電磁振動、電動振動原理簡介

因?yàn)槿魏萎a(chǎn)品在運(yùn)送、使用、保存中會產(chǎn)生碰撞、振動,使產(chǎn)品在某一段時(shí)間產(chǎn)生不良，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的使用和不必要的經(jīng)濟(jì)損失，為了避免這事態(tài)的發(fā)生我們就要提早知道產(chǎn)品或產(chǎn)品中的部件的耐振壽命。采用振動試驗(yàn)確定樣品的機(jī)械薄弱環(huán)節(jié)和（或）特性降低情況。

電動振動臺（英文：electrodynamic vibration generator system ）該類型設(shè)備用于發(fā)現(xiàn)早期故障，模擬實(shí)際工況考核和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)，產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣泛、適用面寬、試驗(yàn)*、可靠。電動振動試驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理類似于揚(yáng)聲器。即通電導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用而運(yùn)動。當(dāng)振動臺磁路中的動圈通過交變電流信號時(shí)產(chǎn)生激振力磁路中即產(chǎn)生振動運(yùn)動。

與振動有關(guān)的試驗(yàn)廣義上都可以稱為振動試驗(yàn)。在實(shí)際的工程中振動對產(chǎn)品的主要影響有：

1、結(jié)構(gòu)損壞

2、工藝性能破壞

3、工作性能失靈

為了提高產(chǎn)品的可靠性,使產(chǎn)品在使用中不發(fā)生上述的故障與破壞。振動試驗(yàn)幾乎從元器件開始,就伴隨著產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過程。

二、電動振動試驗(yàn)系統(tǒng)

電動振動試驗(yàn)系統(tǒng)是用來產(chǎn)生正弦、隨機(jī)、 正弦加寬帶隨機(jī)、窄帶隨機(jī)加寬帶隨機(jī)和沖擊等激勵(lì)的一整套設(shè)備。它通常由電動 振動臺、功率放大器、振動控制儀及其附屬設(shè)備組成。系統(tǒng)框圖如下：

振動臺組成部分

（1）電動振動臺體

電動振動臺體是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的換能器，它是整個(gè)設(shè)備的核心部分。電動振動臺其頻率范圍寬（從幾赫到數(shù)千赫），承載能力范圍較大（從數(shù)千克至數(shù)百千克），而且波形，控制方便，zui宜于實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的試驗(yàn)波形和譜型。

它是在各類型振動試驗(yàn)中應(yīng)用zui廣泛的一種振動臺。

 （1）智能開關(guān)式功率放大器

 （2）振動臺臺體

（3）垂直擴(kuò)展臺面

（4）數(shù)字振動控制儀

四、電動振動臺工作原理與臺體結(jié)構(gòu)

振動臺體是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的換能器。基本工作原理基于載流導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力作用的安培定律。 載流導(dǎo)體所受電磁力與導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體在磁場中的有效長度及導(dǎo)體所處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。電磁力的方向用左手定則決定。

驅(qū)動線圈置于磁體的空氣隙中，由左手定則可知驅(qū)動線圈受力F作用使臺面產(chǎn)生向下運(yùn)動，如改變流過驅(qū)動線圈中電流的方向，驅(qū)動線圈受到一相反的力,使臺面向上運(yùn)動。若在驅(qū)動線圈中通一交變電流時(shí)它將使工作臺面在磁場中產(chǎn)生相對的交變運(yùn)動。

通常驅(qū)動線圈中的交變電流是由可變頻率的勵(lì)信號源經(jīng)功率放大器放大后供給，而恒定磁場可以由電磁或永磁產(chǎn)生，但多用電磁產(chǎn)生。電動振動臺除振動臺本體外，還有配套的電器設(shè)備和電子儀器，如信號發(fā)生器、功率放大器、直流勵(lì)磁電源、冷卻系統(tǒng)等。信號發(fā)生器產(chǎn)生交變信號，經(jīng)功放放大后，輸入到動圈，它與磁場作用即產(chǎn)生一個(gè)交變的力F，推動可動系統(tǒng)運(yùn)動。設(shè)電i=Isinωt則力值為： 

           F=Bli=Blisinωt   (N)

其中

B為環(huán)形氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度（Wb/m2），l為圈繞線的有效長度（m），I為動圈中的電流（A）。

試件與臺面一起在激振力F的作用下振動，其頻率決定于信號發(fā)生器的頻率ω，振動幅值取定于電流I.

五、振動試驗(yàn)對設(shè)備的要求

振動試驗(yàn)對設(shè)備的要求一般依賴于試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。

正弦振動試驗(yàn)對設(shè)備的要求

1、基本運(yùn)動：為時(shí)間的正弦函數(shù)。

2、橫向運(yùn)動：垂直于主振方向的任何軸向檢測點(diǎn)上的zui大振幅

          f≥500Hz     ≤50%

          f＜500Hz     ≤25%

3、振幅容差：在所要求軸線上的檢測點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)上的實(shí)際振幅應(yīng)等于所規(guī)定的值。在整個(gè)頻率范圍內(nèi)加速度幅值和位移幅值的允差為±（10—15）%

4、加速度波形失真：加速度 波形失真的測量應(yīng)在基準(zhǔn)點(diǎn)上進(jìn)行，其總的均方根諧波成分不得超過25%。失真測量應(yīng)包括到5000Hz的范圍或?yàn)橹髡耦l率的5倍（取大者）

5、頻率誤差

     5—50Hz       ±1%

     ＞50Hz        ±2%

6、掃頻：掃頻應(yīng)是連續(xù)的，并且其頻率隨時(shí)間應(yīng)按指數(shù)規(guī)律進(jìn)行變化。掃頻的速率應(yīng)為1倍頻程/min，其容差為10%。其他標(biāo)準(zhǔn)如有規(guī)定，頻率按時(shí)間也可按線性規(guī)律變化。

六、振動臺應(yīng)具備的條件和功能

1、能夠產(chǎn)生給定范圍的振動頻率和規(guī)定范圍、規(guī)定方向的位移幅值。

2、能承受規(guī)定的載荷，并具有相當(dāng)面積  的用于安裝試品的工作臺面。

3、能實(shí)現(xiàn)定頻振動和定幅值自動掃頻振動，并能調(diào)整掃頻范圍及掃頻速率。

4、工作臺面的運(yùn)動應(yīng)為正弦波且振動分布均勻。

5、振動臺的結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受規(guī)定的加速度。

6、應(yīng)具備一定的正弦推力和隨機(jī)推力。

7、能長時(shí)間連續(xù)工作，工作噪音盡量小。