許可偏心力矩

振動(dòng)臺(tái)面上安裝試驗(yàn)體的時(shí)候，通常情況下都要求試驗(yàn)體的重心盡量靠近振動(dòng)臺(tái)面中心。但是，通常情況下都無(wú)法滿足這種理想要求，試驗(yàn)體的重心會(huì)偏離振動(dòng)臺(tái)面的重心位置來(lái)進(jìn)行安裝，此時(shí)，偏心距離就受到振動(dòng)臺(tái)偏心力矩的制約，若安裝的偏心距離太大，會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)的破損。

一般振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)廠家會(huì)告知設(shè)備的許可偏心力矩，通過(guò)此值計(jì)算出偏心距離，使試驗(yàn)體安裝的偏心距離不超過(guò)算出的偏心距離，便可保證振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)不會(huì)損壞，下面就簡(jiǎn)單對(duì)計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。

以垂直加振為例，偏心力矩M通過(guò)下式可進(jìn)行計(jì)算。

   M = F ? L    M：偏心力矩  F：力  L：距離

   力矩又分為靜態(tài)力矩MD（重力引起）和動(dòng)態(tài)力矩MA（加振力引起），兩者合計(jì)即為全部的力矩，即，

       M= MD + MA

參考下圖，計(jì)算試驗(yàn)體（含加振夾具）的偏心力矩。

靜態(tài)力矩MD = mgL1

L1：試驗(yàn)體（含加振夾具）離振動(dòng)臺(tái)面中心的水平距離，單位m

g：重力加速度，9.8m/s2

m：試驗(yàn)體（含加振夾具）的質(zhì)量，單位kg

動(dòng)態(tài)力矩MA = maL1

a:試驗(yàn)條件的最大加速度，單位m/s2

所以，

   M = MD + MA

     = mL1(g + a)

以實(shí)際垂直加振為例，某振動(dòng)臺(tái)垂直許可偏心力矩：245 Nm，

L1= 10mm，m = 100kg，a = 100 m/s2

此時(shí)，偏心力矩

    M = mL1(g +a)

     = 100?0.01?（9.8 + 100）

     = 109.8 Nm

和垂直方向的許可偏心力矩相比，偏小，加振可能。但是若加速度300m/s2的時(shí)候，偏心力矩達(dá)到308.9Nm，無(wú)法進(jìn)行垂直方向的加振試驗(yàn)，可參照下圖。

繼續(xù)以水平加振為例，可得到偏心力矩的計(jì)算，

M =MD + MA

= mgL1+ maL2

= m（gL1 + aL2）

M：偏心力矩Nm   m:試驗(yàn)體質(zhì)量 kg      g：重力加速度 9.8m/s2

a：加振加速度 m/s2    L1：試驗(yàn)體重心離振動(dòng)臺(tái)面中心的水平距離 m

L2：試驗(yàn)體重心離振動(dòng)臺(tái)面中心的垂直距離m

以實(shí)際為例，某振動(dòng)臺(tái)垂直許可偏心力矩：245 Nm，

L1= 100mm，L2 = 50mm ，m = 20kg，a = 100 m/s2

此時(shí)，偏心力矩

    M = m (g L1 +a L2)

      = 20（9.8?0.1+ 100?0.05）

      = 119.6 Nm

和垂直方向的許可偏心力矩相比，偏小，加振可能。此例中，由于沒(méi)有水平滑臺(tái)，所以許可偏心力矩還是采用垂直方向的許可偏心力矩?，F(xiàn)在，很多振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)水平加振時(shí)都配有水平滑臺(tái)，大大增加了水平方向的許可偏心力矩。所以垂直方向加振可以的話，一般情況下，水平方向加振也沒(méi)有問(wèn)題，大質(zhì)量試驗(yàn)體除外。

 最后，還要考慮加振橫縱比（crosstalk）的影響，可適當(dāng)加大安全系數(shù)，即在求出偏心力矩的基礎(chǔ)上乘以一個(gè)安全系數(shù)（1.3～1.5），再和許可偏心力矩進(jìn)行比較，判斷是否可以加振，當(dāng)然橫縱比比較大的試驗(yàn)體（含加振夾具）需要另外考慮了。

如何另外考慮，第一先得到橫縱比，可以使用一個(gè)三軸加速度，安裝在重心位置，對(duì)應(yīng)試驗(yàn)條件進(jìn)行小量級(jí)加振，觀察和加振方向垂直面上兩個(gè)加速度傳感器的最大值。第二，計(jì)算其產(chǎn)生的力矩，第三再加上上述靜態(tài)力矩和動(dòng)態(tài)力矩，便得到該試驗(yàn)所需的總力矩。第四，進(jìn)行判斷是否小于許可偏心力矩。此方法僅限試驗(yàn)體形狀比較怪異（重心偏高，偏心距離較大等）的情況，且計(jì)算比較復(fù)雜，了解一下即可，一般碰到的機(jī)會(huì)較少。