介紹了軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法中振動試驗的相關(guān)目的與方法。分析了核電廠能動機械設(shè)備鑒定中閥門組件鑒定的測試數(shù)據(jù)與要求。提出了閥門振動老化試驗技術(shù)路線的一般方法及閥門振動老化試驗、驗收等內(nèi)容。

1、概述

　　老化測試是可靠性測試的一種，許多裝備在交付前，有時在維修期間要進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力篩選( ESS) 、老化或其他產(chǎn)品驗收試驗。振動可能導(dǎo)致裝備及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的動態(tài)位移。這些動態(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)、組件和零件的機械磨損。另外，動態(tài)位移還能導(dǎo)致元器件的碰撞或功能的損壞。振動老化測試是環(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，其目的是評價產(chǎn)品耗損壽命或性能的時間穩(wěn)定性。本文以船用閥門為例探討振動老化試驗的方法。

2、振動老化試驗

　　振動老化試驗在電磁振動臺上進(jìn)行，其配置的測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。振動試驗中分別在振動臺臺面、被測試閥門重心處和頂部各安裝一個加速度計，以測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臺緊固連接。

　　2.1、試驗?zāi)康?/p>

　　閥門振動老化分析，用于模擬分析閥門壽命內(nèi)的環(huán)境振動，目的是使閥門在設(shè)計基準(zhǔn)事件試驗之前經(jīng)歷適當(dāng)?shù)恼駝永匣�，并驗證其在長期的振動環(huán)境下的結(jié)構(gòu)完整性和可運行性。

　　2.2、振動暴露量級

　　船的振動是自然環(huán)境激勵(海浪、風(fēng)等) 、強迫激勵(螺旋漿軸轉(zhuǎn)速、往復(fù)機械和其他裝備的運行等) 、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.13house.cn/)認(rèn)為應(yīng)根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定其振動暴露條件。如沒有實測數(shù)據(jù)時，可以用船上裝備鑒定試驗要求的方法確定試驗條件(圖1) 。

圖1 艦船隨機振動環(huán)境(GJB 150. 16A)

　　2.3、振動暴露持續(xù)時間

　　根據(jù)制造和維修過程確定振動暴露時間。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認(rèn)為若不同批次的裝備中振動程序時間有差別，則選用最長的振動暴露時間。

　　2.4、試驗方法

　　(1) 試驗前目視檢查閥門結(jié)構(gòu)的完整性，并對閥門進(jìn)行開關(guān)動作，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臺上。

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

3、檢查

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

4、驗收

　　根據(jù)目視檢查結(jié)果和各項測量數(shù)據(jù)，判斷閥門是否合格。①耐久試驗過程中，閥門能夠動作。②試驗中及試驗后閥門應(yīng)結(jié)構(gòu)完整。③閥門開關(guān)功能及時間滿足技術(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)品的真實使用環(huán)境和使用方式，以評價、驗證產(chǎn)品可靠性是否滿足要求。通過振動老化測試會發(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)。