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1、振动台使用与维护维修振动台使用与维护维修江妙富13901280659目录目录1 1 使用培训使用培训1.1 振动试验系统工作原理及特点和使用选择1.1.1 振动试验系统1.1.2 各家简单评述1.2 设备使用及其注意思想1.3 试验程序及注意思想1.4 常见的报警信息和处理方式、定期检测目录目录2维修人员的现场维修、检测和故障分析培训2.1 维修与故障分析培训2.1.1 外部环境对设备使用的影响及如何分析与处理2.1.2振动试验系统一般故障分析和处理程序2.1.3 故障与处理2.1.4 设备的定期检测和维护2.1.5 维修要求2.2 维修与故障分析诊断演示2.2.1一般故障分析程序，例：系统不
2、能起振2.2.2如何定期检测和维护振动试验系统1.1.1 振动试验系统完整的振动试验设备，包括振动台、功率放大器、冷却系统、振动控制系统(控制仪、软件和传感器)、水平滑台、扩展头和联接器。一个典型的振动试验系统设备结构如下图：水平滑台联接器扩展头冷却系统功率放大器振动控制仪工装夹具传感器试件振动台振动台PC机振动台电磁感应原理；电磁感应原理；主要结构主要结构: :动圈动圈、励磁线圈励磁线圈、动圈上导向系统、动圈上导向系统/ /下导向系统、导下导向系统、导磁系统、风道、温度磁系统、风道、温度/ /过行程过行程/ /动圈位置对中动圈位置对中/ /风压开关等保护装风压开关等保护装置、隔振装置、消磁线
3、圈；置、隔振装置、消磁线圈；影响设备性能和故障：导向系统、动圈本身传递性能、报警、影响设备性能和故障：导向系统、动圈本身传递性能、报警、外物进入、消磁线圈接地等。外物进入、消磁线圈接地等。易损件：气帽、上下导向系统、导流电缆、光电管。易损件：气帽、上下导向系统、导流电缆、光电管。其他：灰尘污染其他：灰尘污染主要性能指标：额定正弦推力、随机推力有效值、工作频率范主要性能指标：额定正弦推力、随机推力有效值、工作频率范围、最大加速度、最大速度、最大位移、运动部件有效质量、围、最大加速度、最大速度、最大位移、运动部件有效质量、动圈台面的尺寸、一阶共振频率、工作台面允许直接承载质量、动圈台面的尺寸、一阶
4、共振频率、工作台面允许直接承载质量、杂散磁场（台面漏磁）、工作台面允许偏载力矩、加速度波形杂散磁场（台面漏磁）、工作台面允许偏载力矩、加速度波形失真度、工作台面加速度均匀度及横向振动比等。失真度、工作台面加速度均匀度及横向振动比等。数字功率放大器u 线性功放和数字开关功放。线性功放和数字开关功放。u 放大晶体管放大晶体管IGBTIGBT与与MOSFETMOSFETu 结构：电源变压器结构：电源变压器/ /整流电路（供整流电路（供AC220V/380VAC220V/380V、直流、直流功率模块供电功率模块供电/ /励磁消磁励磁消磁/ /控制电路控制电路24V24V电源等）、功率模电源等）、功率模
5、快、快、PLCPLC、各种断路器和控制开关以及保险。、各种断路器和控制开关以及保险。u 影响性能故障：地线、电隔离、电源稳定性（加稳压电影响性能故障：地线、电隔离、电源稳定性（加稳压电源）、外部接地短路冲击、误操作等。源）、外部接地短路冲击、误操作等。u 其他：灰尘污染其他：灰尘污染u 主要指标：额定功率、频率范围、最大输出电压和电流、主要指标：额定功率、频率范围、最大输出电压和电流、信噪比、失真度和功效等。信噪比、失真度和功效等。u 各种保护功能：温度、过电流、模块工作电压监控、电各种保护功能：温度、过电流、模块工作电压监控、电流变化量、内部电路监控等，还有外部接地短路监控、内流变化量、内部
6、电路监控等，还有外部接地短路监控、内部短路监控。部短路监控。控制器与软件A/D转换位数：最好24位。与PC连接方式：最好以太网网线连接。当前有插卡式的可靠性差，原因是PC机静电干扰大，对接地要求高，而且容易被烧毁；USB接口，不能电隔离，传递数据慢，数据线太短；网线连接，数据传递快、同PC电隔离，数据传递线不易受外界干扰，对接地要求低，可以浮地。输入通道保护：应有输入通道前端保护。可靠性/互换性：可靠性好，主要表现产品的互换性。接地要求：选择接地要求低的产品；响应时间：选择响应时间短的产品，如随机10ms/正弦5ms；控制精度：控制精度越高越好。高控制精度可以进行低频试验和特殊试验、减少均衡时
7、间、实现良好的控制性能。控制精度主要体现在随机线数上，目前的产品可高达13000线。操作简单方便。通电测试功能。 传感器与电缆传感器的种类：输出电压：性价比好；可靠性好。连接电缆不易过长（伍米），否则电信号衰减；工作温度范围偏小，灵敏度唯一。输出电荷：工作温度范围大，连接电缆可以较长。需要电荷放大器配合，环境多，容易故障。加速度传感器的技术参数：量程，频率范围，温度范围，灵敏度，分辨率，线性度，横向振动比，尺寸等。扩展台面与水平滑台 扩展台面 扩展头采用镁合金材料制造，可提供动圈台面的扩展，其扩展比例达2：1。 转接板、扩展台等，要进行全面的性能测试，以保证试验的正确性。水平滑台 水平滑台可分
8、为静压轴承支承式、滚珠轴承支承式和油膜支承式，大型滑台则采用了油膜和静压轴承共同支承的方式。1.1.2 各家简单评述振动台进口UD、LDS、TIRA、LING等振动台的结构差别：动圈性能、冷却方式、导向系统。功放：模块的功率、保护功能（响应时间）。控制系统 VR8500 、DACTRO、 SD、M+P、DP、UD等。1.2 设备使用及其注意思想1.2.1 1.2.1 稳压电源稳压电源 包括控制器的稳压电源。1.2.21.2.2 独立地线的重要性独立地线的重要性1.2.3 1.2.3 气源气源 对振动台的影响（导向系统的老化、行程减少、气帽容易磨损）。1.2.4 1.2.4 环境要求环境要求 环
9、境温度、空气干净、湿度。 设备周围清洁，防止金属碎屑进入振动台。每次试验后一定清洁动圈周围的卫生。1.2 设备使用及其注意思想1.2.5 1.2.5 功放操作顺序功放操作顺序 开启功放的主开关、ON健、开增益；反之，现关增益、OFF健、关闭主开关。 各个开关的逻辑工作功能、以及各操作次序之间的停顿时间； 误操作可能引起的问题，以及误操作保护。1.2.6 1.2.6 什么时候打开增益和如何操作增益？什么时候打开增益和如何操作增益？打开电脑、控制器和运行软件时；在振动台面上操作时；都需要关闭增益。增益开关存在疲劳，需要小心、缓慢以及确认增益关闭。在操作增益时，注意功放面板显示电流输出。1.2 设备
10、使用及其注意思想1.2.7 1.2.7 功放、控制器和电脑的地线是否一致？功放、控制器和电脑的地线是否一致？ 是否有电隔离？尤其显示器对控制器影响。1.2.8 1.2.8 水平滑台与牛头安装规范水平滑台与牛头安装规范安装动圈与水平滑台的连接规范；不规范的连接会加剧振动台导向系统的磨损和增加阻力。振动台倒到水平后，需要10分钟，确认滑台油膜形成。水平滑台的油压调整。油的清洁和油量。1.2.9 1.2.9 其他其他 在设备较长的时间不使用情况下，应卸风管与振动台的连接，防止振动台内部与室外温度不一致，导致振动台内部受潮或凝露水。1.3 试验程序及注意思想确定电源，看一下稳压电源的输出，是否正常？确
11、认压缩空气源打开，气压大于0.6MPa。开启系统，电脑、控制器和运行软件；开启功放（不打开增益）；检查面板显示是否正常？确认振动台和水平滑台的状态：l振动台台面处于中间位置；l水平滑台的油膜形成，滑台四周有油溢出。通常大约需10分钟运行，才能形成稳定的油膜。目视油压指示是否稳定？1.3 试验程序及注意思想开关一次增益，确认系统正常：检查功放面板显示是否正常？尤其显示面板上有无电流输出显示？在开关增益时，注意查看振动台台面有无冲击或位置移动？用手触摸振动台面，有无震感？1.3 试验程序及注意思想在关闭增益的情况下，安装夹具和固定产品，确认控制传感器和测量传感器的安装位置。最好采用力矩扳手固定夹具
12、和产品；考虑偏载力矩，如需要应该进行计算。夹具和产品最好安装在振动台台面中心位置和水平滑台的远离动圈端的1/3处较好。控制传感器的安装位置应该是夹具和产品固定的位置；测量传感器根据要求安装。控制传感器不能安装在不是振动台台面安装孔的其他位置。振动台面具有不均匀性，不同位置进行控制，试验的结果可能完全不一样，存在过载和欠试验。新的夹具需要进行测试，在需要的频率带宽内，其传递性能为1:1。1.3 试验程序及注意思想连接传感器和电缆地线与传感器绝缘连接。如果功放地线是一个很好的独立地线，那么传感器与台面不需要绝缘连接，否则要求电荷放大器的输入悬地，隔离台面的电噪声传入控制器。接头保护；传感器的接头容
13、易疲劳断裂，需要在安装传感器后，要固定接线，保护接头连接。另外注意使用轴向引线的传感器。设置试验参数，打开增益运行试验。 驱动电压设置保护； 如何提高信噪比，确保低量级振动试验顺利进行。试验结束后，先关功放增益，然后在台面上进行操作。（人身上带静电）k其他：低频与振动台隔振气囊的气压关系如果低频试验，最好隔振气囊的气压高一点。1.4.1常见的报警信息和处理方式常见的报警信息和处理方式1.4.1.1 功放面板显示报警和其他故障（真故障和错误信息）外部报警，如振动台和水平滑台上的过热、风压、压缩空气气压、过行程、油压、接地短路、紧急停止开关等，包括功放门开关保护、风机故障（过热、短路）。内部报警：
14、如模块工作电压报警、输出过电压和过电流、温度报警（环境温度和模块内部过热）、内部短路报警等。其他故障：开启功放主开关后功放没有显示、触发不了ON健、励磁报警、模块的风机没有工作等1.4.1常见的报警信息和处理方式常见的报警信息和处理方式1.4.1.2 控制系统显示报警和故障系统启动不起：噪声过大、控制器输出故障、驱动电缆线与接头故障、功放模块信号输入前端故障导致无信号输入、功放故障、传感器和接头故障、电脑软件故障。需要分别确认。突然停止：控制不住（异常）、无信号返回。运行软件死机或连接不上控制器。1.4.2 设备的定期检测和日常注意（针对使用者）卫生同样的试验，学会注意功放的输出电流和驱动电压
15、。按照1.3要求注意设备的情况。每三个月，进行一次空台检测试验，0.5g/5-2000Hz，注意检测该条件下功放输出电流、驱动曲线和控制精度，正弦波形的完整。当出现报警或停机时，首先记录软件和功放面板显示的报警信息，然后关机。平常有异常情况（偶尔出现，又恢复正常的故障情况），必须记录，然后汇报给维修维护人员。2.1 维修与故障分析培训维修与故障分析培训2.1.1 2.1.1 外部环境对设备使用的影响及如何分析与处理。外部环境对设备使用的影响及如何分析与处理。稳压电源（包括控制器）；地线；清洁空气和环境；2.1.2 振动试验系统一般故障分析和处理程序；1）故障定位：输入信号问题（控制器、驱动电缆
16、与接头），信号放大（功放），响应（振动台）。一般故障形式：功放启动不起功放报警要确认功放内部或是振动台；信号异常无响应控制精度不好噪声查找 2.1.2 振动试验系统一般故障分析和处理程序；一般采用开环与隔离法进行测试分析：控制器自闭环试验，噪声干扰无法检测，比如控制器带电。功放断开负载（空载、动圈线圈的电连接），提供独立信号输入，测试输出电压信号，断开所有功放模块的并联输出，分别测试其一致性（直流电压、交流电压信号、阻抗）；对地阻抗、模块输出直流偏移、自身噪声等。振动台的各线圈的电阻和对地绝缘性能；振动台机械结构故障（动圈本身、上下导向系统），各保护系统。传感器、电缆线和接头：传感器性能变化了
17、？电缆线性能测试，接头问题。2.1.2 振动试验系统一般故障分析和处理程序；2）故障处理：故障排除、备件更换和维修。3）临时处理：报警和保护信号处理。2.1.3 故障与处理故障与处理振动台+水平滑台：过热、风压保护、过行程、接地（动圈线圈、励磁线圈和消磁线圈，其他报警保护系统接地）、动圈位置对中、各线圈烧毁；机械故障：上导向部件断裂与磨损、下导向磨损、气帽磨损、动圈开裂；油压保护。功放：过热保护、过电流保护（内部短路和外部短路）、模块工作电压、不启动、各种断路器和保险丝、模块故障指示。控制器、传感器、电缆及接头。2.1.4 设备的定期检测和维护2.1.4.1定期检测：每3-6个月进行一次检测：
18、从面板显示和试验数据来检测： 1）有无异常情况：在没有信号输入情况下：在开关增益时检查功放面板显示是否正常？尤其显示面板上有无电流输出显示？在开关增益时，注意查看振动台台面有无冲击或位置移动？用手触摸振动台面，有无震感？2.1.4 设备的定期检测和维护2.1.4.1定期检测：每3-6个月进行一次检测：从面板显示和试验数据来检测：2）利用试验数据来检测系统是否正常？ 在振动台台面上非中心位置（能够适当的偏载）安装固定质量块和一个三轴向传感器（固定使用质量块和传感器）。运行0.5g/5-2000Hz正弦扫频，查看控制精度和噪声、驱动谱、功放输出电流、正弦波形和横向振动比。每次记录对比。确定振动台是
19、否正常？运行10g/随机动态范围40dB，查看功放输出电流、振动台动态范围，确定系统是否正常。同时用示波器检测控制器输出信号，分析频谱（低频的谱外波） 。2.1.4 设备的定期检测和维护2.1.4.2 定期维护：每年需要进行维护一次。1）检测电缆线的阻抗，因为传感器通常要年检，而电缆通常没人注意，主要是接头部分。在检测时要变动接头位置，确认接头正常。2）功放维护模块的灰尘清理；模块工作状态检测（工作电压、输出电压、输入信号与输出信号线性、各模块（阻抗、输出性能）的一致性）；调整功放输出的偏置电压。2.1.4 设备的定期检测和维护2.1.4.2 定期维护：每年需要进行维护一次。3）振动台维护 检
20、测对中系统和气路密封性；打开振动台下盖，目视检测下导向系统，检查导向轴的活动间隙和气帽有无破损，是否需要更换。打开振动台上盖，目视检测上导向系统（包括导流线），要在5Hz/10mm以上振动下检测。清理振动台内部灰尘。如果发现设备在长时间运行后，出现过振动台过热报警，就需要清理励磁线圈的灰尘。4）水平滑台维护检测油，是否需要更换；检查水平滑台的导向系统，是否需要调整？2.1.5 维修要求维修要求u功放模快的维修技术要求非常高，内部涉及控制部分、信号驱动、放大前置电路、放大电路和输出电路。尤其放大电路各个放大晶体管需要一致性和高温筛选。故需要专业人士才能进行维修。u振动台的动圈安装技术直接影响到整
21、个振动台的振动性能，所以更换或安装上下导向系统和动圈要注意其技术要求，应要求有经验的工程师来进行。u其他方面的维修，一般维修工程师都可以进行。 2.2 2.2 维修与故障分析诊断演示维修与故障分析诊断演示2.2.12.2.1一般故障分析程序，例：系统不能起振一般故障分析程序，例：系统不能起振 测试控制器；测试控制器； 测试功放；测试功放； 系统噪声检测系统噪声检测2.2.22.2.2 如何定期检测和维护振动试验系统如何定期检测和维护振动试验系统2.2 2.2 维修与故障分析诊断演示维修与故障分析诊断演示 漏磁顶盘消磁线圈台体磁回路激磁线圈上励磁下励磁底盘机械式振动台机械式振动台电磁振动台：电磁振动台：普通电磁式振动台：永磁式普通电磁式振动台：永磁式/ /励磁式，风冷励磁式，风冷/ /水冷水冷模态振动台模态振动台惯性振动台惯性振动台标准振动台标准振动台长冲程振动台长冲程振动台伺服液压振动台伺服液压振动台气压冲击振动台气压冲击振动台 振动台种类
