花清國(guó)

（江西騰勒動(dòng)力有限公司，江西 上饒 334100）

工程機(jī)械電氣系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)的測(cè)試和研究

花清國(guó)

（江西騰勒動(dòng)力有限公司，江西 上饒 334100）

振動(dòng)臺(tái)主要是用于測(cè)試機(jī)械在正常運(yùn)行下的振動(dòng)狀態(tài)。將其應(yīng)用在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)能夠有效促進(jìn)工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的完善。文章以工程機(jī)械電氣系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)的測(cè)試為主線展開(kāi)了論述，先是結(jié)合實(shí)際分析了工程機(jī)械電氣系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)，然后詳細(xì)闡述了工程機(jī)械電氣系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)的測(cè)試方法。

工程機(jī)械；電氣系統(tǒng)；振動(dòng)臺(tái)；測(cè)試

0 引言

隨著我國(guó)制造業(yè)的逐漸發(fā)展，工程機(jī)械的智能化、自動(dòng)化水平也在逐漸提高。尤其是在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)中逐漸形成了集系統(tǒng)化、綜合化于一體的工作模式。但是工程機(jī)械電氣系統(tǒng)構(gòu)成比較復(fù)雜，在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中必不可免地會(huì)產(chǎn)生一些系統(tǒng)故障?？梢?jiàn)，加強(qiáng)工程機(jī)械電氣系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)的測(cè)試和研究是非常重要的。

1 工程機(jī)械電氣系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)概述

振動(dòng)試驗(yàn)屬于力學(xué)試驗(yàn)中的一種，而振動(dòng)臺(tái)就是用于此試驗(yàn)的主要設(shè)備。振動(dòng)屬于物理現(xiàn)象，包括位移、速度、加速度、頻率和相位等各種指標(biāo)。工程機(jī)械電氣系統(tǒng)是整機(jī)的重要組成部分，同時(shí)也是保證整機(jī)安全性、可靠性的關(guān)鍵。但是實(shí)際上，工程機(jī)械電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生電氣故障。另一方面，從嚴(yán)格上來(lái)說(shuō)，工程機(jī)械電氣系統(tǒng)包括電子系統(tǒng)和電氣設(shè)備兩部分，而電子系統(tǒng)包括多個(gè)子系統(tǒng)。由此可見(jiàn)，工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的檢測(cè)比較復(fù)雜、困難。換言之，工程機(jī)械電氣系統(tǒng)有著多方面的特征，在針對(duì)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行診斷和檢測(cè)的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分地結(jié)合系統(tǒng)電氣的實(shí)際特性，采取有針對(duì)性的方案和技術(shù)，切實(shí)的提升對(duì)系統(tǒng)故障的診斷率，提升系統(tǒng)的操作運(yùn)行水準(zhǔn)，以確保系統(tǒng)可以處于平穩(wěn)的工作狀態(tài)。

2 工程機(jī)械電氣系統(tǒng)振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)的選擇

隨著我國(guó)機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，電氣系統(tǒng)振動(dòng)測(cè)試設(shè)備的也包括過(guò)程中類型。在實(shí)際的測(cè)試過(guò)程中，企業(yè)需要根據(jù)實(shí)際的工程機(jī)械類型以及運(yùn)行實(shí)際，選擇合適的振動(dòng)測(cè)試設(shè)備類型。也只有這樣才能真正測(cè)試出工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的狀態(tài)。目前較為常見(jiàn)的振動(dòng)測(cè)試設(shè)備包括機(jī)械式、電液式、電動(dòng)式。

2.1 機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)

機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)可以分為不平衡重塊式和凸輪式兩種。所謂不平衡重塊式是指在不平衡重塊旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，產(chǎn)生的離心力會(huì)引發(fā)激振力。而激振動(dòng)力與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速平方成正比。顯然，這種振動(dòng)方式符合正弦振動(dòng)的的特點(diǎn)，同時(shí)還具備簡(jiǎn)單、投資資金低的特點(diǎn)。但是不平衡重塊能夠承受的頻率范圍較小，且無(wú)法隨機(jī)振動(dòng)。一般情況不平衡重塊可允許的頻率范圍是在5～10Hz之間，屬于低頻范圍。另外，在凸輪式機(jī)械振動(dòng)臺(tái)中，激振力與振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量有關(guān)。這種振動(dòng)臺(tái)的優(yōu)勢(shì)在于能夠在低頻的范圍內(nèi)得到最大的位移?？偟膩?lái)看，機(jī)械式振動(dòng)臺(tái)具有一定的局限性。

2.2 電液式振動(dòng)臺(tái)

電液式振動(dòng)臺(tái)具有位移大、推力大的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在船舶、汽車等恒業(yè)的機(jī)械電氣系統(tǒng)中。該振動(dòng)臺(tái)的主要工作原理是利用小的電動(dòng)臺(tái)控制伺服閥、同時(shí)利用油壓促使傳動(dòng)裝置產(chǎn)生振動(dòng)。而且更重要的是電液式振動(dòng)臺(tái)即便是在低頻的范圍內(nèi)也能夠達(dá)到較大的位移，且設(shè)備價(jià)格較為低廉。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，電液式振動(dòng)臺(tái)的位移能夠達(dá)到2.5m，機(jī)械師振動(dòng)中凸輪式振動(dòng)能夠達(dá)到的位移也只有100mm。但是電液式振動(dòng)臺(tái)存在波形失真、上限工作頻率低等缺點(diǎn)。如圖1所示的電液式振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)，其頻率范圍為fmin=1Hz，fmax=100Hz，最大激振力為Fmax=2T=1.96×104N 。

2.3 電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)

電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)是目前較為最為頻繁的一種振動(dòng)設(shè)備，主要是有勵(lì)磁、線圈、導(dǎo)向裝置等部分組成，分為大型和小型兩種振動(dòng)設(shè)備。其中大型的振動(dòng)設(shè)備其頻率范圍較大，在0—2kHz之間。小型的震動(dòng)設(shè)備其頻率范圍約在0—1kHz之間。電動(dòng)勢(shì)振動(dòng)臺(tái)的主要優(yōu)勢(shì)是方便控制、波形清晰，尤其是能夠得到較大的加速度。從物理學(xué)角度來(lái)說(shuō)，電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)主要依據(jù)電磁感應(yīng)原理。當(dāng)在通電的磁場(chǎng)中施加力時(shí)導(dǎo)體就會(huì)發(fā)生振動(dòng)?？偟膩?lái)說(shuō)，電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)的優(yōu)勢(shì)是較為明顯的。

3 工程機(jī)械電氣系統(tǒng)檢測(cè)

3.1 平臺(tái)介紹

本文主要介紹的是電動(dòng)振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)，該振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)主要是由控制裝置、放大裝置、冷卻系統(tǒng)、信號(hào)反饋系統(tǒng)等部分組成。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，路譜采集系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)反饋到控制儀，而后控制儀就會(huì)將電流信號(hào)傳遞到功率放大器，功率放大器則會(huì)將電流電壓信號(hào)傳送到振動(dòng)臺(tái)，振動(dòng)臺(tái)經(jīng)過(guò)處理會(huì)將加速度等信號(hào)反饋到控制儀中。從實(shí)際上來(lái)說(shuō)，路譜數(shù)據(jù)會(huì)先經(jīng)過(guò)傅里葉轉(zhuǎn)換成為能量譜數(shù)據(jù)，之后會(huì)進(jìn)行加速試驗(yàn)處理數(shù)據(jù)，并將其數(shù)據(jù)傳遞到控制儀中?？刂苾x則會(huì)依據(jù)參考譜將生成的電流或電壓信號(hào)，并反饋到放大器，接下來(lái)放大器就會(huì)將其作用在振動(dòng)臺(tái)中，振動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生動(dòng)作。在整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)中，為了縮短試驗(yàn)時(shí)間，需要將實(shí)際測(cè)得的數(shù)據(jù)利用保守因子法得出振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。需要注意的是這也必須要結(jié)合實(shí)際試驗(yàn)狀況。這樣才能保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。

圖1 電液式振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)

3.2 電動(dòng)式振動(dòng)臺(tái)類型選擇

依據(jù)相關(guān)工程機(jī)械電氣系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)測(cè)試要求和標(biāo)準(zhǔn)，要綜合考慮三個(gè)方面的因素：一是依據(jù)激振力和工作頻率。其中激振力的大小計(jì)算公式是臺(tái)面質(zhì)量、連接軸質(zhì)量、夾具質(zhì)量、待測(cè)部件質(zhì)量的總和，并乘以測(cè)試系統(tǒng)中的等效加速度。另外，工作頻率范圍的選擇是需要根據(jù)振動(dòng)臺(tái)的上、下限頻率、加速度、位移等數(shù)據(jù)。另外，需要注意的是振動(dòng)臺(tái)的測(cè)試方向必須包含X，Y，Z 3個(gè)方向上的測(cè)試。

3.3 電氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理

在路譜數(shù)據(jù)的選擇中，可以選擇振動(dòng)比較劇烈的部位選擇兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)，以保證能夠通過(guò)點(diǎn)將實(shí)際的運(yùn)行狀況反映出來(lái)。同時(shí)在進(jìn)行測(cè)試前，需要將電控柜按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)安裝在輔助夾具上。在完成測(cè)試之后，還應(yīng)在3個(gè)方向上進(jìn)行36個(gè)小時(shí)的測(cè)試。電氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)方式是保守因子法。另外，如果出現(xiàn)電路板松動(dòng)現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致后方卡子與導(dǎo)軌卡接不牢固的現(xiàn)象?？偟膩?lái)說(shuō)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與處理時(shí)要采用科學(xué)、合理的方法，并確保電氣系統(tǒng)的正常，這樣才能得出精確的結(jié)果。

4 總結(jié)

綜上所述，工程機(jī)械電氣系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀況，之后要逐步完善測(cè)試系統(tǒng)，從而真正助力工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的優(yōu)化。

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Test and research on vibration table of electrical system of construction machinery

Hua Qinggua
(Jiangxi Power Co., Ltd., Shangrao 334100, China)

The vibration table is mainly used for vibration testing machine under normal operation. Its application will effectively promote the improvement of electrical system of engineering machinery in electrical system of engineering machinery. This paper discusses the electrical system engineering to mechanical vibration table test as the main line, the fi rst is the practical analysis of electrical system engineering mechanical vibration table then describes the test method of electrical system engineering of mechanical vibrator.

construction machinery; electrical system; shaking table; test

花清國(guó)（1970— ），男，黑龍江牡丹江人。