13
緊固件橫向振動試驗機是目前使用廣泛的一種振動設備
目前，緊固件橫向振動試驗機不僅在航天領域而且在其他行業發揮著作用，成為該所的一項重要民品。用于振動試驗的振動臺系統從其激振方式上可分為三類：機械式振動臺、電液式振動臺和電動式振動臺。從振動臺的激振方向，即工作臺面的運動軌跡來分，可分為單向(單自由度)和多向(多自由度)振動臺系統。從振動臺的功能來分，緊固件橫向振動試驗機可分為單一的正弦振動試驗臺和可完成正弦、隨機、正弦加隨機等振動試驗和沖擊試驗的振動臺系統。以下筆者對各種振動臺，緊固件橫向振動試驗機主要對電動振動臺，及其輔助設備的結構、性能和成本的現狀及發展等進行簡單的論述。
1.機械式振動臺
機械式振動臺可分為不平衡重塊式和凸輪式兩類。不平衡重塊式是以不平衡重塊旋轉時產生的離心力來激振振動臺臺面，激振力與不平衡力矩和轉速的平方成正比。這種振動臺可以產生正弦振動，其結構簡單，成本低，但只能在約5Hz～100Hz的頻率范圍工作，zui大位移為 6mm峰-峰值，zui大加速度約10g，不能進行隨機振動。
凸輪式振動臺運動部分的位移取決于凸輪的偏心量和曲軸的臂長，激振力隨運動部分的質量而變化。這種振動臺在低頻域內，激振力大時，可以實現很大的位移，如100mm。但這種振動臺工作頻率于低頻，上限頻率為20Hz左右。zui大加速度為3g左右，加速度波形失真很大。
機械式振動臺由于其性能的局限，今后用量會越來越小。
2.電液式振動臺
緊固件橫向振動試驗機的工作方式是用小的電動振動臺驅動可控制的伺服閥，通過油壓使傳動裝置產生振動。這種振動臺能產生很大的激振力和位移，如激振力可高達104kN，位移可達2.5m，而且在很低的頻率下可得到很大的激振力。大激振力的液壓臺比相同推力的電動式振動臺價格便宜。電液臺的局限性在于其高頻性能較差，上限工作頻率低，波形失真較大。雖然可以做隨機振動，但隨機振動激振力的rms額定值只能為正弦額定值的1/3以下。這種振動臺因其大推力、大位移可以彌補電動振動臺的不足，在未來的振動試驗中仍將發揮作用，尤其是在船舶和汽車行業會有一定市場。
3.電動式振動臺
緊固件橫向振動試驗機是目前使用廣泛的一種振動設備。它的頻率范圍寬，小型振動臺頻率范圍為0～10kHz，大型振動臺頻率范圍為0～2kHz；動態范圍寬，易于實現自動或手動控制；加速度波形良好，適合產生隨機波；可得到很大的加速度。電動式振動臺是根據電磁感應原理設計的，當通電導體處在恒定磁場中將受到力的作用，當導體中通以交變電流時將產生振動。振動臺的驅動線圈正式處在一個高磁感應強度的空隙中，當需要的振動信號從信號發生器或振動控制儀產生并經功率放大器放大后通到驅動線圈上，這時振動臺就會產生需要的振動波形。
緊固件橫向振動試驗機基本上由驅動線圈及運動部件、運動部件懸掛及導向裝置、勵磁及消磁單元、臺體及支承裝置五部分組成。驅動線圈和運動部件是振動臺的核心部件，它的一階共振頻率決定著振動臺的使用頻率范圍，由于運動部件結構復雜，一階共振頻率計算非常困難，要靠經驗估算，這常常造成設計失誤。將有限元方法用于電動振動臺運動部件共振頻率的計算，不僅提高了計算結果的準確度，而且便于對結構進行優化設計，大大增加了振動臺的設計可靠性。