Оборудование для испытаний на климатические воздействия

Основ­ными климатическими факторами, воз­действующими на работоспособность изделий, являются температура, влаж­ность, примеси в воздухе, солнечное излучение и атмосферное давление

Оборудование для испытаний изде­лии и материалов на воздействие тем­пературы и относительной влажности включает: устройства, создающие и поддерживающие климатические воздействия для испытуемых изделий; измерительные приборы, по возмож­ности использующие вычислительную технику и предназначенные для опре­деления выходных величин и предста­вления их на индикаторах, сравнения с эталонами и вывода результатов сравнения на индикаторы; печатающие устройства и стрелочные приборы прямого отсчета, а также агрегаты, необходимые для обслуживания оборудования.

Сама испытательная камера должна надежно выдерживать все климати­ческие воздействия, включая выпаде­ние росы и обледенение. Для обеспе­чения этого требования камеру изго­товляют из коррозионно-стойкой стали, чистого алюминия, меди или пласт­масс.

Двери испытательной камеры, уплот­нения, проходные отверстия, полки изготовляют из стойких материалов. Для обеспечения постоянства параме­тров испытаний в камере создают цир­куляцию воздуха. Стенки камеры имеют хорошую теплоизоляцию.

Для размещения большого числа образцов в испытательной камере предусматривают съемные полки, которые не должны оказывать значительного сопротивления циркулирующему воз­духу. Хороший доступ к испытатель­ному объему обеспечивается тем, что размеры дверного проема соответст­вуют размерам «в свету» испытатель­ной камеры. Для регулярного наблю­дения за испытуемыми объектами в ка­мере предусмотрено большое окно, чтобы не нарушать параметров испытания камеры из-за открывания дверей для наблюдения. Для обеспечения хо­рошей теплоизоляции окон и предот­вращения конденсации влаги в боль­шинстве конструкций камер окно имеет несколько стекол; воздух между ними поддерживают сухим. Для осве­щения испытательной камеры лучше применять осветительную лампу вну­три камеры, а не снаружи за стеклами окна. Некоторые камеры имеют отвер­стия под смотровыми окнами с рука­вами для работы с испытуемыми изде­лиями. Для измерения электрических параметров приборов и проверки их неисправности работы во время испы­тания испытательную камеру снаб­жают вводами подачи электрического напряжения на испытуемые изделия. Кроме вводов камеры имеют проходные технологические отверстия, позволяю­щие монтировать панель с электровво­дами, гидравлические и пневматиче­ские вводы, тяги для механического управления изделиями и т. д.

Наиболее универсальной установкой для испытаний изделий и материалов на воздействие температуры и влажности является, климатическая камера, Feutron. Схема представлена на рисунке.

Этиленгликоль нагре­вается в теплообменнике 24 или охла­ждается в холодильной батарее при помощи испарителя 19 холодильной, машины. Плунжерным насосом 26 этиленгликоль нагнетается в систему каналов в стенках камеры; из каналов этиленгликоль поступает к электро­магнитным вентилям 21 (нагрев) или 20 (охлаждение) в зависимости от знака отклонения температуры от за­данного значения. Для повышения точности регулирования в линию цир­куляции этиленгликоля включают ре­гулирующий вентиль 17, управляемый вручную для изменения степени охла­ждения. Мощность электронагрева­теля теплообменника 24 можно регу­лировать изменением напряжения, по­ступающего к нагревателю.

Рис. 14. Климатическая камера Feutron (Германия): 1— автоматический регулятор темпера­туры; 2 — контактные часы; 3 — авто­матический регулятор температуры точки росы; 4 — преобразователь температуры точки росы; 5 — преобразователь тем­пературы; 6 — объем испытаний; 7 — циркуляционные каналы; 8 — обшивка камеры; 9 — увлажнитель; 10 — регу­лирующий вентиль увлажнения воздуха; 11, 12 — регулирующий клапан; 13 — осу­шитель; 14 — центробежный вентилятор; 15 — клапан; 16 — регулирующий вен­тиль осушения воздуха; 17 — регулиру­ющий вентиль степени охлаждения; 18 — компрессор холодильной машины; 19 — испаритель холодильной машины; 20 — электромагнитный вентиль охлаждения; 21— электромагнитный вентиль нагрева; 22 — регулирующий вентиль; 23 — кон­денсатор; 24 — теплообменник; 25 — хо­лодильная машина; 25 — плунжерный насос

Воздух засасывается вентилятором 14 через фильтр и магнитные вентили 11, 12 и через вентиль 15 подается в увлажнитель 9 или в осушитель 13. Вентили 10 и 16 являются соответ­ственно также регуляторами осушения или увлажнения. Использование прин­ципа увлажнения воздуха путем испа­рения воды исключает попадание ка­пель воды в объем испытания. Осуше­ние производится охлаждением воз­духа до температуры точки росы. Осу­шенный воздух направляется в воз­душный канал стенки камеры, где нагревается до температуры воздуха в камере и поступает в рабочий объем камеры. Таким образом, поступающий в объем испытания воздух, предвари­тельно осушается либо увлажняется, а также нагревается или охлаждается до требуемых параметров испытаний. В результате этого исключаются скачки температур воздуха и точки росы в объеме испытаний. Воздух с требуе­мыми параметрами подводится в сферу действия вентилятора в объеме испытания и благодаря этому равномерно распределяется в пространстве объема. Этот метод создания опреде ленной влажности позволяет созда­вать относительную влажность 10— 100 % или температуру точки росы – 10÷ +60 °С с колебаниями ±0,5 °С. Рециркуляционный воздух посту­пает через вентили 11, 12 и 15 и обра­батывается так же, как и наружный воздух. Переключается вентиль 15 ре­гулятором 3 температуры точки росы. Для измерения температуры точки росы используется хлористолитиевый датчик.

В соответствии с заданным значе­нием температуры вентили 11и 12ав­томатики переставляют в положение «Наружный воздух» или «Циркуляция воздуха». При температуре выше ±10 °С вентили 11 и 12 устанавливают в положение «Наружный воздух», а при температуре ниже 10 °С — в по­ложение «Циркуляция воздуха».

В камере предусматривается авто­матическое изменение параметров ис­пытаний по заданной программе при помощи контактных часов 2 и задаю­щих устройств регуляторов 1 и 3. В указанном диапазоне параметров воздуха двумя парами задающих уст­ройств регуляторов 1 и 3 можно плавно устанавливать требуемые темпера­туры воздуха и точки росы. Контакт­ные часы позволяют автоматически переключать режимы испытания с ин­тервалами 1—24 ч. Система управле­ния режимами работы предусматри­вает возможность установки требуемой скорости изменения значений темпе­ратур воздуха и точки росы в пределах 0—2 °С/мин. Аккумулятор холода в хо­лодильной батарее позволяет резко сни­жать температуру со скоростью до 8 º С/мии.

Измерительная схема регулятора 1 температуры отличается наличием двух термометров сопротивления, один из которых установлен в испытатель­ной камере 6, а другой — в теплооб­меннике 24 и имеет пониженную чув­ствительность вследствие параллельно включенного сопротивления. При этом значительно повышается качество регу­лирования благодаря упреждающему воздействию от термометра сопротив­ления 5, установленного в камере.

Устройство для облучения и осве­щения расположено вне объема испы­таний и отдельно от него окном изспециальных стекол, полностью пропу­скающих диапазон света от ультрафио­летового до инфракрасного излучения. Окно электрически обогревается во избежание отпотевания.

Объем испытания равномерно освещается, что дает возможность наблюдения за исследуе­мыми объектами во время испытаний. В камере имеются два сквозных отвер­стия для различных вводов: кабелей, рукавов, механических рычагов.

При необходимости определения влияния повышенного и пониженного давления окружающей среды на изделие, проводят испытания путем помещения их в барокамеру, где создается перепад давлений от мПа до 0,1- 0,01 Па.

3. Оборудование для испытания на вибрацию и удары.

1. Вибрация – колебательные движения материальных тел, в случае, когда колебания создают полезный или вредный эффект. Оборудованием для испытаний на вибрацию может служить виброустановка, состоящая из возбудителя колебаний (вибратора) и стола, на котором крепятся изделия и блоки...

Классификация вибрационных установок:

- Механические; - электродинамические; - электромагнитные; - магнитные; - пьезоэлектрические; - пневматические и т.д.

Механические вибрационные установки преобразуют вращательное движение привода в колебательное движение вибрационного стола.

Рассмотрим механическую вибрационную установку:

1-стол; 2-цилиндр; 3-ползун; 4-эксцентрик

Принцип действия: вращаясь вокруг оси, эксцентрик передаёт ползунку возвратно-поступательное движение. Частота колебаний заключается в скорости вращения эксцентрика (диапазон работы до 300 Гц). Недостаток: при повышении частоты нарушается диапазон частот, эти недостатки отсутствуют в электродинамической вибрационной установки, предел измерения которой 10000 Гц.

Удар – однократное движение материального тела.

Удар может быть простой и сложной формы.

Существует 3 вида испытаний на воздействие ударом:

1. Испытание на ударную устойчивость…

Цель - проверка способности изделия выполнить свои функции.

2. Испытания на ударную прочность…

Цель - проверка способности изделия противостоять разрушающему действию механических ударов. После испытаний проводятся измерения параметров изделия, которые должны находиться в определенных пределах.

3. Испытания на воздействия одиночных ударов…

Эти виды испытаний отличаются по количеству ударов, по ударному ускорению, по режиму электрической нагрузки

Половина количества ударов действует в направлении оси изделия, а другая половина - против направления оси.

Ударные установки принято делить на 2 вида:

1. Установки с начальной скоростью платформы перед ударом.

2. Установки без начальной скорости платформы.

В первом случае ударное движение появляется при торможении стола. Во втором - ударное движение возникает во время силового воздействия на стол. На практике обычно используются установки 2-ого вида.

Испытания на стойкость изделий к воздействию ударных нагрузок проводятся на ударных стендах. Схема одного из таких стендов приведена на рис. 10.6. Испытуемые лампы в специальных оправках закрепляются на платформе 2, способной вертикально перемещаться по направляющим. Вращающийся от электродвигателя 5 кулачок 4 поднимает платформу на некоторую высоту. После этого платформа с лампами свободно падает до соприкосновения с упором 3. Меняя высоту падения ламп и материал упора, можно в широких пределах менять ударные ускорения (от нуля до 1500 м/с² и более). Изменением частоты вращения двигателя регулируют частоту ударов. Обычно она составляет 40— 80 ударов в минуту. Число ударов регистрируется счетчиком 1 установки.

Механический центробежный вибростенд (рис. 10.7). Платформа 1 с изделиями 2 укреплена на штоке 3, который связан с траверсой 4. На концах траверсы находятся по две пары стальных секторов 5. При работе две пары секторов вращаются с помощью электродвигателя в одну сторону, а две другие - в противоположную. В результате этого горизонтальные составляющие центробежных сил взаимно уничтожаются, а вертикальные остаются, вызывая вибрацию платформы с изделиями.