Вибростенд представляет собой устройство, необходимое для проведения испытаний различных приборов, устройств и агрегатов на прочность и устойчивость. Некоторые модели вибростендов используются для исследования влияния вибрации за расплавленный металл при его затвердевании. Стандартная конструкция вибростенда состоит из насосной установки, которая оснащена компьютерной системой, и вибростола, который оснащается системой активации режима вибрации. Компьютерная система обеспечивает процесс измерения и управления.
При выборе подходящего для нужд производства вибростенда необходимо изучить все возможные его разновидности, а также на характеристики каждой отдельной модели. Вибростенды малой мощности позволяют проводить модельный анализ структуры исследуемого объекта и калибровку датчиков вибрации. Вибростенды средней мощности позволяют создать условия, приближенные к реальным показателям окружающей среды и определить стойкость и прочность механизма. Вибростенды высокой мощности позволяют определить параметры надежности и проверить исследуемый элемент на прочность.
Вибростенды часто встречаются в производственных циклах проверки состояния различных элементов оборудования. Агрегат позволяет получить данные в условиях эксплуатации в условиях высокой нагрузки благодаря созданию сильных ударов. При необходимости исследовать агрегат больших габаритов большинство вибростендов оснащается расширительной головкой.
Виды вибростендов
Вибростенд позволяет воспроизвести на испытуемый образец необходимый размер вибрации. По принципу действия и конструкции разделяют множество видов вибростендов. Метрологические и энергетические параметры оборудования определяют тип установки. Чаще всего применяется механический, электродинамический и гидравлический и вибростенд.
Гидравлический вибростенд
Динамическая нагрузка в данном типе оборудования создается за счет изменения уровня жидкости в системе. Посредством сервоклапанов поток жидкости толкает поршень, который передает движение образцу. Установка с гидравлическим стендом называется гидравлической. В ее состав входит вспомогательное и исполнительное оборудование, цепь управления и генератор. Гидравлический вибростенд обладает следующими преимуществами:
- Способен воспроизводить широкий диапазон испытаний;
- Простота в эксплутации и обслуживании;
- Возможность работать в пределах низких частот;
- Высокий показатель толкающей силы;
- В рабочей зоне отсутствует магнитное поле;
- Большие показатели грузоподъемности.
Электродинамический вибростенд
В данном вибростенде сила возникает в результате взаимодействия магнитного поля и переменного тока исполнительного устройства. При необходимости катушка соединяется с испытуемым объектом через стол для передачи ему движения. Вибростенд состоит из источника питания, генерирующего устройства, системы управления, усилителя, дополнительных устройств и средств измерения.
Преимущества:
- Возможность воспроизводить испытательные режимы любой сложности;
- Удобное управление;
- Широкий диапазон частот;
- Высокие уровни виброперемещений и виброускорений;
- Высокий уровень толкающих усилий;
- Большие показатели грузоподъемности;
- Низкий уровень поперечных колебаний.
Среди недостатков данного типа оборудования выделяют наличие магнитного поля в рабочей зоне.
Механический вибростенд
Усилие вырабатывается за счет образования вращательного движения их механической энергии. В свою очередь такое оборудование подразделяется на инерционные и кинематические. Первые вырабатывают усилие за счет возвратно-поступательного вращения неуравновешенных масс. Вторые вырабатывают усилие за счет движения кривошипно-шатунного, кулачкового или кулисного механизма. Преимущества механического вибростенда:
- Отсутствует магнитное поле;
- Высокая грузоподъемность;
- Низкая стоимость;
- Простая конструкция.
Вибростенд трехосевой
Вибростенд трехосевой позволяет проводить динамические испытания в условиях, максимально приближенных к реальным. Оснащаются системой водяного или воздушного охлаждения. Благодаря расширенным характеристикам позволяет проводить сложные и кратковременные испытания на вибрацию с дальнейшим сопоставлением результатов и постановкой лабораторных оценок. Условия испытаний приближены к практическим условиям эксплуатации материала.
Трехосевой вибростенд позволяет воспроизвести режим отказа испытуемого объекта, который происходит вне области. Благодаря этому имеется возможность смоделировать воздействие на материал вибрации на протяжении всего времени испытаний. Такие условия невозможно произвести при одноосевых испытаниях. Трехосевая конструкция позволяет сэкономить средства на обслуживание устройства за счет сокращения времени проведения испытаний.
Вибростенд трехосевой позволяет проводить испытания как последовательно по каждой оси, так и одновременно. При этом можно установить синхронный или асинхронный тип вибрации, вибрации на удар, широкополосной вибрации, синусоидального воздействия, а также особые колебания. Достаточные показатели сцепления и жесткости достигаются благодаря высокоточному направляющему механизму. Трехосевой вибростенд прост в эксплуатации, ремонте и техническом обслуживании.
Как работает вибростенд
Конструкции вибростендов различных видов схожи между собой. Он состоит из металлического корпуса, рабочего стола и электронного блока управления. Работа вибростенда заключается в придании в вертикальной плоскости рабочего стола возвратно-поступательных движений и передачи их закрепленному на столе испытуемому элементу. Режимы работы и параметры устанавливаются с помощью электронных органов управления, которые располагаются на передней панели корпуса агрегата.
Включение оборудования осуществляется с помощью переключателей «Вкл-Выкл». С помощью органов управления задаются необходимые параметры и время воздействия на испытуемый образец. На монитор выводится время, оставшееся до окончания работы оборудования. В процессе испытаний на монитор выводится диаграмма состояния, а также промежуточные значения исследуемых параметров. По результатам испытаний выдается конечный результат. Имеется возможность вывести результат на бумажный носитель.
Рабочий стол вибростенда оснащается четырьмя винтовыми опорами. С помощью контровочных гаек осуществляется регулировка уровня стола в горизонтальной плоскости.
Характеристика вибростенда
Выпускаемое производителями оборудование должно соответствовать требованиям международных и отечественных регламентов, которые определяют основные рабочие параметры вибростенда в зависимости от его типа. Характеристики включают в себя следующие параметры:
- Диапазон частот;
- Номинальная вынужденная сила;
- Допустимая статическая нагрузка;
- Предел произведения скорости, перемещения и ускорения;
- Коэффициент поперечных искажений;
- Коэффициент гармоничных составляющих;
- Частота резонанса оборудования;
- Размер неравномерного распределения по столу вибростенда вибрации.
В ИСО 5344 и ИСО 8626 указаны стандартные размеры основных характеристик, рекомендуемых при проектировании оборудования. Производители в зависимости от специфического назначения вибростенда устанавливают различные номинальные значения вынуждающей силы. При покупке вибростенда необходимо учитывать не только его тип и марку, но и технические характеристики, указанные в эксплуатационной документации к оборудованию. Кроме того, стоит учитывать конструкционные особенности конкретного типа вибростенда.
Диагностика вибростенда
Любой вводимый в эксплуатацию вибростенд, а также в процессе эксплуатации проходит диагностические испытания. Во время диагностики проверяется безопасность и надежность оборудования, а также устанавливается соответствие реальных параметров параметрам, указанным в технической документации. Диагностика вибростенда проводится организацией, имеющей аттестат аккредитации. Обязательное условие проведения диагностики – предоставление всей необходимой технической документации.
Диагностика включает в себя:
- Проверка исправности защитного проводника;
- Прочность сопротивления изоляции;
- Проверка уровня сопротивления оборудования к промышленному помещению;
- Надежность электросети;
- Проверка системы потери напряжения;
- Проверка полярности узлов.
Задача диагностики – обнаружить возможные несоответствия реальных параметров работы оборудования по сравнению с заданными техническими параметрами. При обнаружении несоответствия оборудование подвергается наладочным работам. Результат диагностирования оформляется документально с указанием сроков следующей диагностики. В диагностической карте пошагово указываются все работы, проведенные в результате диагностики. При необходимости приведения диагностированного оборудования к соответствию, в диагностической карте указываются диагностические мероприятия и сроки их выполнения. По результатам выполнения мероприятий проводится повторная диагностика вибростенда.
