Những yêu cầu về thử nghiệm rung xóc trong sản xuất

Trong quá trình sản xuất, thử nghiệm rung xóc đóng một vai trò quan trọng và không thể thiếu để đảm bảo chất lượng và tính đáng tin cậy của các sản phẩm. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các sản phẩm có tính chất cơ học hoặc điện tử, nơi mà sự ổn định và khả năng chịu đựng rung động và xóc động là yếu tố quyết định sự thành công. Hãy cùng COMIT tìm hiểu “Những yêu cầu về thử nghiệm rung xóc trong sản xuất”.

Thử nghiệm rung xóc 

Thử nghiệm rung xóc là gì?

Thử nghiệm rung xóc là gì? Thử nghiệm rung xóc là quá trình kiểm tra và đánh giá khả năng chịu đựng của các sản phẩm, thiết bị hoặc linh kiện trong điều kiện rung động và xóc động.Quá trình này nhằm mô phỏng các tình huống thực tế mà sản phẩm có thể gặp phải trong quá trình vận hành, vận chuyển, hoặc trong môi trường làm việc. Thử nghiệm rung xóc giúp xác định khả năng của sản phẩm hoạt động đúng cách, không bị hỏng hóc, và đáp ứng các yêu cầu về độ bền và an toàn.

Rung xóc là hiện tượng cơ học xảy ra khi các đối tượng dao động xung quanh vị trí cân bằng. Để đánh giá độ bền và độ tin cậy của các sản phẩm trong điều kiện rung động, người ta sử dụng hệ thống thử nghiệm rung xóc. Hệ thống này được thiết kế để mô phỏng môi trường rung động trong phòng thí nghiệm và kiểm tra sự chịu đựng của sản phẩm trước các xung lực đa hướng.

Trong quá trình vận chuyển và hoạt động, hầu hết các sản phẩm và hàng hóa đều phải chịu đựng lực quán tính, xung lực, và các tác động cơ học khác. Điều này có thể dẫn đến lỏng lẻo trong các kết nối giữa các chi tiết và linh kiện hoặc gây ra sự chuyển động không mong muốn trong quá trình vận chuyển. Vì vậy, thử nghiệm rung xóc trước khi sản phẩm ra khỏi nhà máy và khi đến tay người dùng là rất quan trọng.

Thử nghiệm rung xóc giúp nhà sản xuất đánh giá chất lượng sản phẩm và phát hiện các sai sót trong quá trình sản xuất. Điều này đóng vai trò quan trọng trong đảm bảo chất lượng sản phẩm và trong quá trình nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới.

Quy trình thử nghiệm rung xóc có thể được điều chỉnh tùy thuộc vào yêu cầu về thời gian rung, tần số rung, và loại sản phẩm cụ thể đang được kiểm tra.

Tại sao thử nghiệm rung xóc lại quan trọng?

Thử nghiệm rung xóc đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực vì nó giúp đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của các sản phẩm. Đầu tiên, nó giúp xác định khả năng của sản phẩm chịu được các tác động rung động và xóc. Trong quá trình vận chuyển và hoạt động, các sản phẩm thường phải đối mặt với các lực quán tính, rung động, và va đập cơ học. Thử nghiệm này giúp phát hiện và khắc phục các vấn đề tiềm ẩn liên quan đến sự lỏng lẻo, chuyển động không mong muốn, và hỏng hóc của các bộ phận.

Thứ hai, thử nghiệm rung xóc cũng cần thiết để đảm bảo tuổi thọ của sản phẩm. Sự rung động liên tục có thể gây ra sự mệt mỏi và hao mòn của các bộ phận cơ khí, dẫn đến sự suy yếu của sản phẩm theo thời gian. Bằng cách thử nghiệm rung xóc, các nhà sản xuất có thể xác định được tuổi thọ dự kiến của sản phẩm và đưa ra các biện pháp bảo vệ chống lại các tác động quá mức.

Ngoài ra, thử nghiệm rung xóc cũng cần trong nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới. Điều này giúp đánh giá hiệu suất và độ tin cậy của sản phẩm trước khi nó được đưa ra thị trường. Chính vì vậy, thử nghiệm rung xóc đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu suất của các sản phẩm trong nhiều ngành công nghiệp, từ ô tô đến hàng không và năng lượng.

Các yếu tố quan trọng trong quá trình thử nghiệm rung xóc

• Tần số: Xác định tần số của rung động, tức là số lần một chu kỳ rung xóc xảy ra trong một khoảng thời gian cụ thể.
• Biên độ: Đo lường biên độ của rung động, tức là khoảng cách tối đa mà sản phẩm hoặc linh kiện có thể di chuyển trong quá trình rung xóc.
• Hình dạng rung: Quá trình thử nghiệm có thể sử dụng rung hình sin (sine), rung ngẫu nhiên (random), hoặc sốc, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của sản phẩm hoặc tiêu chuẩn.
• Thời gian thử nghiệm: Xác định thời gian mà sản phẩm hoặc linh kiện cần phải chịu đựng rung xóc.
• Môi trường nhiệt độ: Mô phỏng các biến đổi nhiệt độ xảy ra cùng với rung xóc, bởi vì sự biến đổi nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến tính chất cơ học của sản phẩm.

Những lĩnh vực ứng dụng thử nghiệm rung xóc 

Thử nghiệm rung xóc, một công nghệ động lực học thú vị, đã tìm thấy ứng dụng trong vô vàn lĩnh vực cuộc sống và sản xuất để đảm bảo tính đáng tin cậy và an toàn của sản phẩm và thiết bị.

• Hàng không – Vũ trụ: Thử nghiệm rung xóc chắc chắn là một phần quan trọng trong việc đảm bảo sự an toàn và độ tin cậy của các máy bay và tàu vũ trụ. Các thiết bị hàng không và vũ trụ phải chịu đựng rung động và xóc động trong điều kiện khắc nghiệt của không gian.
• Ô tô và Xe máy: Trước khi bạn lái chiếc ô tô mới ra khỏi salon, nó đã trải qua các cuộc thử nghiệm rung xóc để đảm bảo sự ổn định và an toàn trên đường. Điều này cũng áp dụng cho xe máy và các phụ tùng ô tô.
• Điện tử và Điện lạnh: Các sản phẩm điện tử như điện thoại di động, máy tính, và tủ lạnh cũng phải đối mặt với thử nghiệm rung xóc để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của họ.
• Đóng tàu: Trong ngành công nghiệp đóng tàu, các tàu lớn và các thiết bị hàng hải khác cũng cần được thử nghiệm để đảm bảo chúng có thể chịu đựng rung động trong môi trường biển động.
• Lắp ráp Cơ khí và Vận chuyển – Đóng gói: Thử nghiệm rung xóc giúp kiểm tra sự ổn định của các kết nối, vị trí lắp ráp, và sự an toàn trong quá trình vận chuyển và đóng gói sản phẩm.
• Kích thước đa dạng: Thử nghiệm rung xóc có thể được áp dụng cho mọi thứ, từ các sản phẩm nhỏ gọn đến các máy móc và hàng hóa có khối lượng lớn. Quy trình thử nghiệm có thể điều chỉnh tùy theo yêu cầu cụ thể.

Khi thực hiện thử nghiệm, một hệ thống đặc biệt được sử dụng để mô phỏng các điều kiện rung xóc giả lập dựa trên các yếu tố vật lý như tần số, gia tốc, vận tốc và biên độ dao động. Mức độ phức tạp của hệ thống thử nghiệm có thể thay đổi tùy theo mức độ yêu cầu của sản phẩm cụ thể.

Cấu tạo cơ bản của một hệ thống

Thông thường một hệ thống thử nghiệm rung xóc động lực học gồm có 3 bộ phận chính

Bộ tạo rung

Bộ tạo rung là bí quyết đằng sau việc tạo ra những rung động mạnh mẽ, đầy tính toán để mô phỏng các tình huống rung xóc có thể ảnh hưởng đến sản phẩm trong thực tế. Tại đây, chúng ta sẽ khám phá sâu hơn về bộ tạo rung và những yếu tố quan trọng liên quan.

Bộ tạo rung có khả năng tạo ra các xung lực cơ học với cường độ khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của quy trình thử nghiệm. Từ những rung động nhẹ nhàng đến những đợt sóng mạnh mẽ, bộ tạo rung có khả năng đáp ứng mọi mức độ yêu cầu.

Bên cạnh bộ tạo rung chính, có nhiều phụ kiện hỗ trợ quan trọng:

• Bàn Đặt Mẫu Mở Rộng và Đồ Gá: Được thiết kế linh hoạt để phù hợp với nhiều loại mẫu thử và kích thước khác nhau, giúp quá trình thử nghiệm trở nên linh hoạt và hiệu quả.
• Bàn Trượt: Sử dụng khi cần thử nghiệm rung xóc theo nhiều hướng khác nhau mà không muốn lật mẫu thử. Bàn trượt giúp tạo ra các xung lực tác động theo phương ngang (X, Y).
• Cơ Cấu Tạo Rung 3 Chiều: Đối với các tiêu chuẩn thử nghiệm nghiêm ngặt hoặc để tối ưu hóa quá trình gắ mẫu, hệ thống tạo rung 3 chiều (X, Y, Z) được phát triển để đảm bảo tính chính xác và tiết kiệm thời gian.

Bằng cách kết hợp bộ tạo rung với những phụ kiện này, quá trình thử nghiệm rung xóc trở nên linh hoạt và đáp ứng được mọi yêu cầu cụ thể của sản phẩm.

Hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển là hệ thống phức tạp, bao gồm một loạt các thiết bị điện tử và điện được tích hợp vào một tủ điều khiển. Đây là bộ não của quy trình thử nghiệm rung xóc, và nó bao gồm các thành phần chính sau:

• Bộ Điều Khiển (Controller): Đây là trái tim của hệ thống. Bộ điều khiển quyết định tốc độ, tần số, gia tốc và biên độ của dao động được tạo ra bởi bộ tạo rung. Nó kết nối với các cảm biến độ nhạy khác nhau, có khả năng phát hiện các dao động từ những biến đổi nhỏ đến lớn. Số lượng kênh tín hiệu đầu vào và đầu ra thay đổi theo yêu cầu cụ thể của mỗi thử nghiệm.
• Bộ Khuếch Đại Tín Hiệu (Amplifier): Bộ khuếch đại tín hiệu là một thành phần quan trọng khác trong hệ thống. Chức năng chính của nó là tăng cường tín hiệu nhận được, cho dù chúng rất nhỏ, để hiển thị trên phần mềm. Điều này giúp người vận hành quan sát các dao động, ngay cả những biến đổi nhỏ nhất, một cách dễ dàng.
• Máy Tính: Máy tính là bộ não ảo của hệ thống. Nó được sử dụng để cài đặt và tạo các chương trình thử nghiệm dựa trên thông số kỹ thuật được đặt ra trước. Máy tính là người bạn đồng hành đáng tin cậy để quản lý và điều chỉnh quá trình thử nghiệm.

Bên cạnh các thành phần chính, hệ thống điều khiển còn bao gồm các linh kiện điện tử khác và hệ thống điện điều khiển để đảm bảo quá trình thử nghiệm diễn ra an toàn và chính xác. Với sự tích hợp của những thành phần này, hệ thống điều khiển tạo nên sự phức tạp và linh hoạt, giúp thực hiện các thử nghiệm rung xóc một cách hiệu quả và chính xác.

Hệ thống làm mát

Trong quá trình hoạt động của bộ tạo rung, lượng nhiệt lớn thường được tạo ra. Để đảm bảo rằng biến số nhiệt độ không ảnh hưởng đến hiệu suất của máy, hệ thống làm mát phải được tích hợp để kiểm soát nhiệt độ. Tương tự, hệ thống bôi trơn (trong trường hợp cần sử dụng bàn trượt) là một phần quan trọng để đảm bảo di chuyển mượt mà của bàn trượt và giảm thiểu sự phát sinh nhiệt do ma sát gây ra.

Có hai loại làm mát phổ biến thường được sử dụng:

• Làm Mát Bằng Khí (Air Cooled): Đối với các thiết bị thử nghiệm rung xóc với lực thử dưới 65 KN, hệ thống làm mát sử dụng không khí thông qua máy hút với công suất thích hợp cho cường độ hoạt động của bộ tạo rung.
• Làm Mát Bằng Nước (Water Cooled): Đối với các thiết bị thử nghiệm rung xóc với lực thử lớn hơn 65 KN, hệ thống làm mát sử dụng nước.

Sơ đồ khối của một hệ thống thử nghiệm rung xóc

Sơ đồ khối của một hệ thống thử nghiệm rung xóc là một biểu đồ mô tả tổng quan nhất về cấu trúc và các thành phần chính của hệ thống này. Dưới đây là hình minh họa chi tiết cho một sơ đồ khối của một hệ thống thử nghiệm rung xóc:

Trong một số trường hợp có yêu cầu đặc biệt, hệ thống thử nghiệm rung xóc còn được tích hợp với một tủ thử nghiệm điều kiện môi trường. Hệ thống này thường được áp dụng cho những đối tượng sản phẩm khi hoạt động trong môi trường khắc nghiệt.

bản2

Để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của hệ thống thử nghiệm rung xóc động lực học, chúng ta có thể xem xét quá trình hoạt động cơ bản của nó.

• Cài Đặt Thông Số: Trước khi bắt đầu thử nghiệm, các thông số cần thiết được cài đặt trên phần mềm điều khiển. Đây có thể bao gồm tần số, gia tốc, biên độ, và thời gian chạy thử nghiệm.
• Điều Khiển Rung Xóc: Thiết bị điều khiển nhận các tín hiệu từ phần mềm và điều khiển bộ tạo rung để tạo ra chuyển động và rung động tương tự như trong thực tế, nhưng với cường độ cao hơn. Tuỳ thuộc vào yêu cầu, mẫu thử nghiệm có thể được đặt trên bàn đứng hoặc bàn ngang, hoặc thậm chí cả hai loại bàn này.
• Ghi Nhận Dữ Liệu: Trong quá trình hoạt động, các tín hiệu dịch chuyển và rung động được cảm biến ghi lại. Đây là nhiệm vụ của các cảm biến đặc biệt được tích hợp trong hệ thống. Các tín hiệu này sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu số và gửi về phần mềm trên máy tính.
• Biểu Đồ và Ghi Lại: Toàn bộ quá trình thử nghiệm được ghi lại và biểu thị dưới dạng biểu đồ. Trên biểu đồ này, người vận hành có thể quan sát và ghi lại các giá trị hoặc các xung đạt ra khỏi bình thường. Điều này giúp họ đưa ra nhận định và đánh giá về tình trạng của mẫu thử nghiệm tại từng thời điểm tương ứng.
• Đánh Giá Kết Quả: Kết quả của thử nghiệm và dữ liệu thu thập được được sử dụng để đánh giá độ tin cậy của sản phẩm. Nó có thể giúp xác định xem sản phẩm có thỏa mãn các tiêu chuẩn và yêu cầu cụ thể hay không. Nếu có bất kỳ sai sót hoặc hỏng hóc nào trong sản phẩm, chúng cũng có thể được phát hiện trong quá trình này.

Trong những hệ thống đơn giản hơn, nơi không có hệ thống điều khiển phức tạp, việc đánh giá sản phẩm thường dựa vào các phương pháp quan sát ngoại quan và kiểm tra khả năng hoạt động của mẫu thử sau một thời gian rung xóc. Điều này đặc biệt phổ biến trong những tình huống mà tiêu chuẩn thử nghiệm không yêu cầu sự can thiệp của hệ thống điều khiển tự động. Nếu sản phẩm không hoạt động đúng cách sau thử nghiệm, sẽ cần phải xác định nguyên nhân và tiến hành sửa chữa hoặc cải tiến sản phẩm để đảm bảo rằng nó đáp ứng được các tiêu chuẩn và yêu cầu đặt ra.

Các phần tiếp theo của chúng ta sẽ tiếp tục khám phá chi tiết hơn về các phương pháp thử nghiệm và cách đánh giá độ tin cậy của sản phẩm thông qua hệ thống động lực học. Chúng ta sẽ tìm hiểu về các quy trình thử nghiệm cụ thể, cách xác định các thông số kỹ thuật, và tại sao việc thử nghiệm này là một phần quan trọng của quá trình sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Ly Vỹ

Tranquility in a chaotic world

Xem bài khác