Воздействие линейной нагрузки

Испытание проводят для проверки работоспособности изделий при воздействии линейной нагрузки и после него. Испытание осуществляют на специальных стендах – центрифугах, создающих в горизонтальной плоскости радиально направленные ускорения. Частота вращения (мин^-1) платформы центрифуги
, где a – линейное (центробежное) ускорение, g; R – расстояние от оси вращения платформы до геометрического центра изделия или его центра тяжести, см.

Испытываемое изделие располагают на столе центрифуги таким образом, чтобы разброс ускорений малогабаритного изделия относительно его центра тяжести не превышал ±10 % ускорения в центральной точке, а для ЭС с габаритными размерами более 100 мм этот разброс может составлять от –10 до +30 %. Испытание обычно проводят без электрической нагрузки. Это объясняется большими погрешностями, вносимыми в контролируемый выходной сигнал при передаче его через токосъемник центрифуги. Если ЭС испытывается при электрической нагрузке, то необходимо контролировать такие параметры, по изменению которых можно судить об устойчивости к воздействию линейного ускорения изделия в целом (например, целостность электрической цепи, искажение выходного сигнала). Продолжительность испытания определяется значением линейного ускорения (таблица 3.8). При испытании с ускорением до 500 g продолжительность испытания составляет 3 мин в каждом направлении, а при ускорении свыше 500 g ^–1 мин. Для установления заданного ускорения изменяют частоту вращения платформы или расстояние R от оси вращения, перемещая испытываемое изделие вдоль оси платформы.

Основные характеристики центрифуги – максимальное ускорение, грузоподъемность, число токоподводов. Некоторые типы центрифуг и их характеристики приведены в таблице 3.9.

Таблица 3.8 – Значения линейных ускорений в зависимости от степеней
жесткости испытаний

Таблица 3.9 – Технические данные центрифуг

Конструкция центрифуги Ц 1/150 показана на рисунке 3.24. Стол 5 представляет собой диск диаметром 570 мм, закрепленный а верх ней части вала 7, на который насажены также барабан 8, выполняющий роль шкива и тормозного устройства, и коллектор 2. Вал установлен на двух подшипниках Внутри вала проходят 24 провода, концы которых подсоединены к коллектору и штепсельным разъемам, расположенным возле зажимных устройств 4. В последних крепят печатные платы с испытываемыми изделиями. От каждой печатной платы проложен жгут из 12 проводов, которые через штепсельный разъем соединены с проводами, идущими от коллектора В кожухе 1 над валом имеется отверстие для подключения тахометра К нижнему концу вала подключают тахогенератор, служащий датчиком частоты вращения. Ротор центрифуги приводится во вращение электродвигателем 3 постоянного тока, а для его торможения служит электромагнит 9. Питание на электродвигатель подается с пульта управления, а на испытываемое изделие – от блока питания через коллектор. Доступ к столу центрифуги осуществляется через крышку.

Коллектор также закрыт крышкой (на рисунке не показана). Обе крышки имеют блокировку. Так как изделия крепят всегда на одном и том же расстоянии от центра стола, ускорение зависит только от частоты вращения ротора.

Рисунок 3.24 – Конструкция центрифуги

1 – кожух; 2 – коллектор; 3 – электродвигатель; 4 – зажимное

устройство; 5 – стол; 6 – крышка; 7 – вал; 8 – барабан; 9 – электромагнит

В процессе разгона центрифуги помимо центробежных сил, определяющих линейные ускорения, возникают силы инерции, сообщающие объекту испытания касательные ускорения, которые отсутствуют в реальных условиях эксплуатации. Касательные ускорения, оказывая дополнительное влияние на выходные параметры испытываемых ЭС, могут привести к искажению результатов испытаний. Поэтому время разгона или торможения центрифуги должно удовлетворять условию

где R – расстояние от оси вращения центрифуги до контрольной точки (центра тяжести испытываемого изделия), см; a – линейное ускорение, g; n – частота вращения платформы центрифуги, мин ^-1.

Основной элемент центрифуги – следящий привод, преобразующий входной сигнал (напряжение) двигателя в угловую скорость вала.

Контролируя частоту n вращения и измеряя R, можно рассчитать линейное ускорение в контрольной точки . Так как радиус измеряется от центра тяжести испытываемого изделия, то для изделий больших размеров и для центрифуги с малым радиусом стола линейное ускорение значительно меняется вдоль изделия. Это изменение, обусловленное разностью нагрузки между двумя точками, расположенными вдоль радиуса стола центрифуги, есть градиент линейного ускорения

где и () – радиусы двух контролируемых точек испытываемого изделия.

Ясно, что для точного испытания больших изделий стол центрифуги должен иметь больший диаметр, чем размеры испытываемого изделия.

Приспособление для крепления изделия должно обладать достаточной жесткостью и допускать проведение испытаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Центры тяжести приспособления и закрепленного изделия должны совпадать с центром тяжести стола. Для измерения частоты вращения наибольшее распространение получили электрические тахометры с генератором постоянного и переменного тока, импульсные и стробоскопические. Тахометры с генератором постоянного тока применяют для измерения частоты вращения с точностью ±(1...5) %. Тахометры с генератором переменного тока используют для повышения точности измерения. Импульсные и стробоскопические тахометры служат для измерения больших частот вращения.

2d. Примеры и особенности сертификационных испытаний для различного вида продукции
(медицинская техника, радиопередающая техника)