| يجب اختيار نظام اختبار الاهتزاز عن طريق حساب القوة الديناميكية المطلوبة أولاً، ثم التحقق من قدرة جهاز الاهتزاز على تلبية متطلبات الإزاحة والسرعة والتسارع ونطاق التردد وحجم الحمولة ومحاور الاختبار. تُعدّ الأنظمة المبردة بالهواء مناسبة للاختبارات المعملية العامة التي تتطلب قوة منخفضة، بينما تُستخدم الأنظمة المبردة بالماء عادةً لاختبارات الاهتزاز التي تتطلب قوة عالية وحمولة ثقيلة، وتُستخدم في مجالات السيارات والفضاء والبطاريات. كما يجب أن يتوافق التكوين النهائي مع المعايير ذات الصلة مثل IEC 60068 وISO 16750 وMIL-STD-810 وUN 38.3 وISTA، أو إجراءات اختبار الموثوقية الخاصة بالعميل. |
ما هو نظام اختبار الاهتزاز?
تم تصميمها والتحقق من صحتها تحت الإشراف الفني لجيمي ليو، وهو خبير في مجال أتمتة المختبرات بخبرة 12 عامًا (قائد فني سابق في مركز اختبار شهادات فوكسكون وهواوي).
نظام اختبار الاهتزاز هو منصة اختبار معملية تُستخدم لمحاكاة الاهتزاز الميكانيكي، وإجهاد النقل، والرنين، والإجهاد، وظروف الصدمات. يتضمن نظام اختبار الاهتزاز الكهروديناميكي الكامل عادةً جسمًا هزازًا، ومضخم طاقة، ووحدة تحكم في الاهتزاز، ونظام تبريد، ومقاييس تسارع، وتجهيزات، وملحقات اختيارية مثل موسع الرأس، وطاولة انزلاق أفقية، أو غرفة اختبار بيئية.
يُستخدم هذا النظام على نطاق واسع لاختبار موثوقية البطاريات، وقطع غيار السيارات، ومكونات الطيران، والإلكترونيات الاستهلاكية، والأجهزة الطبية، والتغليف، والمعدات الصناعية. وبحسب متطلبات الاختبار، قد يُجري النظام اختبارات الاهتزاز الجيبي، والاهتزاز العشوائي، والبحث عن الرنين والتوقف، والصدمات التقليدية، والاهتزاز الجيبي على الاهتزاز العشوائي، والاهتزاز العشوائي على الاهتزاز العشوائي، أو اختبارات مُركبة للحرارة والرطوبة والاهتزاز.
الشكل 1. إعداد مختبر نظام اختبار الاهتزاز الكامل، بما في ذلك الهزاز، ومحطة عمل التحكم، وخزانة مكبر الصوت، والكابلات، وجهاز الاختبار المثبت.
قائمة التحقق من الاختيار السريع
قبل اختيار نظام اختبار الاهتزاز، تأكد من المعايير التالية:
- معيار الاختبار: IEC 60068، ISO 16750، MIL-STD-810، UN 38.3، ISTA، ASTM، أو ملف تعريف خاص بالعميل
- كتلة الحمولة: وزن المنتج قيد الاختبار
- كتلة التركيب: وزن تركيب التثبيت، أو موسع الرأس، أو واجهة طاولة الانزلاق
- كتلة المحرك: الكتلة المتحركة للهزاز
- التسارع المطلوب: ذروة التسارع أو متوسط الجذر التربيعي للتسارع بوحدة g
- نطاق التردد: الحد الأدنى والحد الأقصى لتردد الاختبار
- متطلبات الإزاحة: مهمة بشكل خاص للاهتزازات منخفضة التردد
- متطلبات السرعة: مهمة لاختبارات الصدمات عالية الطاقة والاختبارات منخفضة التردد
- اتجاه الاختبار: عمودي فقط، أو أفقي فقط، أو اختبار ثلاثي المحاور
- طريقة التبريد: التبريد بالهواء أو التبريد بالماء
- نمط التحكم: جيبي، عشوائي، صدمة، بحث عن الرنين، توقف، SoR، RoR، أو التحكم في التفرطح
- ظروف المختبر: مصدر الطاقة، وحمل الأرضية، والضوضاء، ومياه التبريد، والمساحة
كيفية حساب قوة الهزاز المطلوبة
تتمثل الخطوة الأهم في حساب إجمالي القوة الديناميكية المطلوبة لملف الاختبار.
| F = (Mp + Mf + Ma) × A × S |
أين:
- F = القوة الديناميكية المطلوبة
- Mp = كتلة الحمولة
- Mf = كتلة الجزء المتحرك من المثبت أو موسع الرأس أو طاولة الانزلاق
- Ma = كتلة محرك الهزاز
- أ = التسارع المطلوب
- S = عامل الأمان، وعادةً ما يكون 1.25 أو أعلى
تحدث العديد من أخطاء الشراء بسبب الاكتفاء بالنظر إلى وزن المنتج فقط. في اختبارات الاهتزاز الحقيقية، تستهلك كل من أداة التثبيت، وموسع الرأس، وطاولة الانزلاق، وكتلة المحرك قوة الاهتزاز. قد يبدو النظام كافيًا نظريًا، ولكنه قد يكون غير كافٍ عند احتساب الكتلة المتحركة بالكامل.
الشكل 2. مخطط حساب القوة لاختيار نظام اختبار الاهتزاز: كتلة الحمولة، كتلة التثبيت، كتلة المحرك، التسارع ومعامل الأمان.
التبريد بالهواء مقابل التبريد بالماء نظام اختبار الاهتزاز
تُعدّ أنظمة الاهتزاز المبردة بالهواء مناسبة عادةً لاختبارات القوى الصغيرة إلى المتوسطة، والإلكترونيات العامة، والتغليف، واختبارات موثوقية المختبرات. وهي أسهل في التركيب والصيانة، ولكن يجب مراعاة ضوضاء المروحة وانبعاث الحرارة.
تُختار أنظمة الاهتزاز المبردة بالماء عادةً للاختبارات عالية القوة والحمولة، واختبارات البطاريات، والسيارات، والفضاء، والاختبارات طويلة الأمد. فهي توفر تحكمًا حراريًا أفضل وضوضاء أقل بالقرب من جهاز الاهتزاز، ولكنها تتطلب دوران الماء، وتبادلًا حراريًا، وتخطيطًا أكثر دقة للتركيب.
| عامل الاختيار | نظام تبريد الهواء | نظام تبريد المياه |
| تطبيق نموذجي | الإلكترونيات، والمكونات الصغيرة، والتغليف | بطارية سيارة كهربائية، سيارات، فضاء، حمولة ثقيلة |
| نطاق القوة | منخفض الى متوسط | متوسطة إلى عالية |
| التركيب | بساطة | يتطلب نظام مياه تبريد |
| ضوضاء | أعلى بسبب المنفاخ | منطقة الاختبار القريبة من الأسفل |
| الدورية | أسهل | يتطلب ذلك جودة المياه وصيانة المبادل الحراري |
| أفضل ل | اختبار موثوقية المختبر القياسي | اختبارات عالية القوة وطويلة المدة |
الشكل 3. مقارنة بين نظام اختبار الاهتزاز المبرد بالهواء ونظام اختبار الاهتزاز المبرد بالماء لاختبارات المختبر العامة واختبارات القوة العالية وتطبيقات الحمولة الثقيلة.
متى تحتاج إلى طاولة انزلاق أفقية؟
يلزم استخدام طاولة انزلاق أفقية عند اختبار المنتج على المحورين X أو Y دون قلبه على جانبه. وهذا شائع في المنتجات الكبيرة، وبطاريات الليثيوم، ووحدات السيارات، والمنتجات التي تحتوي على سوائل، والمعدات التي يجب أن تبقى في وضع التشغيل الطبيعي أثناء الاختبار.
بالنسبة للاختبار ثلاثي المحاور، يكون التكوين الشائع كما يلي:
- الاهتزاز العمودي: ذراع الاهتزاز أو موسع الرأس
- اهتزاز المحور الأفقي X: طاولة انزلاق
- الاهتزاز الأفقي على المحور Y: قم بتدوير المنتج أو استخدم إعداد طاولة انزلاق أخرى
الشكل 4. نظام اختبار اهتزاز طاولة الانزلاق الأفقي لاختبار المحور X مع وحدة بطارية وهزاز ووحدة تحكم في الاهتزاز.
مصفوفة الاختيار حسب الصناعة
| حلول | المعايير المشتركة | التركيز على اختيار المفاتيح | التكوين الموصى به |
| بطارية EV | الأمم المتحدة 38.3، ISO 12405، IEC 62660، اللجنة الاقتصادية لأوروبا R100 | حمولة ثقيلة، أمان، اهتزاز طويل الأمد | هزاز عالي القوة + تبريد بالماء + طاولة انزلاق أفقية |
| قطع غيار السيارات | معايير ISO 16750، GMW 3172، فولكس فاجن، فورد، تويوتا | اهتزاز متعدد المحاور، بيئة مشتركة | جهاز هزاز + طاولة انزلاق + غرفة قياس درجة الحرارة |
| فضاء | MIL-STD-810، RTCA DO-160 | تسارع عالٍ، صدمة، اهتزاز عشوائي | هزاز عالي القوة + وحدة تحكم متطورة |
| مستهلكى الكترونيات | IEC 60068، ISTA | تردد عالٍ، حمولة صغيرة، إنتاجية | هزاز مبرد بالهواء + موسع رأس |
| تجيهز المنصة و تسليمها | ISTA، ASTM D999 | محاكاة النقل | نظام هزاز متوسط القوة + نظام تثبيت |
| الأجهزة الطبية | IEC 60068، إجراءات التحقق من صحة النقل | سلامة المنتج وموثوقيته | وحدة تحكم دقيقة + تركيبات مخصصة |
أخطاء شائعة عند اختيار نظام اختبار الاهتزاز
- حساب وزن المنتج فقط وتجاهل كتلة التركيبات.
- اختيار تصنيف القوة دون التحقق من حدود الإزاحة والسرعة والتسارع.
- مع تجاهل متطلبات الإزاحة منخفضة التردد.
- يتم اختيار الاهتزاز الرأسي فقط عند الحاجة إلى الاختبار الأفقي.
- شراء جهاز خلط المشروبات دون التأكد من وظائف برنامج التحكم.
- التقليل من شأن متطلبات إمداد الطاقة للمختبر، وحمل الأرضية، والتبريد.
- استخدام جهاز تثبيت عام يتسبب في حدوث رنين أو حركة عبر المحاور.
- اختيار نظام تبريد هوائي لاختبار قوة عالية لفترة طويلة.
- مع تجاهل التوسع المستقبلي، مثل دمج غرف المراقبة البيئية.
- مقارنة السعر فقط بدلاً من مقارنة القدرة الكاملة للاختبار والموثوقية.
لماذا العمل مع كينغبو؟
تقدم شركة KINGPO دعمًا مخصصًا لتكوين أنظمة اختبار الاهتزاز للمختبرات والمصنعين ومؤسسات الاختبار. بناءً على وزن المنتج، ومعيار الاختبار، ونمط الاهتزاز، واتجاه المحور، ومتطلبات التثبيت، وظروف المختبر، يمكن لمهندسي KINGPO المساعدة في اختيار جهاز هزاز مناسب، ومضخم صوت، ووحدة تحكم، ونظام تبريد، وطاولة انزلاق، وجهاز تثبيت، وحل اختبار بيئي متكامل.
بالنسبة للمشاريع التي تشمل البطاريات، ومكونات السيارات، وقطع غيار الطائرات، والإلكترونيات، والتعبئة والتغليف، أو المعدات الطبية، يمكن لشركة KINGPO تقديم الاستشارات الفنية، وتكوين النظام، ودعم التركيب، وتوصيات حلول الاختبار.
هل تحتاج إلى نسخة غير متصلة بالإنترنت؟
قم بتنزيل ملف PDF عالي الدقة بالكامل للحصول على جميع الصيغ الهندسية المحسوبة مسبقًا ($F = (m_1 + m_2 + m_3) \cdot a$) ومخططات الأسلاك المدمجة للغرفة.
- أكمل 24 صفحة
- مصفوفة MIL-STD-810 / UN 38.3
- تتضمن رسومات تخطيطية عالية الدقة
