介紹了軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法中振動(dòng)試驗(yàn)的相關(guān)目的與方法。分析了核電廠能動(dòng)機(jī)械設(shè)備鑒定中閥門組件鑒定的測(cè)試數(shù)據(jù)與要求。提出了閥門振動(dòng)老化試驗(yàn)技術(shù)路線的一般方法及閥門振動(dòng)老化試驗(yàn)、驗(yàn)收等內(nèi)容。

1、概述

　　老化測(cè)試是可靠性測(cè)試的一種，許多裝備在交付前，有時(shí)在維修期間要進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力篩選( ESS) 、老化或其他產(chǎn)品驗(yàn)收試驗(yàn)。振動(dòng)可能導(dǎo)致裝備及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)位移。這些動(dòng)態(tài)位移和相應(yīng)的速度、加速度可能引起或加劇結(jié)構(gòu)疲勞，結(jié)構(gòu)、組件和零件的機(jī)械磨損。另外，動(dòng)態(tài)位移還能導(dǎo)致元器件的碰撞或功能的損壞。振動(dòng)老化測(cè)試是環(huán)境應(yīng)力篩選的一種，其目的是剔除早期失效，使產(chǎn)品盡快進(jìn)入穩(wěn)定工作期。另外，還有一種所謂的加速老化試驗(yàn)，其目的是評(píng)價(jià)產(chǎn)品耗損壽命或性能的時(shí)間穩(wěn)定性。本文以船用閥門為例探討振動(dòng)老化試驗(yàn)的方法。

2、振動(dòng)老化試驗(yàn)

　　振動(dòng)老化試驗(yàn)在電磁振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行，其配置的測(cè)試儀表有電荷放大器、電荷式加速度傳感器及數(shù)據(jù)采集儀等。振動(dòng)試驗(yàn)中分別在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面、被測(cè)試閥門重心處和頂部各安裝一個(gè)加速度計(jì)，以測(cè)定這些部位的加速度響應(yīng)，閥體通過剛性安裝支架與電磁振動(dòng)臺(tái)緊固連接。

　　2.1、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

　　閥門振動(dòng)老化分析，用于模擬分析閥門壽命內(nèi)的環(huán)境振動(dòng)，目的是使閥門在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件試驗(yàn)之前經(jīng)歷適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)老化，并驗(yàn)證其在長(zhǎng)期的振動(dòng)環(huán)境下的結(jié)構(gòu)完整性和可運(yùn)行性。

　　2.2、振動(dòng)暴露量級(jí)

　　船的振動(dòng)是自然環(huán)境激勵(lì)(海浪、風(fēng)等) 、強(qiáng)迫激勵(lì)(螺旋漿軸轉(zhuǎn)速、往復(fù)機(jī)械和其他裝備的運(yùn)行等) 、艦船結(jié)構(gòu)和裝備安裝結(jié)構(gòu)等的復(fù)雜函數(shù)。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.healwit.com.cn/)認(rèn)為應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定其振動(dòng)暴露條件。如沒有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，可以用船上裝備鑒定試驗(yàn)要求的方法確定試驗(yàn)條件(圖1) 。

圖1 艦船隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境(GJB 150. 16A)

　　2.3、振動(dòng)暴露持續(xù)時(shí)間

　　根據(jù)制造和維修過程確定振動(dòng)暴露時(shí)間。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.healwit.com.cn/)認(rèn)為若不同批次的裝備中振動(dòng)程序時(shí)間有差別，則選用最長(zhǎng)的振動(dòng)暴露時(shí)間。

　　2.4、試驗(yàn)方法

　　(1) 試驗(yàn)前目視檢查閥門結(jié)構(gòu)的完整性，并對(duì)閥門進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，確認(rèn)其結(jié)構(gòu)完整且開關(guān)功能完好后，通過安裝支架將其固定在振動(dòng)臺(tái)上。

　　(2) 依據(jù)確定的振動(dòng)暴露級(jí)及振動(dòng)暴露持續(xù)時(shí)間，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)閥門分別在閥門的三個(gè)正交軸向施加幅值為0. 75 g 的正弦掃描激振信號(hào)，掃描頻率范圍從5Hz 到100Hz 再到5Hz，掃描速度為2 倍頻程/min，每個(gè)方向施加振動(dòng)時(shí)間90min，完成閥門的功能試驗(yàn)和耐久試驗(yàn)。功能試驗(yàn)代表環(huán)境壽命周期最惡劣的振動(dòng)工況，耐久試驗(yàn)代表整個(gè)壽命周期的加速疲勞試驗(yàn)。

3、檢查

　　試驗(yàn)后對(duì)閥門進(jìn)行結(jié)構(gòu)完整性檢查，并進(jìn)行開關(guān)試驗(yàn)、密封性能試驗(yàn)和外密封試驗(yàn)。密封性能試驗(yàn)和外密封試驗(yàn)均由試驗(yàn)件提供方完成，待壓力加至試驗(yàn)壓力且穩(wěn)定后再進(jìn)行滲漏量的檢查和計(jì)量。

4、驗(yàn)收

　　根據(jù)目視檢查結(jié)果和各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)，判斷閥門是否合格。①耐久試驗(yàn)過程中，閥門能夠動(dòng)作。②試驗(yàn)中及試驗(yàn)后閥門應(yīng)結(jié)構(gòu)完整。③閥門開關(guān)功能及時(shí)間滿足技術(shù)要求。④閥門閥座泄漏率符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。⑤閥門外密封無可視滲漏。

5、結(jié)語

　　可靠性測(cè)試是關(guān)注產(chǎn)品在規(guī)定工作條件下完成規(guī)定功能的能力，因此一般應(yīng)盡可能模擬產(chǎn)品的真實(shí)使用環(huán)境和使用方式，以評(píng)價(jià)、驗(yàn)證產(chǎn)品可靠性是否滿足要求。通過振動(dòng)老化測(cè)試會(huì)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的可靠性缺陷或薄弱環(huán)節(jié)，為產(chǎn)品改進(jìn)提供依據(jù)。