Come conformarsi alla norma IEC 60068-2-6 utilizzando un sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche

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Un sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche adotta il principio di eccitazione elettromagnetica per riprodurre ambienti di vibrazione in varie condizioni di lavoro pratiche, in modo da verificare la resistenza alle vibrazioni, la stabilità operativa e l'affidabilità di componenti e prodotti finiti durante tutto il loro ciclo di vita. Il set completo di apparecchiature è dotato di un controller dedicato per gestire uniformemente le procedure di prova, regolare i parametri operativi e registrare e memorizzare i dati di prova. Prendendo il LISUN Prendendo come oggetto di studio il sistema di prova di vibrazione elettrodinamica LVD‑100KG (pre-certificazione), questo articolo illustra il principio di funzionamento, la configurazione dell'apparecchiatura e il flusso di lavoro per l'esecuzione dei test del sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche. Analizza come eseguire test ambientali di vibrazione sinusoidale specificati nella norma IEC 60068-2-6 con questo sistema e spiega i punti chiave per l'impostazione dei parametri, i requisiti di montaggio del campione, l'acquisizione dei dati e la valutazione dei risultati durante i test, fornendo riferimenti pratici per la verifica dell'affidabilità vibratoria di prodotti elettrici ed elettronici.

Introduzione

Durante la produzione, il trasporto, l'installazione e il funzionamento a lungo termine, i prodotti elettrici ed elettronici sono inevitabilmente soggetti a vibrazioni meccaniche periodiche. Le vibrazioni continue possono causare allentamenti strutturali, crepe nelle saldature, distacco dei connettori e variazioni delle prestazioni elettriche, con conseguenti ripercussioni dirette sulla sicurezza e sulla durata del prodotto. La norma IEC 60068-2-6, standard fondamentale per i test ambientali pubblicato dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale, è equivalente alla GB/T 2423.10-2019 in Cina. Essa specifica il metodo completo per l'esecuzione di test di vibrazione sinusoidale al fine di valutare la capacità dei campioni di resistere ad ambienti con vibrazioni sinusoidali ed è ampiamente adottata in settori quali apparecchi di illuminazione, assemblaggi di controllo elettronico industriale, componenti automobilistici e moduli di accumulo di energia. Per completare i test definiti dalla norma è necessario un sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche (EVS) adeguato. Questo tipo di apparecchiatura simula le condizioni di vibrazione tramite forza elettromagnetica per determinare la resistenza alle vibrazioni, la stabilità e l'affidabilità di diverse parti e prodotti finiti durante il loro ciclo di vita. Il controller integrato gestisce tutte le operazioni e consente la registrazione e il salvataggio di dati di test completi. LISUN LVD‑100KG Sistema di prova con vibratore elettrodinamico Comprende due versioni: il vibratore a quattro gradi di libertà LVD‑100KG e il vibratore a sei gradi di libertà LVD‑100KG‑6D. Il primo supporta l'emissione di vibrazioni in direzione verticale e orizzontale, mentre il secondo consente vibrazioni indipendenti sugli assi verticale, orizzontale anteriore-posteriore e orizzontale sinistra-destra, soddisfacendo il requisito di base delle prove di vibrazione multi-asse ortogonale definite nella norma IEC 60068‑2‑6.

Sistema elettrodinamico di vibrazione del generatore LVD-100KG

Principio di funzionamento e parametri tecnici del sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche

Il principio di funzionamento fondamentale del sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche è l'induzione elettromagnetica. La bobina di azionamento, alimentata, genera una forza di eccitazione all'interno di un campo magnetico per azionare il piano vibrante e i campioni di prova, producendo vibrazioni meccaniche controllabili. Il controller, unità centrale dell'intero sistema, genera le forme d'onda di vibrazione, regola la frequenza, esegue il controllo ad anello chiuso di ampiezza e accelerazione, esegue sequenze di prova a frequenza variabile e programmabili e raccoglie e memorizza in modo sincrono i dati grezzi di prova, inclusi frequenza, accelerazione e durata. Gli operatori possono configurare direttamente tutti i parametri di prova per ridurre le difficoltà operative. Il sistema di prova con vibratore elettrodinamico LVD-100KG è uno strumento di prova pre-certificato e compatibile con numerosi standard nazionali e internazionali. Oltre alla serie IEC 60068, è conforme anche a GB/T13309-91, GB/T 4857, ASTM D999 e altre specifiche relative alle vibrazioni. Per i test di vibrazione formali certificati CNAS, LISUN Si consiglia il sistema di prova di vibrazione elettrodinamica LVD‑AT10. La tabella seguente elenca le principali specifiche tecniche del sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche della serie LVD‑100KG.

Flusso di lavoro di prova per la norma IEC 60068‑2‑6 utilizzando il sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche

La prova di vibrazione sinusoidale definita dalla norma IEC 60068‑2‑6 si compone principalmente di sei fasi: preparazione pre-prova, fissaggio del campione, configurazione dei parametri dell'apparecchiatura, esecuzione della prova, acquisizione dei dati e ispezione del campione post-prova. Il sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche svolge un ruolo fondamentale in ciascuna fase.

La prima fase consiste nella preparazione pre-test. Gli operatori devono definire il livello di severità corrispondente al prodotto in esame e confermare l'intervallo di frequenza di prova, l'ampiezza o l'accelerazione, la velocità di scansione, la durata della prova per ciascun asse e il numero di assi di vibrazione. Lo standard generalmente richiede la prova lungo tre assi ortogonali X, Y e Z separatamente, anziché semplificare la procedura con una prova ad assi combinati. Verificare il peso del campione per assicurarsi che non superi la capacità di carico massima del sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche. Il carico massimo del modello LVD-100KG è di 100 kg. Il sovraccarico causerà la distorsione della forma d'onda della vibrazione e invaliderà la prova. Ispezionare il controller, i sensori e i dispositivi di fissaggio per confermare che l'apparecchiatura sia in normali condizioni di funzionamento.

La seconda fase consiste nel montaggio e nel fissaggio del campione. I campioni devono essere fissati rigidamente al tavolo vibrante utilizzando appositi dispositivi di fissaggio per simulare le condizioni di installazione reali. Una rigidità insufficiente dei dispositivi di fissaggio introdurrà risonanze aggiuntive e interferirà con i risultati del test. La versione a sei gradi di libertà LVD-100KG-6D consente di passare agevolmente tra le configurazioni verticale, orizzontale anteriore-posteriore e orizzontale sinistra-destra per test multiasse. Per il modello a quattro gradi di libertà LVD-100KG, regolare la posizione di montaggio del campione per completare i test su diversi assi. I sensori di accelerazione devono essere posizionati nel punto di riferimento di controllo per inviare i segnali di vibrazione al controllore del sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche per la regolazione a circuito chiuso.

La terza fase è la configurazione dei parametri dell'apparecchiatura. Gli operatori inseriscono le impostazioni sull'interfaccia del controller del sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche, selezionano la modalità di vibrazione sinusoidale, configurano i limiti di frequenza superiore e inferiore, i valori di ampiezza e accelerazione e definiscono le modalità di scansione della frequenza o segmentate programmabili. La norma IEC 60068-2-6 copre le prove di scansione della frequenza e le prove di permanenza a frequenza fissa. La scansione viene adottata per la ricerca delle frequenze di risonanza critiche dei campioni. Dopo aver identificato i punti di risonanza, è possibile eseguire prove di permanenza a frequenza fissa per la valutazione della fatica. La funzione di scansione del LISUN Il sistema di prova di vibrazione elettrodinamica LVD‑100KG consente una configurazione flessibile dei limiti di frequenza e della durata. La funzione programmabile supporta la configurazione di parametri fino a 15 segmenti per realizzare sequenze di prova complesse specificate dalla norma. Il controllo dello spostamento è preferibile per le condizioni a bassa frequenza, mentre il controllo dell'accelerazione viene attivato alle alte frequenze per garantire che lo stress vibratorio sia conforme ai requisiti standard sull'intera banda di frequenza.

La quarta fase è l'esecuzione del test. Dopo la conferma dei parametri, si avvia il sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche. Il controllore aziona il tavolo vibrante per generare vibrazioni sinusoidali. Durante il funzionamento, gli operatori osservano le condizioni fisiche dei campioni mentre il controllore monitora in tempo reale i dati relativi a frequenza, ampiezza e accelerazione. Il test deve essere interrotto immediatamente in caso di superamento del valore di vibrazione o di allentamento del campione. Il controllore dell'intero sistema registra e salva automaticamente tutti i dati del test senza necessità di trascrizione manuale continua, riducendo così gli errori umani.

La quinta fase è l'ispezione post-test. Dopo aver completato i test di vibrazione su tutti gli assi, si rimuove il campione ed si esegue un'ispezione visiva, un esame della struttura meccanica e un test funzionale elettrico. Si confronta lo stato del campione prima e dopo il test per verificare eventuali danni al guscio, allentamento dei dispositivi di fissaggio, spostamento dei componenti interni o guasti funzionali, al fine di valutare se il campione soddisfa i requisiti della norma IEC 60068-2-6. Si esportano i dati grezzi del test memorizzati dal sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche e si organizzano la durata delle vibrazioni, le curve di frequenza e le registrazioni dell'accelerazione per formare un documento di test completo.

Precauzioni per l'implementazione del test

Quando si eseguono test IEC 60068-2-6 con un sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche, si noti che la serie LVD-100KG è uno strumento pre-certificato adatto per la verifica di ricerca e sviluppo e la valutazione preliminare. Il sistema di prova di vibrazioni elettrodinamiche LVD-AT10 deve essere selezionato se sono richiesti report formali con accreditamento CNAS. Il carico sul tavolo vibrante non deve superare il valore nominale. Il peso totale del campione più i dispositivi di fissaggio deve rimanere al di sotto del carico massimo nominale, altrimenti si verificheranno distorsioni della forma d'onda della vibrazione e misurazioni imprecise. Il test di permanenza in risonanza è una parte essenziale della norma IEC 60068-2-6 e il sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche deve fornire una precisione di controllo della frequenza sufficiente. La precisione di controllo di 0.1 Hz dell'LVD-100KG consente un bloccaggio accurato delle frequenze di risonanza per i test di durata. Inoltre, prodotti diversi corrispondono a diversi livelli di severità. I parametri unificati non possono essere applicati direttamente; la gamma di frequenza, l'ampiezza delle vibrazioni e la durata del test devono essere definite in base alle specifiche del prodotto.

Conclusione

Il sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche riproduce ambienti vibratori tramite forza elettromagnetica e funge da hardware principale per condurre test ambientali di vibrazione sinusoidale in conformità con la norma IEC 60068-2-6. LISUN LVD‑100KG Sistema di prova per vibratori elettrodinamici (pre-certificazione) Il sistema offre una capacità di carico adeguata, un'ampia gamma di frequenze di uscita, nonché funzionalità di sweep di frequenza e di test programmabili. Il suo controller gestisce l'intero flusso di lavoro di test e registra automaticamente i dati. È in grado di completare la maggior parte dei test di pre-validazione richiesti dalla norma IEC 60068-2-6. Nelle attività di test pratiche, è fondamentale seguire rigorosamente le procedure standard, implementare un corretto fissaggio dei campioni, la configurazione dei parametri, il monitoraggio in tempo reale e l'ispezione post-test, sfruttando appieno le capacità del sistema di generazione di vibrazioni elettrodinamiche per simulare le condizioni di vibrazione reali. Ciò consente di valutare efficacemente la resistenza alle vibrazioni, la stabilità e l'affidabilità di componenti e prodotti finiti durante tutto il loro ciclo di vita, permettendo alle aziende di identificare i difetti correlati alle vibrazioni già in fase di sviluppo del prodotto, ottimizzando la progettazione strutturale e migliorando l'adattabilità ambientale dei prodotti.