Выбор и эксплуатация виброиспытательной системы

Подбор оборудования для проведения виброиспытаний — довольно кропотливый и сложный процесс. Необходимо учитывать множество факторов для того, чтобы в конечном результате виброустановка соответствовала всем требованиям и в то же время работала не на пределах своих возможностей.

Также довольно много вопросов возникает в начале эксплуатации системы: где расположить оборудование, какой способ подключения наиболее рациональный, на сколько эффективно работает система защиты и пр.

На эти и многие другие распространённые вопросы постараемся ответить в данной статье.

Выбор системы

Масса загрузки в вертикальном и горизонтальном направлении

 Вопрос

Изменяется ли масса допустимой нагрузки при воздействии в горизонтальной плоскости? Какая корреляция с заявленной в паспорте на вибростенд. Или в паспорте, когда пишут о допустимой нагрузке, имеют в виду именно горизонтальную?

 Ответ

В паспорте указана максимальная допустимая нагрузка в вертикальном направлении. При проведении испытаний в горизонтальном направлении нагрузка может быть увеличена, но всё равно будет действовать ограничение в толкающей силе. Некоторые вибростенды (например, со стабилизацией сжатым воздухом) наоборот не могут толкать в горизонтальном направлении большую массу, об этом будет написано в паспорте явным образом.

Выбор вибростенда по профилям испытаний

Вопрос

Мы испытательная лаборатория электрооборудования. Время от времени нам требуется проводить испытания на механическую прочность продукции. Далее перечислены требования по воздействиям. Просьба дать предложение по модели вибростола и управляющей системе.

Испытание 1: воздействия широкополосной вибрации в полосе 5 – 20 Гц со спектральной плотностью виброускорения 0,96 м23 и в полосе 20 – 500 Гц со спектральной плотностью виброускорения 0,96 м23 на частоте 20 Гц, далее – 3 дБ/октава.

Испытание 2: синусоидальная вибрация, ускорение 4 g, частота 5 – 80 Гц

Испытание 3: синусоидальная вибрация, ускорение 2 g, частота 25 Гц в течение 30 мин

Испытание 4: синусоидальная вибрация, ускорение 3 g, частота до 15 Гц

Испытание 5: синусоидальная вибрация, ускорение 1 g, частота 1 – 100 Гц

Испытание 6: синусоидальная вибрация, перемещение с амплитудой 0,76 мм и полным размахом 1,52 мм; частота воздействия от 10 до 55 Гц со скоростью 1 Гц/мин (и обратно).

Испытание 7: синусоидальная вибрация, амплитуда ускорения 3 g в диапазоне частот 10 – 100 Гц.

 Ответ

По профилю испытаний получилось выделить следующие предельные значения характеристик вибрации:

Частотный диапазон – от 1 до 500 Гц.

Ускорение – до 4 g на синусе и 0,9 g на ШСВ.

Перемещение – до 0,76 мм.

Следует обратить внимание на то, что при низких частотах (1 – 5 Гц) вибростенды имеют ограничение по перемещению, а на высоких частотах (свыше 50 Гц) по ускорению.

Ускорение и перемещение вибростенда при синусоидальной вибрации связанны между собой по формуле:

A[м/с^2] = (2 * pi * F[Гц] ) ^2 * D[мм] / 1000

или приближённо A = D * F^2 / 25

и наоборот D = 25 * A / F^2

Таким образом на частоте 1 Гц при поддержании ускорения в 1 g мы получим перемещение 250 мм.

На частоте 10 Гц при ускорении 3 g мы получим перемещение 7,5 мм.

При поддержании перемещения 0,76 мм на частоте 55 Гц мы получим ускорение 9,3 g.

Так что будьте готовы пересчёту профилей в испытаниях 5, 6 и 7. Для удобства оператора и безопасности испытаний программа «Синусоидальная вибрация» выполняет расчёт всех вибрационных характеристик и проверку их на допустимость.

Подводя промежуточный итог, рекомендуем ориентироваться на вибростенд с перемещением не менее 7,5 мм и максимальным ускорением не менее 10 g. В это случае вам нужно будет пересмотреть только один профиль. Этот пока без учёта массы испытуемого изделия.

Выбор вибростенда по массе загрузки

 Вопрос

Подскажите, какой выбрать вибростенд?

Предстоит испытывать оборудование от 100 грамм до 20 кг, но 95% испытаний это оборудование до 1 кг. Возможно, стоит выбрать модель которая дешевле и трясти изделие при боковом воздействии? При серьезном удорожании оборудования готовы ограничится возможностью воздействия на оборудование весом до 3 кг.

 Ответ

Вибростенды, способные трясти до 20 кг имеют толкающую силу не менее 20 кН, имеют массу от 1,5 тонн и стоят приличных денег (например, TIRA TV59320/340).

Если ограничиться массой около 3 кг, то можно взять вибростенд с толкающей силой от 2 кН (например, TIRA TV50303-120).

Максимальная масса нагрузки на вибростенд ограничивается параметрами самого вибростенда, его системой подвести, усилителем, который даёт постоянный ток для уравновешивания стола, и массой вибростенда.

При вертикальной нагрузке по третьему закону Ньютона вибростенд действует на пол здания с такой же силой, с какой он трясёт изделие. Более массивные стенды меньше действуют на пол.

Испытания в горизонтальной плоскости позволяют снять ограничение на массу испытуемого изделия, при условии, что массу испытуемого изделия возьмёт на себя другой объект: стол скольжения или подвес. Ограничение в толкающей силе и ускорении останутся неизменными.

Характеристики ударных воздействий

 Вопрос

Как определить по характеристикам стола, удар с каким пиковым ускорением может обеспечить стол? Какая зависимость от массы изделия? Зависимость от размещения (на столе или при боковом размещении)?

 Ответ

Для испытаний на удар (и на ШСВ) формулы остаются такими же, изменяется только толкающая сила, которую может обеспечить вибростенд. Чем тяжелее испытуемое изделие, тем меньше можно получить пиковое ускорение. При испытаниях в горизонтальной плоскости зависимость такая же.

Обычно для мощных вибростендов производители указывают три значения толкающей силы: для синуса, для ШСВ и для удара.

Состав оборудования для виброиспытаний

 Вопрос
Состав стенда для организации работы – это сам вибростол, и система управления с ПО и датчиком вибрации, который крепится на испытуемом образце?

 Ответ
Состав оборудования вибростенда зависит от конкретной модели. Для некоторых моделей может потребоваться компрессор (для калибровочных вибростендов), водяное охлаждение (для особо мощных) и т.д. Системы управления и контрольные датчики для электродинамических вибростендов являются универсальными средствами, то есть могут подойти к практически к любому электродинамическому вибростенду. Мы предлагаем систему управления вибростендами ZET 017-U, а также широкий выбор датчиков и вибростендов.

Эксплуатация системы

Аттестация виброиспытательной системы

 Вопрос

Оборудование допустимо аттестовывать как систему или принято поверять только систему управления и датчик? Примеры аттестатов и свидетельств о поверке (какие данные заявляются).

 Ответ

Аттестуется вибростенд отдельно от системы управления. Однако, ГОСТ 25051.3-83 имеет несколько пунктов, которые необходимо выполнять на используемой системе управления. О выполнении аттестации вибростенда с использование оборудования ZETLAB можно прочитать на нашем сайте.

Безопасность проведения испытаний

Вопрос

Нам необходимо испытать сложный по конструкции и дорогостоящий прибор, как безопаснее всего провести его испытания?

 Ответ

Если под опасностью в данном случае подразумевается даже незначительное превышение уровня вибрации над профилем испытаний, то СУВ необходимо настроить на эти ограничения.

Самый простой вариант — это уменьшение параметров вибростенда в настройках: перемещение, скорость и ускорение. В этом случае испытания будут остановлены при превышении параметров.

Более сложный вариант — коррекция профиля. Для коррекции профиля необходимо предварительно измерить АЧХ испытуемого изделия. По АЧХ необходимо в области резонансов и резких перепадов АЧХ уменьшить время развёртки для испытаний на синусоидальную вибрацию или добавить дополнительную точку для испытаний на ШСВ.

Наилучший вариант — это контроль по нескольких датчикам. Для обратной связи необходимо выбрать режим контроля по максимальному значению. В этом случае перегрузки будут исключены и чем больше датчиков используется, тем выше надёжность контроля.

Скорость срабатывания встроенной защиты

 Вопрос

Как быстро программы СУВ реагируют на превышение ускорения?

 Ответ

Программа “Синусоидальная вибрация” реагирует на превышение ускорения в зависимости от текущей частоты сигнала. Время реакции изменяется в диапазоне от 330 мс (для частоты 3 Гц) до 20 мс (для частоты 50 Гц и выше).

Программа “ШСВ” реагирует на превышение ускорения в течении 1 секунды.

Программы “Классический удар” и “Виброудар” реагируют на превышение ускорения в течение длительности ударного импульса.

Установка вибростенда

 Вопрос

Требования к основанию для крепления вибростола, советы по монтажу?

 Ответ

Небольшие вибростенды, предназначенные для калибровки и поверки датчиков (например, TV 50018), можно размешать на столах, тумбочках для удобства оператора. Тем не менее, стоит использовать специальную мебель с толстой столешницей или устанавливать вибростенд над ножками, чтобы избежать сильного резонанса. Подобные вибростенды имеют резиновые ножки.

Средние вибростенды необходимо устанавливать на пол или на постамент.

Крупные вибростенды устанавливаются только на пол. У крупных вибростендов может быть пневматическая разгрузка, которая компенсирует колебания самого вибростенда, совершаемые в противофазе от колебаний испытуемого изделия. Для крупных вибростендов без пневматической разгрузки желательно подготовить виброизолированный фундамент.

Размещение калибровочных вибростендов

 Вопрос

На видеоуроках я видел, что ваш вибростенд размещается на простой офисной тумбочке. Поставил свою TIRA 51120 на офисный стол — он на низких частотах стал гудеть и дрожать (вибростенд на резиновых амортизаторах). А что вы можете порекомендовать в качестве основания для такого небольшого вибростенда?

 Ответ

По третьему закону Ньютона, который гласит: «Сила действия равна силе противодействия», с какой силой вибростенд трясёт изделие с такой же силой изделие качает вибростенд. Вибростенд, однако, в несколько раз тяжелее испытуемого изделия, соответственно он вибрирует с меньшей амплитудой. Соответственно вибростенд трясёт и стол, на котором он установлен.

Обычный офисный стол имеет поперечную доску не посредине, а ближе к одной и сторон стола. Поэтому столешница имеет низкую частоту собственных колебаний (гудит) и в центре стола находится точка пучности (стоячая волна достигает в ней максимальной амплитуды перемещения). Соответственно, если вибростенд установить в центр стола, то в момент прохождения частоты резонанса столешница начнёт колебаться. По этой причине мы и установили вибростенд на тумбочку. Крышка у тумбочки меньше чем у стола, значит собственная частота будет выше. У нас тоже возникает резонанс тумбочки на частотах 24–27 Гц, от которого катаются ручки по столу и трясутся вещи в тумбочке, но амплитуда перемещения невысока, невооружённым глазом не видна и не мешает другим задачам.

Самое лучшее основание для вибростендов — это монолитный бетонный куб, к которому прикручена болтами станина вибростенда. В офисе или лаборатории вибростенд нужно ставить на пол на резиновые ножки. Но на полу с вибростендом работать не очень удобно, поэтому следующий наилучший вариант размещения — это отдельная тумба без полок, из толстых досок (чем толще, тем лучше) с ребром жёсткости посредине.

Подключение по Ethernet

 Вопрос

Можно ли подключить СУВ через Ethernet и как это сделать?

 Ответ

Большинство наших устройств имеют аппаратную возможность подключения к компьютеру по сети Ethernet и анализаторы ZET017 не исключение. Для подключения необходимо, чтобы в анализаторе была программная опция работы по сети Ethernet. Эта опция реализуется после оформления заказа, то есть вам нужно указать, что вам нужна такая опция.

Прежде всего необходимо настроить сетевой адрес анализатора и маску подсети, в которой он будет работать. Для этого необходимо подключить анализатор по USB и открыть программу “Диспетчер устройств”. В свойствах анализатора должна быть вкладка “Ethernet” (если соответствующая опция была заложена в анализатор), на которой нужно задать адрес и маску подсети.

После сохранения настроек анализатор можно выключить, отсоединить от компьютера, подключить Ethernet кабель и снова включить. Компьютер сам не найдёт анализатор и его надо подключать вручную. Для этого необходимо запустить программу “Подключение устройств по Ethernet” из вкладки “Сетевые программы”, задать количество подключаемых устройств, написать в свободном поле сетевой адрес анализатора и нажать кнопки “Проверить” и “Активировать”. После того как индикатор загорится зелёным цветом и появится название устройства программу “Подключение устройств по Ethernet” можно закрыть и работать.

Отчёты о результатах испытаний

 Вопрос

Как настроить автоматическое сохранение отчётов в программах СУВ?

 Ответ

Автоматическое сохранение отчётов уже включено в программах СУВ. После окончания виброиспытаний отчёты в формате DTU сохраняются в текущую директорию сохранения результатов. Если вам нужно изменить директорию сохранения результатов, то кликните по значку “ZETLAB” в левом верхнем углу панели ZETLAB, в выпадающем меню нажмите на кнопку “Пути конфигурации пользователя”, в открывшемся окне нажмите на кнопку “Результаты обработки” и задайте нужную вам директорию.

Чтение результатов испытаний

 Вопрос

Как преобразовать файлы результатов полученные после испытаний для работы с другими программами?

 Ответ

Все результаты испытаний, а также результаты работы других программ ZETLAB, сохраняются в формате DTU. DTU-файл представляет собой текстовый файл в начале, которого записана в виде текста общая информация о программе и режиме работы. Далее идут теги (они обозначены символом “#”), которые указывают как должен выглядеть график. После тегов идёт строка с названием столбцов таблицы. За ней строка с единицами измерения данных для каждого столбца. После идёт таблица с результатами. Первый столбец содержит данные о разметке оси X и может быть записан в формате “дата-время”. Числа в столбцах отделяются другу от друга знаком табуляции.

DTU-файлы легко экспортируются в EXCEL. Для этого файл нужно открыть с помощью EXCEL’я и выбрать знак табуляции как разделитель столбцов.

По мере поступления дополнительных вопросов список будет расширяться.

Если вы не нашли ответ на свой вопрос, напишите на на адрес электронной почты — info@zetlab.com и наши специалисты в кратчайшие сроки постараются помочь вам!

Авторизация
*
*

один × один =

Потеряли пароль?

Политика конфиденциальности персональных данных

Регистрация
*
*
*

восемь − 3 =

Политика конфиденциальности персональных данных

Генерация пароля

3 × 4 =