一、什么是激振器?
激振器,其本质是一个振源,可以产生重复机械振动的一个装置。
随着现代科学技术的发展,各类新型产品都有自身的结构设计,而这些结构不可避免的会处于振动环境中,此时激振器就可以提供这样一个振动模拟环境,来检测这些产品结构的抗振性能;另一方面,我们在和噪声振动“斗争”的过程中,激振器可以作为主动降噪或降振的有效手段。
因此,在现实生活中,我们需要激振器。
二、激振器的分类
1.机械偏心式激振器
俗称“振动筛”,主要应用于矿山,冶金行业。其原理是偏心质量块在电机的驱动下旋转,产生离心惯性力,本质上是一种惯性激振器,激振力F=mw²r (m为偏心块的质量,w为旋转角速度,r为偏心块质心到旋转中心的距离)。这种激振器只能产生近似的正弦波振动,无法实现其他复杂波形的振动,质量块很重时,基座上会产生强力的振动,结构简单,在工业行业应用很广。
2. 气动式
依靠压缩空气作为动力源,通过往复式活塞,压缩气体交替进入活塞两侧的气腔,从而推动活塞做高速往复直线运动。通过调节气压压力实现激励力的大小调节,调节进气流量实现频率的变化。这类激振器有是本质安全型,无电火花,是防爆应用场合中激振器的首选类型,但它需要配备空压机,噪音大,能耗高,并且控制精度和响应速度有限。
3. 液压式
液压激振器是依靠高压油为动力源,通过电液伺服阀精确控制油的流量来驱动活塞推拉运动,实现激振力输出。这类激振器主要应用于大型结构激励,或低频要求高出力,大行程的场合,通常激振头上带有力传感器和位移传感器,可以实时的向控制系统反馈,实现闭环控制。相比较于其他类型的激振器,液压型在低频性能表现出色,低至0.1Hz也有稳定可靠的出力,但它高频一般只能达到1000Hz, 且出力大小衰减严重。
4. 电动式
电动式激振器是将电能转换为机械振动的机构,其核心原理是应用洛伦兹力(通电导线在磁场中产生的力)F=BIL,(B为磁通密度, I为电流,L为导线长度),导线在磁场中通常设计为圆圈状,占用更小范围空间磁场,俗称动圈,目前市场上的振动台,电磁激振器,模态激振器这些名称都是属于电动式类型。
内部磁场通过永磁铁或励磁式产生,一般振动台产品应用励磁式,相比永磁铁可以产生更高的磁通密度,从而激励更大的力。电动式激振器的频响范围宽,波形失真度小,可以实现各类波形振动,因此被广泛应用于实验室的试验测试场景。
5. 压电式
利用压电材料的逆压电效应,即对压电材料施加电场时,会发生变形产生微小的机械振动。从内部结构设计角度,包含 a 叠堆直接驱动型---把多个压电陶瓷串起来,对每一个压电陶瓷施加并联电压,使整个压电陶瓷串产生累积的轴向振动出力;b 贴片弯曲型---把压电陶瓷贴在设计好的弹片表面,通电后压电陶瓷激励弹片弯曲,从而将微小的伸缩变成更大的弯曲位移或扭转位移。压电式激振器的振动位移可以达到纳米级别,通常用于超声高频振动,且可以用在强磁场环境中
6.磁致伸缩式
磁致伸缩式激振器的核心部件为超磁致伸缩杆,其材料为稀土合金Terfenol-D,在变化的磁场环境中,杆材会随之发生微小快速的伸缩,利用这种伸缩驱动负载振动。这种类型的激振器激振位移属于微米级别,但出力很大同时频率很高,比如声呐发生就是基于这种原理。这种微振动响应极快,微秒级别的响应,可被用于主动降振,比如天文望远镜的自适应光学系统,就是通过磁致伸缩激振器高速微调镜面形状,发出反相激振能量,用来抵消大气流给镜面带来的抖动。俗称“防抖”功能。
三、如何挑选合适的激振器?
首选要明确激振器的应用场景,测试目的,比如疲劳试验,模态分析,筛分,是否需要防爆等,根据应用场景来确定激振器的类型。
之后量化关键参数,推力要求多大?频率要求多高?振动位移要求多长?需要什么样的振动波形?根据不同的关键参数,分别对应不同型号的激振器。
如您有激振器方面的需求,欢迎联系我们公司的技术工程师进行咨询。