Вибростенд электромеханический серии ВЭМ

Для каждого изделия существуют различные режимы и программы испытаний: кому-то требуется ускорение до 100g, а кому-то достаточно небольшой перегрузки в 2g-4g. От этих режимов зависит, как и на каком оборудовании будет проходить испытание. Для создания больших перегрузок требуется проводить испытания на оборудовании с большим усилием, для этого отлично подойдут электродинамические вибростенды. На рынке в данный момент широкий ассортимент электродинамических вибростендов разных производителей, с различными диапазонами частот от 5 до 5000 Гц и ускорением до 100g и больше.

Однако, не стоит забывать, что хорошее, многозадачное и сложное оборудование будет стоить дорого. Приобретая его для решения своих задач, как правило, конечный пользователь думает о его рентабельности. А что, если при всех плюсах электродинамических вибростендов нет необходимости в его полном функционале, если потребность заключается в проведении испытаний на частотах не более 100 Гц, а ускорение не будет превышать 10g.

Возникает вопрос: как же решить поставленную задачу, как найти решение, которое закроет потребность в проведении виброиспытаний, чтоб оно было не только эффективным, но и окупило себя?

Мы в нашей компании отталкиваемся от принципа: «Есть задача – найдем решение», поэтому, когда к нам обращаются с нестандартными задачами мы творчески подходим к решению вопроса и рассматриваем его со всех ракурсов.

Один из наших постоянных Заказчиков поставил нам задачу. Требовалось на образец весом 120 кг оказать усилие в 7g в диапазоне частот от 20 до 30 Гц.

Казалось бы достаточно не сложное испытание, при том, что у Заказчика на предприятии есть электродинамические вибростенды и данное испытание легко можно было произвести на них . Но Заказчик сообщил , что есть пять обязательных условий:

1. оборудование требуется на новую площадку, где нет электродинамических стендов;
2. нужен стол не менее 1000 мм шириной и не менее 1000 мм длиной;
3. оборудование не должно занимать много места;
4. очень ограниченный бюджет;
5. только российское производство.

Мы приняли задачу в работу.

Основываясь на более чем 20 летнем опыте поставок вибрационного оборудования различных производителей, стало понятно, что классический электродинамический вибростенд не удовлетворяет всем потребностям заявки Заказчика. Выбор пал на электромеханические вибростенды. Наши немецкие и китайские партнеры не подходили по пятому условию Заказчика.

Ввиду наличия собственного производства климатических камер, а соответственно опыта реализации собственных разработок уже более 10 лет, было принято решение создания нового направления производства и опытного образца электромеханического вибростенда. Заказчик с энтузиазмом воспринят нашу идею и оказал всестороннюю поддержку при разработке и отладке инновационного оборудования совместно с командой наших инженеров.

Основываясь на теории механики, был выбран принцип работы электромеханического вибростенда, а именно придание столу вибростенда возвратно-поступательного движения. На основе формулы для вычисления амплитуды ускорения стало ясно, что необходимо регулировать перемещения вибростола и частоты колебания.

Для этого были выбраны вибраторы с дисбалансами.

В зависимости от перемещения и частоты вращения вибромоторов может быть вычислена амплитуда ускорения по формуле:

Где      A – амплитуда ускорения вибростола (g);

            F – частота вращения (Гц (об/с));

            d – амплитуда перемещения (м);

            g – гравитационная постоянная (9,80665 м/с²);

Для регулировки частоты колебания стола или частоты вращения вибромоторов был установлен частотный преобразователь.

Вращение роторов вибромоторов с установленными на них дисбалансами осуществляется во встречном направлении. При совмещении дисбалансов создается максимальная вибрация. За счет изменения угла соотношения между дисбалансами для каждого вибромотора можно регулировать величину перемещения стола. Перемещение может быть вычислено по формуле:

Где      d – амплитуда перемещения вибростола (мм);

             m_И – масса установленного изделия (кг);

            m_C – масса стола (кг);

            m_В – масса вибромотора (кг);

            n – количество установленных вибромоторов;

            М_ст – статический момент вибромотора (кг*см);

Регулировка перемещения с помощью дисбалансов и частоты вращения вибромоторов позволило регулировать ускорение.

Важно было помнить, что амплитуда колебаний рабочего стола зависит от массы установленного объекта испытаний и положения дисбалансов на вибромоторах. (см. Зависимость ускорения от частоты при разных массах).

Особенностью конструкции стало крепление вибромоторов напрямую к столу, с обратной стороны, без использования переходных муфт и ременных передач для максимально точной передачи вибрации на стол. Были установлены два вибромотора российского производства.

Расчетной массы рамы для установки стола и вибромоторов оказалось не достаточной для стабильной работы вибростенда. На практике пришлось увеличить вес рамы в 1,5 раза.

Установленные на раме виброизоляционные опоры позволили избежать Заказчику необходимости обустройства специального фундамента, а в сочетании с небольшим весом даже позволило установить оборудование на втором этаже здания лаборатории.

Стол вибростенда был разработан в соответствие с требованием заказчика и обладал сеткой отверстий для установки уже существующей оснастки Заказчика, что ускорило возможность «боевого» использования вибростенда, а так же с расчетом работы на частотах до 100 Гц.

Разработанная система управления позволила реализовать несколько режимов работы вибростенда:

• работа на фиксированных частотах;
• качание частоты (синусоидальная вибрация);
• многошаговая программируемая вибрация на фиксированных частотах.

Для удобства эксплуатации была установлена сенсорная панель оператора с программным обеспечением, которое в автоматическом режиме высчитывало необходимый угол установки дисбалансов для получения необходимого перемещения.

В комплект поставки был включен виброметр прошедший первичную поверку в качестве средства измерения. Многофункциональность прибора позволила Заказчику записывать результаты испытаний для согласования результатов испытаний с представителями МО РФ, а так же проведения элементарного анализа.

Вибростенд укомплектован следующей документацией, разработанной в соответствии с ГОСТ:

• Руководство по эксплуатации.
• Формуляр.
• Электрическая схема.
• Сертификат соответствия.
• Программа и методика первичной аттестации.

Для подтверждения всех заявленных характеристик на месте эксплуатации была проведена первичная аттестации оборудования по ГОСТ РВ 008-0002-2013, результаты которой показали полное соответствие Оборудования требованиям Заказчика и Военной приемки.

В результате, Заказчик остался полностью доволен результатом проделанной работы, а компания НПП «Универсал Прибор» представила новинку на рынке испытательного оборудования "Вибростенд электромеханический серии ВЭМ", которая полноценно вошла в перечень поставляемого нашей компанией оборудования.

Компания НПП «Универсал Прибор» постоянно совершенствует и расширяет линейку электромеханических вибростендов своего производства. Максимальная грузоподъемность уже достигла 1000 кг, а размеры стола 2000х2000 мм.