工程机械电气系统振动测试

刘建平

摘要：工程机械电气设备元器件的特性和电气设备系统的设计关系到整机的可控性、稳定性和安全性。电气设备系统靠谱性震动检测能够有效地提升电气设备系统的提升设计，清除使用寿命较短的电气设备元器件，提升工程机械的靠谱性。

关键词：电子设备；震动检测；工程机械

前言

现代工程机械的智能化水准持续提升，电气设备元器件在工程机械中的应用愈来愈多。工程机械电气设备系统由电气设备和电子系统两部分构成。它在动态性环境中的靠谱性受到震动、冲击性、离心和跌落的影响。建筑机械一般在更复杂的环境中运作，并暴露于更高的震动和冲击性，这对电气设备系统的靠谱性提出了更高的要求。

1工程机械电气系统振动成因

工程机械设备的主要结构一般由定子、滚动轴承支承叶轮、定子、电机机壳、联轴器等构件构成。也有齿轮组成传动系统构件、叶轮联轴器和密封性构件，推动速率范围一般在每分钟数千至数十万转之间。动态性机械设备的振动由两个震动源产生：一个是因为转子的动静态不和谐、构件配对不恰当、构件配对空隙太大而造成的设备的逼迫震动。这包含周期性震荡、冲击性震动、任意震动等。除此之外，还产生噪声，而且这些振荡具有周期性特点频率。转子的震动速率是相应的主要参数，在不同的速率下产生逼迫震荡。另一类震动是指系统自身结构或环境振动激起产生的震动，如流体喘振、滚动轴承润滑油膜振荡、机械构件自激振动、结构局部震动等。这种种类的震动的主要特点是，它与移动设备的工作速率和输出功率阶数并没有直接关系。因为转子叶片、滚动轴承、机壳、联轴器、密封性结构和基础的结构、加工工艺和安装问题，机械或设备的正常运作过程中可能会产生震动，而震动通常是造成机械设备毁坏的主要因素，因而，运动设备的振动检验、监测和分析是十分关键，由于震动作为一种技术主要参数，比其他工况技术主要参数（如工作环境温度、压力、内部润滑油或流体的总流量或电机电流量等）更形象化、迅速、精确地体现机械设备的工况，震动一般成为大家判断机械设备情况的主要依据。

2工程机械电气设备系统震动检测技术

在一般的震动检测和分析过程中，要收集一些传感器数据信号。常见的传感器种类有加速率传感器、偏移传感器、速率传感器、力传感器和应变仪，主要收集相应的物理量，如加速率、偏移、速率、地应力、应变地应力等。在对大中型结构构件开展震动实验时，一般精确测量结构的加速率数据信号。传感器、收集电缆线和数据收集设备组成数据收集系统。收集设备将收集的仿真模拟数据信号变换为数字数据信号，并使用数据分析软件展现有关数据。检测过程一般分成两种方式：一种方式是精确测量设备本身的结构或其运作过程中产生的震动影响。此时，收集到的振动数据可用以评定设备本身的工作情况或结构问题；另一种方式是检测产品本身的特点。模态方式是常见的，能够精确测量系统的频率回应函数、单脉冲回应函数、模态主要参数（共振频率、减振比等）及其其他物理主要参数，一般在实现过程中需要通过外部（如力锤、激振器等）对设备结构增加鼓励或是使用自然环境鼓励，收集有关振动数据以研究该设备或是系统的驱动力学特点主要参数。

3电子设备的检测步骤及方式设计

在试验室内开展电子设备及元器件震动检测实验，不但能够实现对电气设备系统及其其他构件的常见故障重现；还能够依靠加快实验的方式，让一些可能出现的常见故障安全隐患在短时长内暴露出来，进而帮助工程机械的电气设备系统设计工作人员提升对电子设备及元器件的特性认识，提升电气设备系统的靠谱性。

3.1震动检测步骤试

验室中的震动检测需要在震动平台上开展，依据工程机械的震动回应特点，一般采用电动式震动台作为电气设备系统的检测平台。平台主要由控制设备、输出功率变大设备、震动台体、制冷系统、数据信号意见反馈系统等构成。试验中，首先收集各工况环境下的电气设备系统待测构件的路谱数据，路谱数据的收集一般选产品震动更为强烈的两个点或多个点。由于实验在对参照谱开展处理时，通过加权和累加以后，不管震动中有几个点在作用，其主要作用的仅仅当中震动力度或频率最高的点，如此也是将工况最极端的状况包含下去。再度，通过傅里叶变换转换成相应的动能谱数据（频域数据信号），通过等效加快实验的处理方式，将处理过的数据转换为控制仪能够鉴别的实验参照谱，直接导进到控制仪里。控制仪依据参照谱转化成相应的控制电流量数据信号，通过输出功率变大器变大后直接作用于振动台，振动台产生姿势。意见反馈系统收集振动台的运动数据信号后意见反馈给控制仪，控制仪对控制电流量开展调整，使振动台的运动主要参数与参照谱维持相对一致后，就能够使待测构件自始至终遵循参照谱的要求开展震动检测。

3.2实验方式设计

试验室的检测实验中无法彻底仿真模拟具体工况的工作时长，能够将具体测得的数据通过传统因素法，再融合其他工况因素的影响得到一组控制

振动台开展运动的数据，作为参照谱。参照谱是震动检测中等效加快实验的一个过程数据，能够在减少实验时长的状况下来进行电子设备的振动检测试验。

3.2.1震动方式

当下阶段试验室选用的震动检测平台震动方式分X、Y、Z这3个方向来进行的。实验中必须按竖直台尺寸配备相应水准滑台，由水准滑台和振动台体连接，进行水平面图内两个方向的振动检测。开展检测前，先将待检测的电子设备或元器件遵循其在工程机械中的具体组装方式，组装在震动台的协助夹具上，再将夹具和待测电子设备组装在震动台上，各自按X，Y，Z这3个方向开展震动实验，Z方向上的震动检测在震动台的台体上进行，X，Y两个方向上的震动检测是各自在震动台的水准滑台上进行（台体向水准滑台一侧转动90°，与水准滑台连接，推动水准滑台姿势），三个方向各自开展12小时的持续振动检测。

3.2.2震动频率与震动力度检测

为了充分认证震动对工程机械电气设备的影响，需要开展两步实验过程。首先，实验在对振动频率的研究过程中维持震动的力度不会改变，各自设定不同的激振频率，分析电气设备在不同频率时的通讯情况及电阻器变化；第二步，确保振动频率同样（可设定两组或多组），设计不同的振幅，观察电气设备的共振情况及通讯情况。从而，就能够得到电气设备在不同原有频率下的情况是不是满足工作要求，还能够了解电气设备系统在震动力度增加的情况下工作情况的变化。为确保电气设备的靠谱性，通过实验分析，在工程机械的电气设备系统设计中采用适度的隔振措施来融入不同的工况环境。

结束语

工程机械的作业环境极端，工况复杂多变，对电气设备系统的靠谱性有比较高的要求。应用震动实验的方式来披露产品的欠缺环节是工程设计中常选用的方式。由于工程机械设计研究的深层次，在电子系统的设计与选型中选用震动检测的频率愈来愈高。对工程机械电气设备系统的震动检测实验不但是了解电子设备及元器件的特性和使用寿命的关键方式，也是提升电气设备系统结构和设计的一种关键方式。

参考文献

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