振動台(Shaker)的類型有哪些?

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振動台(Shaker)是振動測試系統中產生振動的核心組件,其主要功能是將電能轉換為機械振動,並將此振動傳遞給測試產品。根據不同的驅動方式和應用需求,振動台可分為多種類型,以下詳細說明:

電磁式振動台 (Electrodynamic Shaker)

  • 原理:電磁式振動台基於 弗萊明左手定則(Fleming’s left hand rule )設計,當電流通過置於磁場中的線圈時,會產生一個與電流和磁場方向垂直的力,使用這個力來驅動振動台產生振動。
  • 構造:主要由磁鐵或電磁鐵、可移動的線圈(或稱電樞,armature)以及連接測試物件的振動台面組成。線圈在磁場中受到電流驅動而產生運動,帶動振動台面產生振動。
  • 特點:能夠產生精確控制的振動波形,包括正弦波、隨機波和衝擊波。具有較廣的頻率範圍較高的振動速度。適用於 各種應用,包括電子元件、汽車零件、航太設備等。依冷卻方法還可分為氣冷式水冷式。水冷式通常用於需要較大激振力的應用。
  • 應用:廣泛應用於產品的可靠性測試耐久性測試以及產品研發。也常用於模擬產品的運輸使用環境
LDS V8900電磁式振動台(source : hbkworld.com)


伺服液壓式振動台 (Servo-hydraulic Shaker)

  • 原理:通過電動激活液壓系統,驅動振動台產生振動。
  • 構造: 包括液壓缸、伺服閥和振動台面。
  • 特點激振力較大,適用於測試較重或較大的測試產品。具有較高的調整能力,適用於中等範圍的應用。行程較長,適用於需要較大位移的測試。
  • 應用:常用於 汽車航空航天土木工程 等領域。可進行低頻大位移的測試,例如模擬地震等。
THP Systems HV Hydraulic Shaker
(source : www.thp-systems.com)



機械式振動台 (Mechanical Shaker)

  • 原理:利用機械結構的運動來產生振動。
  • 構造:通常使用凸輪、曲柄或連桿機構來產生振動。
  • 特點結構簡單操作容易可靠性高。在振動調整和速度方面受到限制。成本通常較低。
  • 應用:適用於一些基本振動測試教學示範。在工業應用中較不常見。
機械式振動台(source : emersonapparatus.com)



永久磁鐵振動台 (Permanent Magnet Shaker)

  • 原理:與電磁式振動台類似,永久磁鐵振動台也是基於 佛萊明左手定則 的原理運作,但永久磁鐵振動台使用永久磁鐵來產生磁場,而不是使用電磁鐵,這使得其結構相對簡單。
  • 構造:由永久磁鐵提供穩定的磁場,線圈 (電樞, armature)置於磁場中,當電流通過時,會受到磁場力的作用而運動。振動台面與線圈相連,將線圈的運動轉換為振動,並將振動傳遞給測試產品。
  • 特點結構簡單體積小巧,適合實驗室或桌面應用。激振力較小,適用於較小或較輕的測試產品。相對於其他類型振動台,永久磁鐵振動台通常具有較高的頻率範圍。由於結構相對簡單,製造成本相對較低。
  • 應用:由於其體積小巧、操作簡單,永久磁鐵振動台常被用於教學示範實驗室研究。也能用於測試小型電子元件傳感器。而由於可提供較高頻率的振動,有時也可用於結構模態分析。
LDS V450永久磁鐵振動台(source : hbkworld.com)



選擇適合的振動台

選擇適合的振動台需考量以下因素:

  • 測試產品的尺寸和重量:較大較重的產品需要較大的振動台以提供更高的激振力。
  • 所需的振動類型和頻率範圍:不同的應用需要不同類型的振動和頻率範圍來完成測試。
  • 測試標準的要求:某些標準可能對振動台的性能有特定要求。
  • 預算:不同類型的振動台價格差異很大,需要根據預算做考量。

總而言之,選擇合適的振動台是確保振動測試結果準確可靠的重要前提。產品製造商需要根據測試產品的特性、測試需求和預算等因素進行綜合考量。

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