振動台

振動試驗機是模擬產品在於製造，組裝運輸及使用執行階段中所遭遇的各種環境，用以鑑定產品是否忍受環境振動的能力，適用於電子、機電、光電、汽機車、玩具等各行各業的研究、開發、品管、製造。

基本介紹

• 中文名：振動台
• 外文名：Shaker
• 振動台面尺寸：50×50（L×Wcm）
• 台體尺寸：垂直50×20×50 水平50×25×50
• 振動方向：垂直+水平（X+Y+Z軸）

概念

振動台又稱振動激勵器或振動發生器。它是一種利用電動、電液壓、壓電或其他原理獲得機械振動的裝置。其原理是將激勵信號輸入一個置於磁場中的線圈，來驅動和線圈相聯的工作檯。電動式振動台主要用於10Hz以上的振動測量，最大可激發200N的壓力。在20Hz以下的頻率範圍，常使用電液壓式振動台，這時振勸信號的性質由電伺服系統控制。液壓驅動系統可以給出較大的位移和衝擊力。振動台可以用於加速度計的校準，也可用於電聲器件的振動性能測和其聳的振動試驗。對於不同的測試物和技術指標，應注意選用不同結構和激勵範圍的振動台。

控制系統

（1）顯示器採用台灣高精度數顯儀表；
（2）精密度頻率可顯示到0.01Hz至0.1Hz；

（3）程式容量具有120組程式，每組99段，每段可循環999步驟的容量，每段時間設定最大值為99小時59分。

振動功能

（1）調頻功能：在頻率範圍內任頻率必須在（最大加速度<20g最大振幅<5mm）；
（2）可程式功能：15段每段可任意設定（頻率/時間）可循環；
（3）對數功能：①下到上頻 ②上到下頻，3種模式對數/可循環。

類型

垂直水平

（1）產品名稱

電動振動試驗機垂直擴展台面

（2）產品說明

電動振動試驗機垂直擴展台面在做振動試驗時，測試樣品或夾具可能會大於電動振動台動圈台面，這樣就需要對原來的台面進行擴展，常用的辦法是安裝一個輔助台面（擴展台）。在做振動試驗時，如果有些測試樣品需要特殊的安裝，這樣就需要訂製的夾具來滿足這種試驗的要求。

（3）產品特點

● 經過精確計算、精心設計，台面質地堅固，表面均勻，外形美觀。

● 台面設計科學，上限工作頻率高，安裝方便。

● 標準規格種類齊全，也可按客戶要求“訂身量制”。

● 鎂鋁合金或鎂合金重力鑄造。

電動

（1）產品說明

水平台是電動振動台實現三向振動試驗的一種型式，分為聯體式和分體式。一般情況下，選擇聯體式有助於整體剛性，方便安裝。

水平台由水平台面、V型導軌、連線頭、花崗岩平板、水平台基座、內置式靜壓油源所組成。

水平台面的面積、厚度決定活動系統的質量，也影響台面的上限頻率，以下列出的台面指標，屬標準產品，如有特殊要求，可商議。

配置水平台的振動系統可實現航天、航空、船舶、汽車、電子等部件或整機完成二維、三維方向的振動試驗。也可配合溫、濕試驗箱形成複合環境試驗系統。

（2）產品特點

● 以較小的載體（台面）質量實現較高的加速度和較高的工作頻率，提高整體負載能力及性能。

● 與振動台一體設計（整體式），剛度好，安裝調試方便。

● 採用V型導軌進行導向，導向性能好，抗傾覆和抗偏載能力強。

● 採用花崗石平板和低壓供油形成的油膜具有較大的承載能力，抗壓強度高，並且耐磨性能好。

● 加固的焊接台體具有良好的反作用質量和阻尼效果。

● 內置隔振系統可以減少到地面的振動傳播，防止試驗設備間的干擾。

掃頻式

（1）產品說明

電磁式振動試驗機系列廣泛適用於國防、航空、航天、通訊、電子、汽車、家用電等行業。該類型設備用於發現早期故障，模擬實際工況考核和結構強度試驗，產品套用範圍廣泛、適用面寬、試驗效果顯著、可靠。

（2）產品特點

●精密型設計製造、體積小、超靜音工作 電磁式振動試驗機。

●機台底座採用優質材料，安裝方便，運行平穩，無需安裝地腳螺絲。

●控制電路數位化控制與顯示頻率，PID調節功能，使設備工作更為穩定、可靠。

●控制系統採用了日本日立公司提供的原裝LCD觸控螢幕控制技術，控制頻率更精確、平衡，長期運轉不漂移。

●掃頻及定頻操作方式，適應不同行業測試要求。

●人性化的控制理念、線條流暢的外型設計，使您的產品質量有了強有力的可靠保證，技術已達到國際先進水平。

●增加抗干擾電路，解決因強電磁場對控制電路干擾。

●增加工作時間設定器，使測試產品達到準確測試時間。

模擬路況

（1）產品名稱

模擬路況振動台

（2）產品說明

模擬汽車運輸試驗系統本設備對特定負荷的各類物品在公路汽車運輸過程中承受實際路況能力的考核，以在實驗室獲取實際路況對於物品的影響，從而對物品及物品的包裝給予評定或確認的依據。

（3）產品特點

模擬汽車運輸試驗系統將試汽車在公路上行駛過程中的振動環境在實驗是的再現。採用分頻段接近的方法來模擬寬頻隨機振動。每個分頻段里包含一個主固有頻率，並滿足分頻段的功率譜。振動量級運輸台振動參數與實際路譜一致，試驗台動轉時間與實際時間相等。

振動台振動功能

1. 調頻功能：在頻率範圍內任頻率必須在（最大加速度<20g最大振幅<5mm）
   
2. 掃頻功能：（上頻率/下頻率/時間範圍）可任意設定真正標準來回掃頻
   
3. 可程式功能：15段每段可任意設定（頻率/時間）可循環
   
4. 頻功能：15段成倍數增加，①.低到高頻 ②.高到低頻 ③.低到高再到低頻/可循環
   
5. 對數功能：①.下到上頻 ②.上到下頻 （兩種模式對數/可循環）
   
6. 全功能電腦控制：含液晶電腦及印表機（有控制、儲存、記錄、列印之功能）（選配）
   

正弦振動

振動試驗台是用於在實驗室內模擬真實振動環境效應的試驗設備，振動試驗是在振動台上採用不同的輸入信號激勵樣品。振動試驗主要分為正弦和隨機振動，由於兩者的物理過程不同，在兩者之間沒有嚴格的等效關係，所以在選擇試驗方式時，切勿進行正弦到隨機的嚴酷度等級轉換。

正弦振動試驗使用固定或變化的頻率和幅值的正弦信號，在每一瞬間時僅施加一個頻率，試驗條件包括頻率範圍或固定頻率、振幅和試驗持續時間。

真實環境中正弦振動很少一單一頻率的振動形式獨立出現。即使在旋轉的機械上直接測量加速度時也是這樣。如齒輪和軸承，實際存在的公差和間隙，通常導致在頻率上有微小的變化。旋轉機械的隨機特性也會發生某種形式的隨機振動。

正弦振動可以描述為確定性運動，遵循確定的規律，完全可以從過去的狀態來確定未來任意指定時間的狀態。在進行正弦掃頻試驗過程中，改方法通常用來確定出現失效的時刻，因為這個失效很可能是和特定頻率密切相關的，而用隨機振動試驗試驗方法這種相關效果不是很明顯。當然，相對於隨機試驗方法，正弦試驗方法通常需要用更長的時間激發出失效，這是因為每次掃頻過程中，在每個共振點上只作用很短的時間。儘管在任一時刻只施加一個頻率，如果掃頻速率足夠慢，確實可以使得樣品的特定共振峰達到最大。也可以用來發現潛在的破壞性共振點，尤其是在設計和研製試驗中。

正弦振動試驗的另一個用途是在以下頻率上的駐留試驗：

A、已知的強迫頻率；B、樣品的諧振頻率

振動台隨機振動

振動台的隨機振動試驗(GB/T2423.56-2006)的激勵使用一個無規則的隨機輸入信號，該信號在所有時間內包括規定規格頻率範圍(寬頻)內的所有頻率分量。其瞬間值服從正態(高斯)分布。在頻率範圍內的分布用加速度譜密度(ASD)曲線表示。

隨機振動是發生在真實環境中最常見的激勵類型。它在未來瞬間值是不能以過去的狀態來預知的，只能基於機率進行預測。事實上，這些特性適用於疲勞、交變應力等大多數與隨機振動相關的計算中。

與正弦試驗不同，振動試驗台在持續時間內隨機振動始終在激勵諧振，儘管達不到最大值。實驗室的大部分隨機信號有3倍均方根值，這意味著在試驗頻率範圍內激勵的瞬間值可以從零延伸到3倍總均方根值(r.m.s)。對隨機激勵要考慮的更大的不同是在過零交叉點之間會出現大量的應力交變，既有正向也有負向。這個性質將影響疲勞損傷從而影響發生失效的預期壽命。

無論是正弦振動，還是隨機振動，只有更了解的產品的生產、運輸、使用環境以及試驗設備的屬性特點，才可以更恰當的選擇自己合適的振動方式，從而篩選優質的產品，改進有缺陷產品的性能。

產品用途

振動台適用於汽車零部件、電子元器件、組件、醫藥、食品、家具、禮品、陶瓷、包裝等行業實驗室及生產線上對樣品進行相關振動試驗。如環境接收試驗，品質鑑定試驗，可靠性鑑定試驗，耐久試驗，振動模擬分析，材料特性試驗，疲勞試驗，振動防止改善等。模擬產品在製造、組裝、運輸及使用過程中所遭受的振動環境，以評定其結構的耐振性、可靠性和完好性。

用於模擬電工、電子、汽車零部件以及其它涉及到運輸的產品和貨物在運輸過程中的環境，檢測其產品的耐振性能。實現振動試驗需要的所有功能：正弦波、調頻、掃頻、可程式、倍頻、對數、最大加速度，調幅、時間空制，通過升級可實現全功能電腦控制，簡易定加速度/定振幅。設備通過連續無故障運轉3個月測試，性能穩定，質量。

選擇指南

選擇振動台面尺寸選擇振動台負載選擇振動台振動頻率選擇振動台振動振幅選擇振動試驗方式垂直、水平選擇振動台振動方式是一體機還是分開台體確定試驗設備安裝場地尺寸、電源確定所選設備是否能通過門、電梯、樓道等通道，順利運輸到安裝場地組成部份。

振動試驗的目的在於確定所設計、製造的機器、構件在運輸和使用過程中承受外來振動台或者自身產生的振動而不到破壞，並發揮其性能、達到能預定壽命的可靠性。隨著對產品，產其是航空航天產品可靠性要求的提高，作為可靠性試驗關鍵設備的振動試驗系統的發展顯得越來越重要。

分類舉例

機械式

機械式振動台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台台面，激振力與不平衡力矩和轉速的平方成正比。這種振動台可以產生正弦振動，其結構簡單，成本低，但只能在約5Hz~100Hz的頻率範圍工作，最大位移為6mm峰-嶠值，最大加速度約10g，不能進行隨機振動，凸輪式振動台運動部分的位移取決於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。這種振動台在低頻域內，激振力大時，可以實現很大的位移，如100mm。但這種振動台工作頻率僅限於低頻，上限頻率為20Hz左右。最大加速度為3g左右，加速度波形失真很大。機械式振動台由於其性能的局限，今後用量會越來越小。

電液式

電液式振動台的工作方式是用小的電動振動台驅動可控制的伺服閥，通過油壓使傳動裝置產生振動。這種振動台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。大激振國的液壓台比相同推力的電動式振動台價格便宜。電液台的局限性在於其高頻性能較差，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。這種振動台因其大推力、大位移可以彌補電動振動台的不足，在未來的振動試驗中仍然發揮作用，尤其是在船舶和汽車行業會有一定市場。

電動式

電動式振動台是使用最廣泛的一種振動設備。它的頻率範圍寬，小型振動台頻率範圍為0~10kHz，大型振動台頻率範圍為0~2kHz，動態範圍寬，易於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。電動式振動台是根據電磁感應原理設直的，當通電導體處的恆定磁場中將受到力的作用，半導體中通以交變電流時將產生振動。振動台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並經功率放大器放大後通到驅動線圈上，這時振動台就會產生需要的振動波形。

電動振動台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、台體及支承裝置五部分組成。驅動線圈和運動部件結構複雜，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。702所在80年代未首次將有限元方法用於電動振動台運動部件共振頻率的計算，不僅提高了計算結果的準確度，而且便於對結構進行最佳化設計，大大增加了振動台的設計可靠性。

操作規範

設備檢查

1、檢查隔振機構位置；讓振動台的磁鋼處於合理位置；

2、檢查控制儀信號激勵輸出線是否可靠連線；

3、如果作水平試驗，按照設備的使用說明書相關內容將台體翻轉至水平狀態並作相應的檢查；

試件安裝

1、打開氣泵，手動調節中心氣囊氣壓到中心位置；

2、夾具，試件的安裝嚴格按照試驗任務書要求進行安裝；

3。傳達室感器的安裝嚴格按照試驗任務書要求進行貼上，並作為指定的用途；

4、用相應的信號線將感測器連線到試驗任務書指定的控制儀通道；

開機順序

1、接通系統電源，確定增益開關處於復位位置，合上功放漏電斷路開關；

2、按試驗任務收要求正確設定試驗參數，並保存，如果調用試驗數據必須檢查試驗設定是否與試驗任務書一致；

3、按下電源通按鈕，風機啟動後。打開增益旋鈕至合適位置（參照使用說明書）/此時“準備”“啟動”“電源”燈亮，系統進入待運行狀態。

4、運行試驗，實時記錄試件狀態和試驗設備狀態，保存相應試驗數據。

標準

GB/T 2423.10-1995 電工電子產品環境試驗 第二部分: 試驗方法 試驗Fc和導則: 振動(正弦)；

GB/T 2423.11-1997 電工電子產品環境試驗 第2部分: 試驗方法 試驗Fd: 寬頻帶隨機振動--一般要求；

GB/T 2423.12-1997 電工電子產品環境試驗 第2部分: 試驗方法 試驗Fda: 寬頻帶隨機振動--高再現性；

GB/T 2423.13-1997 電工電子產品環境試驗 第2部分: 試驗方法 試驗Fdb: 寬頻帶隨機振動中再現性；

GB/T 2423.14-1997 電工電子產品環境試驗 第2部分: 試驗方法 試驗Fdc: 寬頻帶隨機振動低再現性；

GB/T 2423.35-1986 電工電子產品基本環境試驗規程 試驗Z/AFc:散熱和非散熱試驗樣品的低溫/ 振動(正弦)綜合試驗方法；

GB/T 2423.36-1986 電工電子產品基本環境試驗規程 試驗Z/BFc:散熱和非散熱樣品的高溫/ 振動(正弦)綜合試驗方法；

GB/T 2423.48-1997 電工電子產品環境試驗 第2部分: 試驗方法 試驗Ff: 振動--時間歷程法；

GB/T 2423.49-1997 電工電子產品環境試驗 第2部分: 試驗方法 試驗Fe: 振動--正弦拍頻法；

GB/T 2424.22-86電工電子產品基本環境試驗規程 溫度（低溫、高溫）和振動（正玄）綜合試驗導則；

GB/T 2424.24-1995 電工電子產品基本環境試驗規程 溫度（低溫、高溫）/低氣壓/振動（正玄）綜合試驗導則。

振動台特點

1、振動試驗台的工作溫度：5℃~35℃。

2、振動試驗台的環境濕度：不大於85%RH。

3、電子式控制、振動頻率、振幅可調，推動力大，雜音小。

4、高效率、高負載、高頻寬，低故障。

5、振動試驗台的控制器易操作，全閉封，極安全。

6、效率振動型態。

7、移動式工作基架，易於放置，美觀大方。

8、振動試驗台適合生產線、流水線做全檢。

模擬運輸振動台

用途

模擬運輸振動台廣泛用於玩具、電子、家具、禮品、陶瓷、包裝運輸業等對產品的包裝進行檢測試驗。

設計標準：ISTA美國安全運輸標準。

特點

套用自主研發單片機控制方式，選用東元變頻馬達\台達變頻器，內部設定精準速度，數控加工部件，同心度高，採用同步帶傳動，減小機械噪音。

技術參數

振動頻率：	30－300RPM(內部任意設定)
時間設定範圍：	0~9999（H/M/S);
速度顯示精度：	0.1RPM(轉/分鐘;
振動方式：	往復式同步帶傳動;
振幅（P-P）：	25mm(1英寸);
載 重：	100kg;
電機功率：	變頻馬達;
調速方式：	變頻調速;
機台結構：	防振腳墊，鋁型材調整固定架，美觀；
有效工作檯面尺寸：	980×1200mm；
最大外形尺寸：	1110×1310×650mm；
電 源：	220V 50Hz