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Sélection d'une machine HV

Histoire:

Au cours des plus de 80 dernières années, LAB a été très compétent dans la conception et la fabrication de systèmes de vibration mécaniques et de nombreux systèmes de vibration électromécaniques. Les systèmes électromécaniques sont communément appelés systèmes de vibration hydrauliques. Pour cette discussion, nous allons parler des systèmes de vibration hydraulique (HV) de LAB.

Afin de dimensionner correctement un système, de nombreuses relations du système doivent être examinées et calculées. Certaines relations sont linéaires et d'autres non linéaires. Presque toutes les variables qui doivent être prises en compte lors de la sélection du bon système dépendent les unes des autres et ne peuvent être décidées sans tenir compte d'autres composants et paramètres de fonctionnement.

Types de systèmes HT verticaux fabriqués par LAB : (95% de systèmes LAB conçus pour fonctionner uniquement en mouvement vertical) :

• Mouvement vertical (le plus petit) - Table de 24 "x24" avec commandes, masse de réaction, actionneur de 5 000 livres de force, HPS et tous les composants pour le fonctionnement. Il est conçu pour fonctionner selon diverses spécifications de tests sinusoïdaux et aléatoires

• Table à mouvement vertical (la plus grande) de 190 po x 160 po avec commandes, masse de réaction, actionneur de 30 000 livres de force, HPS et tous les composants pour le fonctionnement. Il est conçu pour fonctionner selon diverses spécifications de tests sinusoïdaux et aléatoires

• Généralement, le modèle LAB HV avec une table 48x 48" ou 60x 60" est le plus courant.

• Types de systèmes HT horizontaux livrés par LAB : (5% de systèmes LAB ont été réalisés avec ce Motion). Il est conçu pour fonctionner selon diverses spécifications de tests sinusoïdaux et aléatoires.

• Table de mouvement horizontal 1M x 1M avec commandes, masse de réaction, actionneur de 5 000 livres de force, HPS et tous les composants pour le fonctionnement.
• Table de mouvement horizontal de 1,2 m x 1,2 m avec commandes, masse de réaction, actionneur de 8 000 livres de force, HPS et tous les composants pour le fonctionnement.

Paramètres d'un système HT :

Déplacement d'un actionneur

Le déplacement du système est la distance parcourue par la table lorsqu'elle est entraînée par l'actionneur. Dans la plupart des cas, le mouvement est uniquement vertical. C'est ce qu'on appelle le déplacement "crête à crête", c'est-à-dire la course totale de haut en bas de l'actionneur. Un test pourrait nécessiter un déplacement "crête à crête" de 4".

Plus la fréquence est élevée, plus il est difficile d'avoir un système avec un actionneur à longue course (déplacement) tout en maintenant les performances et le contrôle souhaités. LAB a fabriqué des systèmes avec une course de 10" (performance très spécifique) et plusieurs avec une course inférieure à 0,5". En règle générale, un actionneur à faible déplacement est plus facile à contrôler et fournit des niveaux de G significatifs à haute fréquence (500 + Hz). Plus la course est courte, plus l'actionneur peut réagir rapidement à la demande requise du système ou à ce que l'on appelle la vitesse du système - "La vitesse à laquelle l'actionneur peut monter et descendre". Plus le déplacement est faible, moins le système doit déplacer d'huile.

Comment calculer le déplacement : un actionneur LAB typique mesure 4 pouces de crête à crête.

Le déplacement (D) est fonction de G (gravité et moins d'unité) et de la fréquence (F).

G=.0511xF^2xD (D est en pouces)

Donc, D= G/(.0511xF^2)

Que faut-il pour avoir 5 G à 1 Hz ? 97" de déplacement

Que faut-il pour avoir la 5G à 20 Hz ? .245" de déplacement

Qu'en est-il du niveau G ?

Afin de savoir de quel actionneur de force vous avez besoin dans un système HT, vous devez connaître les éléments suivants :

Exemple : LAB HV60 (livres)

• Masse de la table (1200)
• Masse de l'actionneur (75)
• Masse de l'UUT et des luminaires

Test sinus :

• Pour calculer la force requise avec un niveau G connu pour effectuer un test sinusoïdal, vous pouvez utiliser cette formule (2ème loi du mouvement de Newton) : F=M*A.

Quelle force est nécessaire avec une table LAB HV 60 × 60 avec une charge utile de 150 livres pour fonctionner à 5 G (dans une plage de fréquences possible) en force ?

• F = 5 x (150x75x1200) = 7100 livres de force, 7100 livres de force statique

Qu'autorisons-nous pour les pertes système et les variations de performances ? LAB utilise un facteur de 0,66 pour les pertes d'énergie, d'efficacité et de mouvement de la masse de réaction des systèmes.

7100/0,66 = 10 750 livres-force

C'est la taille minimale nécessaire dans ces conditions.

• Essayez maintenant le même calcul avec un UUT (unité sous test) de 2MT (tonnes métriques) (4400 livres)

Vous auriez besoin d'un actionneur de 42 000 livres Force !

Test aléatoire :

Pour calculer la force lors de tests aléatoires, vous pouvez utiliser cette formule : F=3*Grms*(75+1200+150)

Pourquoi le facteur multiplicateur de « 3 » ? Cela tient compte de la bonne réplication du système et emploie un 3

valeur sigma pour une bonne réplication de l'énergie et du spectre. Statiquement, 3 Sigma est ce qui est généralement

requise mathématiquement et utilisée par tous les concepteurs de systèmes.

• Si nous voulions faire ASTM 4169, camion de niveau II (.54 Grms) avec un UUT de 150 livres
  • 2200 livres-force
• Si nous voulions faire ASTM 4169, Niveau II Camion (.54 Grms) avec un UUT 2MT

o 9200 Force livres

• Si nous voulions faire ISTA, 2B (1,15 Grms) avec un UUT 2MT

o 20 000 livres-force

Qu'en est-il de la fréquence ?

En règle générale, un système LAB HV peut fonctionner de moins de 1 Hz à 300 Hz pour la simulation d'emballage et de transport et jusqu'à 500 Hz pour l'évaluation de produits.

Ni le transport aérien ni le transport par camion ne nécessitent des tests supérieurs à 300 Hz. Cette composante de fréquence n'est tout simplement pas présente. Bien que l'environnement de transport descende à 1 Hz, les agitateurs ED (électrodynamiques) ont du mal à atteindre cette fréquence avec des dépenses considérables et une refonte du système d'armature.

La valeur Servo dans un système HV est un dispositif mécanique de type tiroir qui pousse l'huile dans un sens ou dans l'autre. Plus le système requiert de GPM (gallons par minute), plus la vanne est grande et plus la performance diminue rapidement en fréquence. Les pièces mobiles mécaniques d'une vanne ne peuvent tout simplement pas se déplacer assez rapidement pour guider l'huile si la vanne est une vanne à gros débit (15-20 GPM). C'est pourquoi, si vous avez une vanne 5 GPM, la fréquence à laquelle elle peut fonctionner est beaucoup plus élevée qu'une vanne 25 GPM.

Qu'en est-il de la taille du tableau ?

Plus la table est grande, plus la masse de la table est importante. Plus la masse est importante, plus la résonance du système devient faible et, par conséquent, plus il est difficile pour un contrôleur de piloter et de contrôler le système au-delà de cette résonance.

C'est pourquoi il est beaucoup plus facile d'avoir une table de 24" x 24" (table lumineuse) allant jusqu'à 500 Hz que pour une table de 2M x 2M (très lourde) d'aller bien au-delà de 300 HZ.

Alors que faut-il savoir pour dimensionner correctement un système HT ?

• Charge utile maximale en taille et en masse
• Lors de l'exécution de tests sinusoïdaux, le niveau G à différents points de fréquence est nécessaire pour que :
  • Le déplacement peut être calculé
  • La force de l'actionneur peut être calculée à cette fréquence
  • Le débit requis du HPS et les performances de la servovalve peuvent être calculés

et adapté aux performances requises

• Lors de l'exécution de tests aléatoires, le niveau Grms à différents points de fréquence (ainsi que le niveau Grms global doit être calculé) de sorte que :

• Le déplacement peut être calculé
• La force de l'actionneur peut être calculée à cette fréquence
• Le débit du HPS et les performances de la servovalve peuvent être calculés et adaptés aux performances requises

Quels sont les composants d'un système HT et que faut-il prendre en compte ? (Gamme typique de composants LAB HV)

1. L'actionneur (course de 1" à 4" et 5 000 à 12 000 livres de force)

• Force et course

2. La masse de réaction (5 000 à 16 000 livres)

• Quelle taille cela doit-il avoir pour être stable et permettre à l'énergie de rester dans le système et de ne pas être "déplacée" pendant que le système vibre.

3. La servovalve (5 à 25 GPM)

• Quel est le débit maximal (GPM)
• À quelle fréquence cela doit-il fonctionner

4. La Table (24×24” à 72×72”)

• À quel point peut-il être léger et petit pour réduire la demande du système tout en prenant en charge les demandes des différents UUT.

5. Le HPS (30 CV à 75 CV)

• Quel débit ce système doit-il fournir à l'actionneur pendant le test ?
• La pompe est-elle assez rapide pour réagir aux demandes changeantes du système (plus la pompe est grosse, plus le temps de réaction sera lent)

Avec une variété de spécifications de test existantes ; ISTA, ASTM, Mil-STD et une foule d'autres, un fabricant doit faire preuve de diligence dans l'établissement d'un système qui peut répondre à vos besoins. Très souvent, un seul système ne peut pas être conçu pour fonctionner d'un bout à l'autre du spectre de test (effectuer un test ISTA 1A avec une charge utile importante tout en testant des composants plus petits à des niveaux G plus élevés et des fréquences plus élevées). Souvent, un compromis pratique doit être convenu entre l'utilisateur final et LAB.

C'est là que nos nombreuses années d'expérience chez LAB Equipment, Inc. vous serviront bien. Nous aimons examiner vos applications et vos besoins et avons une grande expérience dans l'examen des procédures de test ainsi que d'innombrables expériences avec diverses applications à travers le monde. Nous sommes convaincus de pouvoir vous guider dans tous vos projets. Nous ne sommes peut-être pas votre meilleure solution pour toutes vos exigences.

Appelez-nous. Nous savons que nous pouvons vous aider. Laissez les commerciaux et le support technique de LAB vous fournir une solution qui répondra à vos besoins d'essais vibratoires d'aujourd'hui et de demain.