJB4、GB2423等等试验标准规定的振动试验条件均属此类。增加激振面和增加系统推力,来满足大型产品的单自由度振动的设备,属于第三类应用,称之为同步并激振动试验系统。它的机理和设备技术比第一和第二类简单。事实上,该同步并激技术早在30年前就被用于超大或超长产品的单自由度振动试验。
      同步并激系统的关键是要保证各个激振头在振动时保持相位同步。

      同步并激系统与单台大推力水冷振动设备的比较:
      大推力水冷(单台)振动试验系统和中小推力风冷并激(多台)振动试验均可作为大型振动试验设备的选择。
      水冷振动台的优点是冷却效率高、冷却噪声小。但是,水冷振动台结构比较脆弱,工艺成熟度低。水垢、水蚀和漏水是其不可避免的弱点,它们造成了水冷振动台的故障率高、使用寿命短且维修成本高的不良状况。
      此外,单台水冷大推力振动台的激振面很小(只有Φ600mm左右),在完成大型产品试验时,要配上高大的盆状扩展台,使得30%以上的有效推力浪费在扩展台上。

       相比较而言,多台风冷振动台并激组合形成的大推力电动振动试验设备,则具有以下优点:

● 利用率较高

事实上,大型整机产品试验的次数是很少的。因此对于绝大多数试验室而言,单台大推力的水冷设备的利用率是很低的。而若用这种大推力设备来完成较小部件的试验,则又会造成大的能源浪费和设备磨损,很不值得。并激系统是由多个标准振动台组成的。在不做大型产品试验时,方便拆开,转变成多台中小推力的独立设备来使用。因此,并激系统通过合理组合可以分别覆盖大型整机和小型部件的试验要求。这就起到了设备投资小和利用率高的作用。

● 有效推力大

并激系统由多个振动头同步激振,激振面可达到2米或更大,这使得附加扩展台的重量明显减轻。并激系统与单台大推力水冷系统相比,多出30%以上。从而有效降低了用户设备的经费投入。而不是像单台水冷台那样将相当大的推力浪费在扩展台上。

● 故障率较低

风冷系统工艺成熟,能适应宽范围的工作环境。该设备故障率亦明显低于水冷系统。

● 使用成本低

组成并激系统的标准风冷振动台,属批量生产产品,成本低,故障率低,系统故障易修复,维护成本也低。

● 工作寿命长

风冷系统不受漏水、水腐蚀和水垢的危害,其使用寿命比水冷系统高一倍以上。

       总之,标准风冷振动台组成的多台并激系统具有更好的应用特性,系统推力能够达到300kN(30000kgf)以上,可作为整机振动试验设备的优选。

     四振动台同步并激振动试验系统型号与推力表

型号 R0320SQ R0500SQ R0600SQ R0750SQ
推力 128KN 200kN 240kN 300kN

 
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