Come scegliere un sistema di vibrazione

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Come scegliere un sistema di vibrazione

La scelta di un sistema per prove di vibrazione risulta abbastanza complicata a causa dei diversi componenti da dover prendere in considerazione; I due principali componenti da valutare sono il banco vibrante (Shaker, amplificatore e ventilatore) e il sistema di controllo a loop chiuso.

I prodotti, che devono essere sottoposti a prove di vibrazione, hanno giustamente esigenze diverse.

Queste esigenze dipendono principalmente dalle caratteristiche intrinseche del componente (tipologia di oggetto, dimensioni, massa, …) e dall’ambiente in cui andrà ad operare nelle reali condizioni di utilizzo.

Per ciascun prodotto viene quindi definito un ciclo di prove di vibrazione specifico, adatto a evidenziare e garantire la sua capacità di sopravvivere (funzionante) all’ambiente in cui opera, sia esso un oggetto complesso che una singola parte.

Il sistema di vibrazione selezionato dovrà essere in grado di eseguire la quasi totalità delle prove richieste, garantendo sufficiente margine e flessibilità alle dimensioni e pesi degli oggetti in prova.

Il sistema di controllo dovrà prevedere gli opportuni software applicativi, per soddisfare le specifiche prova richieste, nonché un sufficiente numero di canali per acquisire la risposta del sistema e dell’oggetto in prova in tutti i punti di misura selezionati.

Specifica di vibrazione

L’esecuzione della prova di vibrazione consiste nella simulazione precisa e ripetibile delle reali condizioni di utilizzo di un prodotto; come affrontato precedentemente nell’articolo Le prove di vibrazione” , quest’ultime sono fondamentali per rilevare problemi di funzionamento, potenziali debolezze e per monitorare il comportamento di un campione.

Esistono diverse specifiche per provedi vibrazione:

Sine (=sinusoidale), Random, Shock, Sine on Random, Random on Random, … .

Ogni prodotto è soggetto a specifiche prova dedicate imposte dalle normative di riferimento: Batterie, Trasporto, componenti elettronici, Automotive, Militare, etc..

Definizione del tipo di montaggio 

Come sarà ancorato l’oggetto sul banco vibrante?

Lo studio del montaggio è molto importante e spesso trascurato.
È necessario riprodurre quanto più fedelmente possibile le caratteristiche di montaggio della destinazione finale, con tutte le problematiche collegate.

Un posizionamento errato, o una fixture dinamicamente non adeguata, portano a sollecitazioni all’oggetto in prova diverse da quelle che vogliamo applicare; questo si traduce in comportamenti del componente non previsti, in una sollecitazione non conforme alla normativa e molto spesso ad un degrado accelerato del banco vibrante.

Per riprodurre il corretto fissaggio del componente in prova, nel rispetto delle reali condizioni di utilizzo sono spesso necessari accessori ausiliari al banco vibrante quali Slip Table, Expander, Fixture, Cubi, la cui progettazione è argomento molto delicato che verrà affrontato nei prossimi articoli.

Fixture, Expander, Cubi, SlipTable, fornite dalla Belotti Sistemi sono progettate e prodotte dalla nostra consociata Centrotecnica

Caratteristiche di un sistema di vibrazione

Sarà quindi la combinazione delle caratteristiche prodotto (massa, baricentro, dimensioni), delle specifiche di prova (sine, random, shock, range di frequenze, forza, accelerazione), delle caratteristiche del sito di installazione (ingombri, impianto elettrico e di raffreddamento, impatto acustico), della modalità di ancoraggio e orientamento nello spazio del prodotto a determinare la tipologia di sistema vibrante (elettroidraulico, elettrodinamico, macchina da shock) e le specifiche macchina necessarie.

Di seguito un rapido elenco delle principali caratteristiche delle diverse tipologie di sistemi di vibrazioni:

Sistema Elettrodinamico

  • Sistemi di vibrazione più diffusi e di grande flessibilità
  • Campo di frequenza molto esteso, poco efficienti alle basse frequenze < 5 Hz
  • Spostamenti limitati < 100 mm pk-pk
  • Alte accelerazioni
  • Ampio range di forze, possibilità di spaziare da shaker da 20N fino a 300 kN
  • Sufficiente la regolare manutenzione annuale

Sistema Idraulico

  • Utilizzate per sole simulazioni di trasporto
  • Range di frequenza limitato
  • Poco flessibili
  • Efficaci per casi specifici
  • Obsoleti in termini di normative
  • Spostamenti risotti
  • Economiche, robuste e di facile utilizzo

Sistema Meccanico

  • Limitati in frequenza
  • Poco flessibili
  • Efficaci per casi specifici
  • Obsoleti come normative
  • Poco costosi

Sistema pneumatico

  • Validi solo per stress screening (controllo qualità a fine produzione)
  • Non è uno strumento da ricerca e sviluppo
  • Relativamente flessibili
  • Risultati non uniformi e poco ripetibili
  • Poco controllabili
  • Spesso usati con camere di HALT & HASS

Un sistema che non risponde alla specifica (ad esempio, che non opera alle frequenze necessarie), risulta fisicamente troppo piccolo o non ha forza sufficiente per effettuare la prova desiderata è un vero disastro sotto tutti i punti di vista:

L’oggetto non potrà essere provato.

In conclusione, la definizione delle prove da eseguire permette la scelta della macchina con cui eseguirle; una volta in vostro possesso, sarà vostra cura mantenere questi sistemi efficienti nel tempo con una buona manutenzione e un utilizzo corretto.

By | 2022-03-01T09:00:56+00:00 February 25th, 2022|Belotti_Sistemi_Post, News Sistemi|0 Comments