2. BUDIČE 2.1. Fyzikální principy budičů 2.2. Mechanické budiče 2.3. Elektrické budiče 2.4. Pneumatické budiče 2.5. Hydraulické budiče 2.6. Klimatické budiče
2.1. FYZIKÁLNÍ PRINCIPY BUDIČŮ budič testovaný předmět Měřicí a záznamové zařízení budič - vyvozuje vstupní podmínky - upravuje parametry buzení na základě měření odezvy (zpětná vazba)
2.1. FYZIKÁLNÍ PRINCIPY BUDIČŮ posuv (deformace), síla rotace (kroutící moment) vibrace klimatické účinky periodický děj jednorázový děj přesný průběh tvaru budicího signálu částečně definované buzení Dělení dle využívané energie: mechanické elektrické pneumatické hydraulické provoz testovaného dílu
2.2. MECHANICKÉ BUDIČE k vyvození účinků využívají: - gravitaci - pružiny eventuelně jejich kombinace - lidskou sílu oblast použití: - jednorázové děje - frekvenční (modální) analýza testovaného dílu výhody: - jednoduchost - cena nevýhody: - nelze použít pro periodické buzení - lidská síla = špatná opakovatelnost buzení - nelze použít zpětnou vazbu
2.2. MECHANICKÉ BUDIČE Gravitační budič: - jednorázový děj - k vyvození účinku využívá volný pád hmoty - rychlost určená výškou - dopadová energie určená hmotností Lineární vedení Spouštěcí mechanismus Deska pro uložení závaží Čelisti pro kotvení testovaného dílu
2.2. MECHANICKÉ BUDIČE Lidská síla: - rázové kladívko - frekvenční (modální) analýza testovaného dílu (zjištění rezonanční frekvence) Testovaný díl Mechanický impuls (dirackův impuls) Odezva (kmitání) Frekvenční analýza Frekvenční spektrum
2.3. ELEKTRICKÉ BUDIČE 2.3.1.elektromotor 2.3.2.elektrodynamický budič
2.3.1. ELEKTROMOTORY výhody: - cena + široká nabídka, velký počet výrobců a dodavatelů - široká škála typů a provedení (asynchronní, stejnosměrné, krokové) - jednoduchost zapojení, žádné další přídavné zdroje energie, dostupnost energie - možnost použití při konstrukci vlastních jednoúčelových zařízení - snadná regulace, vysoká přesnost - široká oblast použití (posuvy, rotace, vibrace) - libovolné budící signály (harmonické, náhodné, reálné, jednorázové) - energeticky úsporné velká účinnost
2.3.1. ELEKTROMOTORY nevýhody: - jen rotační pohyb - závislost kroutícího momentu elektromotorů na otáčkách - nelze přímo vyvodit statické zatížení (bez otáček motoru) - většinou nelze použít samostatný motor bez převodovky - použití převodovek snižuje výslednou dynamiku
2.3.1. ELEKTROMOTORY řízení bez zpětné vazby zpětnovazební proporcionálnířízení Řízení bez zpětné vazby Zpětnovazební proporcionální řízení
2.3.1. ELEKTROMOTORY budič vibrací (řízení bez zpětné vazby) Elektrický motor Nevyvážená hmota Frekvenční měnič + lze připevnit na testované zařízení - pouze harmonické buzení definované velikostí nevývažku
2.3.1. ELEKTROMOTORY trhačka (zpětnovazební proporcionálnířízení) Pohybový šroub Pohyblivý příčník Elektrický motor + převodovka Testovaný předmět + přesnost - malá rychlost
2.3.2. ELEKTRODYNAMICKÉ BUDIČE jednoúčelové zařízení - budič vibrací Výhody: - kompaktní zařízení - libovolné budící signály (harmonické, náhodné, reálné) - vysoké frekvence buzení i pro velké síly Nevýhody: - pouze lineární pohyb, malé výchylky - cena, omezený počet dodavatelů
2.3.2. ELEKTRODYNAMICKÉ BUDIČE 9N, 2-18000 Hz 200kN, 5-2000Hz
2.4. PNEUMATICKÉ BUDIČE lineární i rotační provedení = pneumatický válec, motor energie = tlakový vzduch síla = tlak vzduchu * plocha pístu vzduch = plyn je stlačitelný
2.4. PNEUMATICKÉ BUDIČE výhody: - cena + široká nabídka, velký počet výrobců a dodavatelů - široká škála typů a provedení - posuvný i rotační pohyb - lze vyvodit statické zatížení - jednoduchost zapojení, snadná montáž (hadice, rychlospojky) - využívají ekologicky nezávadné medium (vzduch) - relativní dostupnost energie (v průmyslu většinou k dispozici tlakový vzduch) - možnost použití při konstrukci vlastních jednoúčelových zařízení nevýhody: - stlačitelnost vzduchu (plyn) - velký vliv vnějšího zatížení na polohu a rychlost - velké síly = buď vysoký tlak vzduchu nebo velká plocha pístu
2.4. PNEUMATICKÉ BUDIČE široká nabídka, jednoduchost sestavení - stavebnice
2.4. PNEUMATICKÉ BUDIČE řízení bez zpětné vazby - nemožná regulace polohy koncovou polohu lze definovat jen mechanickými dorazy - nemožné dodržení definovaného průběhu signálu - vliv vnějšího zatížení na rychlost - možnost změny polohy vnější silou jednoúčelová zařízení životnostní testy
2.4. PNEUMATICKÉ BUDIČE zpětnovazební proporcionálnířízení Problémy vyplývají z vlastností media stlačitelnosti vzduchu (plyn) - velký vliv vnějšího zatížení na polohu a rychlost > obtížná regulace polohy > obtížné dodržení definovaného průběhu signálu v současné době dosud ne příliš rozšířené vysoké nároky na přesnost servoventilu a regulační obvody
2.5. HYDRAULICKÉ BUDIČE lineární i rotační provedení = hydraulický válec, motor energie = tlaková hydraulická kapalina (olej) síla = tlak kapaliny * plocha pístu kapalina je prakticky nestlačitelná
2.5. HYDRAULICKÉ BUDIČE výhody: - posuvný i rotační pohyb - lze vyvodit statické zatížení - velké síly při relativně malých rozměrech - velká dynamika, vysoké rychlosti - libovolné budící signály (harmonické, jednorázové, náhodné, reálné) nevýhody: - potřeba zdroj tlakové kapaliny - neekologické medium - obtížná montáž a manipulace (přípojné hadice) - vysoké tlaky nároky na všechny komponenty hydraulického rozvodu - energeticky náročné - omezený počet dodavatelů, vysoká cena - problematika těsnění pístnice, odsávání průsaků
2.5. HYDRAULICKÉ BUDIČE průměr cca 80mm délka 400 mm zdvih 250mm síla 25 kn rychlost 1000 mm/s zdvih 100mm síla 250 kn rychlost 100 mm/s zdvih 100mm síla 25 kn rychlost 1000 mm/s u všech přesnost cca 0.1 mm + velké síly a rychlosti - menší přesnost, horší stabilita
2.5. HYDRAULICKÉ BUDIČE princip zapojení Napaječ Zdroj tlakové kapaliny Hydromotor zdroj tlaku 37 kw (25 Mpa, 63 l/min) napaječ připojuje motor k hydraulickému rozvodu hydromotor ovládaný servoventilem akumulátory tlakové kapaliny krytí špičkových odběrů
2.5. HYDRAULICKÉ BUDIČE řízení bez zpětné vazby (zpětná vazba zajištěna obsluhou) - udržení definované polohy - odolnost proti působení vnější síly
2.5. HYDRAULICKÉ BUDIČE zpětnovazební proporcionálnířízení - udržení definované polohy - odolnost proti působení vnější síly - libovolný průběh signálu - vysoké nároky na servoventil - vlastnosti servoventilu mají zásadní vliv na chování celého obvodu - vliv těsnění pístnice na celkové vlastnosti
3. 2.5. HYDRAULICKÉ BUDIČE vlastnosti servoventilů Servoventil s překrytými hranami šoupátka Servoventil s nedokrytými hranami šoupátka servoventil s nulovým překrytím nelze vyrobit při použití nedokrytých hran: - nelze udržet rovnovážnou polohu bez činnosti zpětné vazby - jakákoliv porucha zpětné vazby vede k nekontrolovanému pohybu pístnice na doraz při použití překrytých hran: - nelze dodržet tvar signálu při změně směru pohybu pístnice
2.6. BUDIČE PRO KLIMATICKÉ BUZENÍ klimatické komory teplota vlhkost ultrafialové záření Slouží ke sledování: životnosti, koroze mechanických účinků teplotní dilatace