1、 設備用途及概述：KSD-GS-832S型5Kg垂直機械沖擊試驗臺是全自動液壓提升沖擊測試系統，用于測量和確定產品或包裝的抗沖擊性能，考核試品在沖擊環境下功能的可靠性和結構的完好性，供各類電工電子產品做沖擊試驗用。KSD-GS系列機械沖擊試驗臺可執行常規的半正弦波形的沖擊試驗，以實現產品在實際環境中所遭受的沖擊波及沖擊能量，從而改進系統或優化產品的包裝結構。本機械沖擊試驗臺滿足GB/T2423.5《電工電子產品基本環境試驗規程Ea：沖擊試驗方法》、GJB150.18－86《軍用設備環境試驗方法：沖擊試驗》、GJB548、GJB360等相關試驗標準及IEC68-2-27，MIL—STD—202F，MIL—STD—810F對沖擊試驗機的要求。

2、 機械沖擊試驗臺主要技術指標：
產品型號：KSD-GS-832S
2.1? 最大載荷：5kg（含夾具及試品，可擴展至10kg）。
2.2? 沖擊脈沖波形：半正弦波 。
2.3? 沖擊方向：垂直。
2.4? 峰值加速度：半正弦波：? 100 m/s2 ～15000 m/s2
2.5? 脈沖持續時間：半正弦波： 24ms ～0.5ms
2.6? 設備提升方式：液壓自動升降
2.7? 原始臺面尺寸：200mm×200mm
2.8? 試品或夾具在工作臺上的安裝孔尺寸：M10
2.9? 試品或夾具在工作臺上的安裝孔間距：50mm×50mm
2.10 設備體積尺寸與質量：
臺體： 形尺寸L×b×h:900mm×720mm×2150mm；質量：980kg
電氣控制箱：550mm×1200mm×1000mm；?????? 80kg
2.11電源：
a? 油泵電機：?????? AC380V 50Hz
b? 控制箱：???????? AC220V 50Hz
c? 輸入功率：?????? 小于3000W
2.12計算機控制測量分析系統技術數據：
峰值加速度：A≤50000m/s2，誤差≤±5%；
脈沖持續時間：0.2ms≤T≤100ms，誤差≤±10%；
速度變化量：V≤10m/s，誤差≤±10%；
2.13工作環境：溫度0～40℃，濕度≤80%（不結露）

3、系統組成與結構原理：
KSD-GS-832S型5Kg垂直機械沖擊試驗臺由沖擊臺臺體，液壓源、電氣控制、控制測量系統組成。系統框圖如圖1所示：

圖1 系統框圖

臺體包括：工作臺面、兩個導向柱、機座、空氣簧支撐系統、提升油缸、計數裝置、增壓剎車系統等。
液壓源：由油泵電機、箱體、電磁閥、油泵等組成。
電氣控制箱：由箱體、工控機、顯示器、穩壓電源等組成。
沖擊臺采用液壓驅動、提升油缸提升、自由跌落、增壓剎車限制臺面二次回跳。
本沖擊臺可進行手動、自動、單次、連續自動沖擊。并能預置和顯示沖擊次數。

3.1 沖擊臺體
本垂直機械沖擊試驗臺較之傳統的沖擊試驗臺進行了許多改進，試驗機盡可能的使用了各類標準件，提高了整機可靠性，使各零部件更換方便，降低了售后與維護成本，各改進機構均已在專利申請當中。
沖擊臺體包括一個鋼制工作臺面，臺面由兩根鍍鉻的實心圓形導軌導向，圓形導軌安裝在一個大質量的底座上，底座下安裝氣囊構成的緩沖裝置，以減小在沖擊時傳遞給地基上的沖擊力。液壓源為臺面的提升提供動力，工作臺面上安裝了剎車抱緊裝置，根據需要，通過液壓源提供能量，使剎車裝置工作，保證臺面安全地停留在任意位置或自由在導向柱上滑動。
本試驗機導向軸為兩根根平直且互相平行的精密導桿，導向軸與沖擊面板的夾角為90o，導向軸表面清潔、光滑、并安裝有直線位移傳感器，以便使工作臺面能在導向軸的任意位置上停留。工作臺面上安裝有高精度銅質滑套，以便臺面運動時平穩均勻。具有剛性好，直線度與光潔度高，阻尼較小等特點，外觀精致，使試驗機整體外觀質量較以往有很大提高。
固定脈寬半正弦波發生器，半正弦波形發生器主要用工程橡膠制造(考慮橡膠的剛度和聚合力)。波形發生器采用圓柱形，一般設計成幾種不同的厚度，如圖3所示。不同的厚度相互串聯，組成多種剛度，實現不同的沖擊脈沖寬度。

圖3 固定式半正弦波形發生器

3.2 電氣控制部分
考慮系統環境的需要及操作方便，計算機、控制箱安裝在一個控制柜中。工作臺上的電器元件和控制開關通過安裝在工作臺上的一個轉接面板和控制柜中的控制箱連接。控制柜示意如圖4所示。當然也可以根據用戶需要選用其余的控制柜。

圖4? 控制柜示意圖（僅供參考）

垂直機械沖擊試驗臺的電氣控制部分，采用計算機控制。結構簡單，可靠性高。輸出執行機構采用固態繼電器及快速電磁換向閥。干擾小，執行機構靈敏。高度傳感機構采用光電編碼器，技術先進，精度高。電源采用開關電源，分別給各部分供電，從而減小了各部分之間的相互干擾。只要從計算機輸入所需的試驗參數和命令，控制系統就通過輸出接口驅動執行機構進入工作循環。控制系統設有完備的保護機構及自檢。誤操作保護程序，以確保設備工作正常，安全可靠。

電氣控制系統框圖

控制元件設置及功能
行程開關?? 當液壓缸活塞桿上升時，裝在液壓缸頂端的行程開關首先動作，此時開始計算高度，當液壓缸所帶動的吊錘升到吊耳觸及工作臺面時，安裝在機座上的行程開關觸點閉合，制動缸松閘，臺面開始上升。
光電編碼器?? 當液壓缸頂端的行程開關松開時，編碼器開始記錄高度。

3.3 沖擊測量控制儀
沖擊測量控制儀主要實現測試臺提升、回彈的控制、高度信號的采集處理和加速度傳感器的信號采集及處理。
系統軟件包括沖擊控制和沖擊測量兩部分功能。沖擊測量系統主要用于測量沖擊過程中的加速度、脈沖持續時間、速度變化量等沖擊試驗參量，并能打印出所有的測量數據。采集板采用ADLink公司多通道采集板，通道最大采樣率100kHz。測量軟件用LabWindow開發平臺研制，具有界面友好、操作方便、系統可靠等優點。軟件界面如下圖5所示。

4 、系統的功能與技術特點：
4.1 主要系統功能
控制方式：采用計算機控制測量分析系統，臺體控制與沖擊采集測量分析一體化完成，實時顯示測量試驗的波形及參數，并將試驗波形及數據以報告形式存儲或打印出來。
4.2 系統的技術性能
a)?? ?沖擊工作臺具有較高的固有頻率,沖擊時高頻雜波小；
b)?? ?采用一體鍛造鋁合金平臺，大質量底座，富余度極大的鍍鉻導軌，使產品有足夠的剛度和較長的使用壽命；
c)?? ?采用全自動高精度位移傳感器測量提升高度，沖擊重復性高；
d)?? ?通過提升兩套同步提升索提升，提升力大，在沖擊過載較小時，可以安裝超過額定載荷2倍以上的負載；
e)?? ?系統自帶大質量緩沖底座，能大大減小沖擊時產生的高頻雜波，使沖擊波形更加平滑。
f)?? ?采用全自動驅動，結構簡單，可靠性高。并且無污染，可以保持環境干凈、衛生。
g)?? ?采用高效驅動，大大提高了沖擊試驗效率。
h)?? ?可以很方便地實現大脈寬和小過載試驗。
4.3 主要技術特點
a）?? ?基于Windows10及以上的控制系統：全自動遠端控制界面，操作者只需輸入簡單的數值，沖擊控制測量儀能準確的完成沖擊試驗；
b）?? ?升降高度的控制：采用全自動高精度位移傳感器控制升降高度控制，計算機自動控制、識別臺面的升降高度，準確度高，重復性能好；
c）?? ?可靠的剎閘系統：采用鎖緊機構，在更換沖擊墊時可靠鎖緊工作臺，配上手動安全銷，絕對保證操作人員的安全；
d）?? ?方便的二次反彈控制：控制鎖緊單元的快慢來控制二次反彈，實現方便、可靠；
e）?? ?高性能的鍛造鋼制臺面：鍛造鋼制臺面具有很高的強度和硬度以及高的一階諧振頻率，噪音低，無雜波產生；
f）?? ?安裝方便：設備自帶高性能緩沖隔振裝置，無需專用地基，安裝方便、可靠；
g）?? ?完善的測量系統：系統內存各種波形容差帶，方便用戶調整、套用，自動完成試驗結束后的試驗報告生成；
h）?? ?系統的兼容性能：可與多種沖擊測量分析軟件系統兼容，提供用戶更多的選擇空間。
4.4 系統優勢
a)?? ?系統優勢系統自帶大質量緩沖底座，不需要專用地基，占地面積小，安裝方便；
b)?? ?采用半正弦波形發生器，不僅方便了脈沖寬度的調整，并且可以較精確地調整脈沖寬度；
c)?? ?操作全部在計算機上完成，使用方便，自動化程度高；系統保留了手動操作功能，在檢修時，可以脫機使用；
d)?? ?軟件集沖擊臺控制和沖擊數據采集為一體，設備操作方便、標校簡單。

圖 6自動生成試驗報告

3.3.1 測量軟件的功能
??? ?具有測量量程設置功能，有效提高信號分辨率；
??? ?自動增益調整，FIR數字無級濾波；
??? ?具有沖擊波形自動參數測量功能，可以自動顯示沖擊加速度峰值，脈沖寬度及速度變化量等參數；
??? ?具有單次采集和連續采集功能；
??? ?具有歷史紀錄顯示，存儲，最大值最小值統計功能；
??? ?提供數據庫管理功能，實現采集參數的自動保存和加載；測量數據保存和復現；
??? ?采集的數據能形成試驗報告、word文檔，方便用戶打印沖擊曲線和后期文檔制作；
??? ?提供GJB150、GJB360A、GB/T2423、GJB548A、GJB1217、MIL-STD-810F等標準容帶；
3.3.2 主要技術指標
a）?? ?峰值加速度： 1～5000g；
b）?? ?脈沖持續時間：100ms～0.2ms；
c）?? ?可以連接各種加速度傳感器和放大器。
沖擊測量儀也可以獨立使用，用于其余沖擊碰撞臺的使用。測量系統的連接示意圖如圖 7所示。

圖7 測量系統的連接示意圖

4、 系統的功能與技術特點：
4.1 主要系統功能
控制方式：采用計算機控制測量分析系統，臺體控制與沖擊采集測量分析一體化完成，實時顯示測量試驗的波形及參數，并將試驗波形及數據以報告形式存儲或打印出來。
4.2 系統的技術性能
a)?? ?沖擊工作臺具有較高的固有頻率,沖擊時高頻雜波小；
b)?? ?采用一體鍛造鋁合金平臺，大質量底座，富余度極大的鍍鉻導軌，使產品有足夠的剛度和較長的使用壽命；
c)?? ?采用全自動高精度位移傳感器測量提升高度，沖擊重復性高；
d)?? ?通過提升兩套同步提升索提升，提升力大，在沖擊過載較小時，可以安裝超過額定載荷2倍以上的負載；
e)?? ?系統自帶大質量緩沖底座，能大大減小沖擊時產生的高頻雜波，使沖擊波形更加平滑。
f)?? ?采用全自動驅動，結構簡單，可靠性高。并且無污染，可以保持環境干凈、衛生。
g)?? ?采用高效驅動，大大提高了沖擊試驗效率。
h)?? ?可以很方便地實現大脈寬和小過載試驗。
4.3 主要技術特點
a）?? ?基于Windows10及以上的控制系統：全自動遠端控制界面，操作者只需輸入簡單的數值，沖擊控制測量儀能準確的完成沖擊試驗；
b）?? ?升降高度的控制：采用全自動高精度位移傳感器控制升降高度控制，計算機自動控制、識別臺面的升降高度，準確度高，重復性能好；
c）?? ?可靠的剎閘系統：采用鎖緊機構，在更換沖擊墊時可靠鎖緊工作臺，配上手動安全銷，絕對保證操作人員的安全；
d）?? ?方便的二次反彈控制：控制鎖緊單元的快慢來控制二次反彈，實現方便、可靠；
e）?? ?高性能的鍛造鋼制臺面：鍛造鋼制臺面具有很高的強度和硬度以及高的一階諧振頻率，噪音低，無雜波產生；
f）?? ?安裝方便：設備自帶高性能緩沖隔振裝置，無需專用地基，安裝方便、可靠；
g）?? ?完善的測量系統：系統內存各種波形容差帶，方便用戶調整、套用，自動完成試驗結束后的試驗報告生成；
h）?? ?系統的兼容性能：可與多種沖擊測量分析軟件系統兼容，提供用戶更多的選擇空間。
4.4 系統優勢
a)?? ?系統優勢系統自帶大質量緩沖底座，不需要專用地基，占地面積小，安裝方便；
b)?? ?采用半正弦波形發生器，不僅方便了脈沖寬度的調整，并且可以較精確地調整脈沖寬度；
c)?? ?操作全部在計算機上完成，使用方便，自動化程度高；系統保留了手動操作功能，在檢修時，可以脫機使用；
d)?? ?軟件集沖擊臺控制和沖擊數據采集為一體，設備操作方便、標校簡單。

5、 產品質量可靠性技術方案：
所謂可靠性是指產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的能力。是產品質量的重要組成部分。無論是設計者、生產者還是使用者都十分關心產品的可靠性。可靠性設計的目的就是保證產品的固有可靠性，保證產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能。
垂直機械沖擊試驗臺用于考核或驗證試品在恒加速度環境下完成規定功能的能力，是試品可靠性保證體系的重要環節。因此設備本身的可靠性就顯得尤為重要。如果本身沒有必要的可靠性保證，就無法考核試品的可靠性。主要采取的可靠性保障措施：
5.1.認真貫徹執行ISO9001標準。
5.2.嚴格貫徹現行技術標準，校對和審核嚴格把關。
5.3.在滿足預定性能指標的前提下，總體方案力求電路結構盡量簡化，采用集成化、積木化、模塊化技術。所用元器件的品種、數量盡量少。
5.4.采用國內外經實踐證明的成熟技術和新技術。
5.5.采用經過實踐證明可靠性高的結構模式。
5.6.采用保證產品環境適應性的防護技術和措施。
5.7.影響產品可靠性指標的關鍵件采用降額設計法、熱設計、容差設計、防振設計、電磁兼容設計。
5.8.提高產品機構動作的可靠度和靈敏度
5.9.選用失效率五級以上的元器件。
5.10.力求離心機結構合理，各部件裝拆方便。
5.11.提供必要的專用工具。
5.12.各零部件及標準電氣元件要求互換性好。
5.13.設置半自動或全自動故障檢測點。
5.14. 確定影響可靠性的關鍵件和重要件。
5.15.對關鍵件和重要件制訂內控標準、嚴密的工藝路線，建立有設計人員參與
的質量管理部門。
5.16.在零件加工過程中，嚴格工藝紀律、質量紀律、實行“五查”工作法。
5.17.在部件、整機裝配過程中，嚴格執行《通用技術條件》和《產品技術文件》。
5.18.嚴格按《電子專用設備使用服務規范》編制產品使用說明書。
5.19.為使用部門培訓操作人員和維修人員。
5.20.提供充足的備件、附件、易損件。
5.21.嚴格包裝中的工藝紀律，防止產品在儲存、運輸過程中損壞或降低性能。
5.22.按有關標準要求進行必要的環境試驗。
5.23.作好設備的質量信息及反饋工作。
5.24.有計劃的進行用戶調查，建立產品質量檔案。