Подбор вибростенда по выталкивающему усилию
Испытания на воздействие механических факторов, в частности вибрации, требуют предварительных расчетов для оптимального подбора необходимого оборудования по техническим характеристикам и соотношению цена-качество.
Рынок вибростендов довольно обширен и включает в себя всевозможные модификации, разобраться с которыми специалисту по подбору оборудования довольно трудно. В связи с этим, зачастую принимаются решения по покупке максимально мощного вибрационного стенда для компактных испытательных образцов.
В результате, испытательная лаборатория сталкивается с рядом проблем:
- необходимо организовать достаточные площади под размещение вибрационной установки, усилителя мощности, компрессора и воздуховода;
- неудобство установки изделия на вибростол;
- неиспользуемые мощности оборудования;
- крупные затраты.
В данной статье разберемся как подобрать вибростенд для эффективного решения задачи пользователя при минимальных затратах на оборудование.
Например, необходимо выбрать вибростенд для проведения испытаний изделий массой m=1,5 кг c максимальным виброускорением amax=50 м/с2 в частотном диапазоне от 10 до 2000 Гц.
Одним из основных параметров любого электродинамического вибростенда является толкающая сила F, поэтому выбор вибростенда следует начинать с соблюдения условий ее достаточности.
Проверка выполнения условий достаточности толкающей силы выполняется по формуле:
F>k × mmax × amax,
где k коэффициент запаса (рекомендуется принять равным 2);
mmax – максимальная масса, которая включает в себя помимо массы изделия также массу оснастки (стол расширения элементы крепления и тп) и массу подвижной части вибростенда.
В связи с тем, что на этапе выбора вибростенда еще не известны присоединительные размеры монтажной площадки подвижной части вибростенда и следовательно точное значение массы оснастки также не известно то целесообразно принять в этом случае значение массы оснастки равной массе изделия.
Масса подвижной части вибростенда до момента определения конкретной модели также не известна поэтому при выполнении предварительного расчета ею можно пренебречь, с учетом проведения последующего проверочного расчета.
Для примера получим:
F>2 × (1,5 + 1,5) × 50=300 Н
Таким образом, для выполнения условий необходимо выбрать вибростенд с толкающей силой не менее 300 Н.
Выберем удовлетворяющий данному условию вибростенд — TV 51140 с выталкивающим усилием 400 Н.
Сначала проверим, что максимальная статическая нагрузка больше суммы массы испытываемого изделия и массы оснастки для крепления изделия на вибростенде:
6 > 1,5 + 1,5
Условие выполняется, поэтому переходим к следующему шагу и выполняем проверочный расчет на толкающую силу уже с учетом массы подвижной части вибростенда.
Fрасч= k × mmax × amax=2 × (1,5 + 1,5 + 0,4) × 50 = 340 Н
Толкающая сила вибростенда (400 Н) больше расчетной толкающей силы (340 Н), что указывает на положительные результаты проверочного расчета.
В завершение следует выполнить проверку диапазона перемещения подвижной части вибростенда, в результате которого полученное расчетное перемещение S должно быть меньше максимально возможного хода подвижной части (для выбранного в примере вибростенда составляет 20 мм)
Расчет перемещения S выполнить по формуле:
S = amax × 103/(2πfmin)2
где fmin – минимальная частота в диапазоне испытаний (в примере 10 Гц).
Для выполнения проверочного расчета можно также воспользоваться калькулятором на странице Взаимосвязь ускорения, скорости и перемещения при синусоидальной вибрации.
В результате расчета получим:
S = 50 × 103/(2 × 3,14 × 10)² = 12,665 мм
Условие выполнено так как расчетное значение S меньше максимально возможного хода подвижной части.
Выбранная модель вибростенда TV 51140 обеспечивает проведение испытаний в рамках заданных в примере требований.
Чтобы исключить самостоятельные расчеты, воспользуйтесь нашим калькулятором или обратитесь к техническим специалистам за помощью, все контактные данные приведены в разделе Центральный офис.
Самостоятельно подобрать вибростенд под необходимое выталкивающее усилие вы можете в разделе Вибростенды, предварительно воспользовавшись калькулятором для рассчета необходимой выталкивающей силы:
Необходимое выталкивающее усилие: | |
F, Н |