花清國

（江西騰勒動力有限公司，江西 上饒 334100）

工程機械電氣系統(tǒng)振動臺的測試和研究

花清國

（江西騰勒動力有限公司，江西 上饒 334100）

振動臺主要是用于測試機械在正常運行下的振動狀態(tài)。將其應用在工程機械電氣系統(tǒng)能夠有效促進工程機械電氣系統(tǒng)的完善。文章以工程機械電氣系統(tǒng)振動臺的測試為主線展開了論述，先是結(jié)合實際分析了工程機械電氣系統(tǒng)振動臺，然后詳細闡述了工程機械電氣系統(tǒng)振動臺的測試方法。

工程機械；電氣系統(tǒng)；振動臺；測試

0 引言

隨著我國制造業(yè)的逐漸發(fā)展，工程機械的智能化、自動化水平也在逐漸提高。尤其是在工程機械電氣系統(tǒng)中逐漸形成了集系統(tǒng)化、綜合化于一體的工作模式。但是工程機械電氣系統(tǒng)構成比較復雜，在長期的運行過程中必不可免地會產(chǎn)生一些系統(tǒng)故障。可見，加強工程機械電氣系統(tǒng)振動臺的測試和研究是非常重要的。

1 工程機械電氣系統(tǒng)振動臺概述

振動試驗屬于力學試驗中的一種，而振動臺就是用于此試驗的主要設備。振動屬于物理現(xiàn)象，包括位移、速度、加速度、頻率和相位等各種指標。工程機械電氣系統(tǒng)是整機的重要組成部分，同時也是保證整機安全性、可靠性的關鍵。但是實際上，工程機械電氣系統(tǒng)在運行過程中容易發(fā)生電氣故障。另一方面，從嚴格上來說，工程機械電氣系統(tǒng)包括電子系統(tǒng)和電氣設備兩部分，而電子系統(tǒng)包括多個子系統(tǒng)。由此可見，工程機械電氣系統(tǒng)的檢測比較復雜、困難。換言之，工程機械電氣系統(tǒng)有著多方面的特征，在針對相關系統(tǒng)進行診斷和檢測的過程當中，應當充分地結(jié)合系統(tǒng)電氣的實際特性，采取有針對性的方案和技術，切實的提升對系統(tǒng)故障的診斷率，提升系統(tǒng)的操作運行水準，以確保系統(tǒng)可以處于平穩(wěn)的工作狀態(tài)。

2 工程機械電氣系統(tǒng)振動測試平臺的選擇

隨著我國機械技術的發(fā)展，電氣系統(tǒng)振動測試設備的也包括過程中類型。在實際的測試過程中，企業(yè)需要根據(jù)實際的工程機械類型以及運行實際，選擇合適的振動測試設備類型。也只有這樣才能真正測試出工程機械電氣系統(tǒng)的狀態(tài)。目前較為常見的振動測試設備包括機械式、電液式、電動式。

2.1 機械式振動臺

機械式振動臺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)的過程中，產(chǎn)生的離心力會引發(fā)激振力。而激振動力與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速平方成正比。顯然，這種振動方式符合正弦振動的的特點，同時還具備簡單、投資資金低的特點。但是不平衡重塊能夠承受的頻率范圍較小，且無法隨機振動。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，在凸輪式機械振動臺中，激振力與振動臺運動部分的質(zhì)量有關。這種振動臺的優(yōu)勢在于能夠在低頻的范圍內(nèi)得到最大的位移?？偟膩砜?，機械式振動臺具有一定的局限性。

2.2 電液式振動臺

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

2.3 電動式振動臺

電動式振動臺是目前較為最為頻繁的一種振動設備，主要是有勵磁、線圈、導向裝置等部分組成，分為大型和小型兩種振動設備。其中大型的振動設備其頻率范圍較大，在0—2kHz之間。小型的震動設備其頻率范圍約在0—1kHz之間。電動勢振動臺的主要優(yōu)勢是方便控制、波形清晰，尤其是能夠得到較大的加速度。從物理學角度來說，電動式振動臺主要依據(jù)電磁感應原理。當在通電的磁場中施加力時導體就會發(fā)生振動?？偟膩碚f，電動式振動臺的優(yōu)勢是較為明顯的。

3 工程機械電氣系統(tǒng)檢測

3.1 平臺介紹

本文主要介紹的是電動振動測試平臺，該振動測試平臺主要是由控制裝置、放大裝置、冷卻系統(tǒng)、信號反饋系統(tǒng)等部分組成。在實際的運行過程中，路譜采集系統(tǒng)會將數(shù)據(jù)反饋到控制儀，而后控制儀就會將電流信號傳遞到功率放大器，功率放大器則會將電流電壓信號傳送到振動臺，振動臺經(jīng)過處理會將加速度等信號反饋到控制儀中。從實際上來說，路譜數(shù)據(jù)會先經(jīng)過傅里葉轉(zhuǎn)換成為能量譜數(shù)據(jù)，之后會進行加速試驗處理數(shù)據(jù)，并將其數(shù)據(jù)傳遞到控制儀中?？刂苾x則會依據(jù)參考譜將生成的電流或電壓信號，并反饋到放大器，接下來放大器就會將其作用在振動臺中，振動臺產(chǎn)生動作。在整個測試系統(tǒng)中，為了縮短試驗時間，需要將實際測得的數(shù)據(jù)利用保守因子法得出振動臺運動數(shù)據(jù)。需要注意的是這也必須要結(jié)合實際試驗狀況。這樣才能保證測試的準確性。

圖1 電液式振動臺系統(tǒng)

3.2 電動式振動臺類型選擇

依據(jù)相關工程機械電氣系統(tǒng)振動臺測試要求和標準，要綜合考慮三個方面的因素：一是依據(jù)激振力和工作頻率。其中激振力的大小計算公式是臺面質(zhì)量、連接軸質(zhì)量、夾具質(zhì)量、待測部件質(zhì)量的總和，并乘以測試系統(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)振動臺的上、下限頻率、加速度、位移等數(shù)據(jù)。另外，需要注意的是振動臺的測試方向必須包含X，Y，Z 3個方向上的測試。

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，可以選擇振動比較劇烈的部位選擇兩個或多個點，以保證能夠通過點將實際的運行狀況反映出來。同時在進行測試前，需要將電控柜按照相關標準安裝在輔助夾具上。在完成測試之后，還應在3個方向上進行36個小時的測試。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)電路板松動現(xiàn)象，就會導致后方卡子與導軌卡接不牢固的現(xiàn)象?？偟膩碚f，在進行數(shù)據(jù)的采集與處理時要采用科學、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，工程機械電氣系統(tǒng)振動臺的選擇應當根據(jù)實際的電氣系統(tǒng)運行狀況，之后要逐步完善測試系統(tǒng)，從而真正助力工程機械電氣系統(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（1970— ），男，黑龍江牡丹江人。