《包装企业质量检验员培训教程》

杨文亮 辛巧娟 著

第五章 运输包装件的基本试验

第五节 运输包装件耐振动试验

振动，是货物流通的主要环境负荷之一。振动试验是模拟振动环境对被包装产品的破损效应而设汁的。车、船、飞机等运输工具的振动，一方面来源于发动机的有规则的振动，另一方面来源于客观环境(道路、波浪、大气湍流)的变化．还同运输工具本身的缓冲减振系统有关。因此，货物的实际振动是随机的。这种随机振动虽然也可以通过实验手段来模拟再现，但技术要求高，成本昂贵。而且以包装件的破损来看，不管振动是有规律的，还是随机的．作用于货物的效应(力、加速度、变形)是相同的。因此，—般振动试验并不模拟真实的振动环境，而是模拟振动对包装产品的破损效果。

由于正弦波的产生、控制相测量都比较容易实现，因此货物的振动试验规定使用正弦波。通常分为定频试验和变频试验两种方式。

一、正弦定频振动试验

当已知包装件要经过诸如在轮船上、螺旋飞机上或其他具有旋转机械的运输工具上运输时，会遇到相当大的周期性振动的影响，而这些运输工具上的振动频率是已知的或是可以预测的。

1.正弦定频振动试验原理

将试验样品置于振动台台面上，使其按规定（已知的或预测的）振动加速度和频率经受预定时间的振动。这一试验也可用来模拟包装件处于堆码底部条件下经受正弦振动环境的情况，这时只要在试验样品上添加一定负载后进行试验即可。

2.振动时间

振动时间一般可根据运输方式和路程的不同在10～60min内变动，如表5-4。

表5-4  振动时间与运输方式和运输距离的关系

3.正弦定频振动试验方法

国家标准GB/T 4857.7《包装 运输包装件 正弦定频振动试验方法》规定的正弦定频试验方法如下：

（1）将试验样品按预定的状态放置在振动台台面上。试验样品底面中心（或重心）与振动台台面中心的水平距离在l0mm之内。试验样品可以固定在振动台上，也可以用围框围住。必要时可在试验样品上添加载荷。

（2）使振动台在3～4.6Hz之间振动，其最大加速度为5～11m/s2。振动持续时间按表4-4的规定选择。

（3）试验后按有关标准、规定检查包装及内装物的损坏情况，并分析试验结果。

二、正弦变频振动试验

当外源振动频率与包装件的固定频率相一致时，会使包装件发生共振现象，导致产生比外源加速度更大的加速度值。正弦变频振动试验就是检查或评定包装在正弦变频振动或共振情况下的强度，以及检验包装对内装物能否起到减振、缓冲作用的保护能力。

1.正弦变频振动试验原理

将试验样品按预定状态置于振动台的台面上，在预定的时间内按规定的加速度值及扫描速率在3～100Hz频率之间往返扫描，然后在3～100Hz之间的主共振频率左右偏离10％的范围内经受预定时间的振动。必要时也可在试验样品上添加一定的负载，以模拟包装件处于堆码底部条件下经受正弦变频振动环境的情况。

2.正弦变频振动试验方法

国家标准GB/T 4857.10《包装 运输包装件 正弦变频振动试验方法》规定的正弦变频试验方法如下：

（1）按预定的状态将试验样品置于振动台台面上，试验样品底面中心（或重心）与振动台台面中心的水平距离在10 mm之内。试验样品可以固定在振动台上，也可以用围框围住。必要时可在试验样品上添加负载。

（2）按下列两种方法进行试验：

方法1  使振动台作垂直振动，按下列要求进行扫频试验：

频率范围：3～100 Hz；重复扫描次数为3Hz～100 Hz～3 Hz，重复两次。

扫频速率：每分钟l/2个倍频程。

最大加速度：可根据不同的运输条件在2.5±1m/s2、5±1m/s2、7.5±1m/s2中选择。

使用加速度计测量时，要将加速度计尽可能紧贴到靠近包装件的振动台面上，但要有防护措施以防止加速度计与包装件相接触。

当存在水平振动分量时，由此分量引起的加速度峰值不应大于垂直分量的20％。

方法2  试验按方法1的程序进行，在主共振频率的±10％内变化。也可用在第二和第三共振频率±10％内变化的垂直振动频率来进行。

振动持续时间为在共振频率上停留15min。

（3）试验后按有关标准、规定检查包装及内装物的损坏情况，并分析试验结果。

三、振动试验设备

振动台：应具有充分大的尺寸、足够的刚度及承载能力并能满足频率及最大加速度的要求。将其架在一个机械结构上，该结构应能保证振动台台面在振动时保持水平平面。台面最高点及最低点之间的水平高度差不得超过10mm。

另外，振动台可配备：

（1）低围框：用以防止在试验中向两端和两侧移动；

（2）高围框或其它装置：用以防止加在包装件之上的载荷振动时的移位；

（3）用以模拟运输包装件的定位方法的装置。

振动台有机械式、液压式和电动式多种型式。图5-6所示为一种常用的偏心式机械振动台。图5-7 所示为一套包括扫描装置的振动试验系统。该系统由驱动电源、振动台、定额装置、扫描激振器、振动计、示波装置和振动自动分析装置组成。

图5-6 偏心式机械振动台
1-偏心轮 2-中心轴 3-弹簧 4-振动台 5-包装件

图 5-7 自动振动试验系统
1-自动振动控制器 2-功率放大器 3、5-加速度传感器 4-消声器 6-激振器 7-励磁电流
8-漏电诊断器 9、10-计时器

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