机械设备服务介绍

压铸机作为金属成型领域的核心装备，其运行过程中的振动与冲击直接关系到压铸件的尺寸精度、设备部件的疲劳寿命及生产现场的安全隐患。为确保振动与冲击测试的科学性、可比性，行业需严格遵循一系列国家标准与行业规范——这些文件不仅定义了测试的术语、仪器要求，更明确了测点布置、工况设定、数据处理及结果评价的具体规则。本文将系统梳理压铸机振动与冲击测试涉及的核心标准，拆解执行过程中的关键要点。

基础通用标准：振动与冲击测试的底层逻辑

任何测试的前提是统一术语与仪器性能。GB/T 2298-2010《机械振动、冲击与状态监测 词汇》作为基础标准，明确了“振动加速度”“冲击峰值”“有效值”等核心术语的定义，避免测试过程中的概念混淆。例如，该标准将“振动速度有效值”定义为“振动速度信号的均方根值”，这是评价机器振动烈度的关键参数。

仪器性能直接影响测试数据的准确性。GB/T 29531-2013《机械振动与冲击 测试仪器的性能要求》规定了振动与冲击测试系统（包括传感器、数据采集器、分析仪）的技术指标，如传感器的频率响应范围（对于压铸机振动测试，通常选择10Hz-10kHz的加速度传感器）、灵敏度误差（不应超过±5%）、线性范围（需覆盖被测信号的峰值）。此外，GB/T 13823.1-2009《振动与冲击传感器的校准方法 第1部分：基本概念》要求传感器在测试前需通过校准，校准证书需包含灵敏度、频率响应等关键参数。

这些通用标准为压铸机的振动与冲击测试提供了“语言”和“工具”的保障，确保不同测试机构的结果具有可比性。

振动测试专用标准：工业机器的振动测量与评定

压铸机属于“工业机器”类别，其振动测试需遵循GB/T 6075系列标准。其中，GB/T 6075.1-2012《机械振动 在非旋转部件上测量评价机器的振动 第1部分：总则》规定了振动测量的基本要求：测试应在机器的非旋转部件上进行（如压铸机的动模板、压射缸体），测量方向需覆盖三个正交方向（垂直于地面的Z轴、水平径向的X轴、水平轴向的Y轴），因为不同方向的振动反映了不同部件的问题（如Z轴振动可能源于地基松动，X轴振动可能源于拉杆不对中）。

针对中大型工业机器，GB/T 6075.2-2018《机械振动 在非旋转部件上测量评价机器的振动 第2部分：50kW以上、额定转速120r/min至15000r/min的工业机器》进一步明确了振动限值。例如，对于额定转速在600r/min-3600r/min之间的机器（多数压铸机的液压泵转速在此范围），振动速度有效值的允许值为：刚性安装时不超过4.5mm/s，弹性安装时不超过7.1mm/s。这些限值是基于大量工业机器的可靠性数据得出的，超过限值意味着机器存在潜在故障。

此外，行业标准JB/T 10173-2018《压铸机 技术条件》针对压铸机的特点，补充了关键部位的振动要求：动模板在额定锁模力下的振动速度有效值不应超过4.5mm/s，压射缸体在高速压射工况下的振动加速度峰值不应超过10m/s²。这些要求更贴合压铸机的实际运行场景，是企业出厂检验的重要依据。

冲击测试专用标准：瞬时载荷的测试与分析

压铸机的压射过程（尤其是高速压射阶段）和锁模过程会产生瞬时冲击，这类冲击需遵循GB/T 14127-2009《机械振动与冲击 术语 冲击与冲击响应谱》及GB/T 32343-2015《机械振动与冲击 冲击测试方法》的要求。GB/T 14127定义了“冲击脉冲”“冲击峰值加速度”“脉冲持续时间”等术语，其中“冲击峰值加速度”是评价冲击强度的核心参数——对于压铸机的压射机构，该参数直接反映射料杆撞击料筒底部的冲击力大小。

GB/T 32343规定了冲击测试的方法：首先需确定冲击的类型（压铸机的冲击多为“半正弦脉冲”，因压射过程是加速-减速的过程），然后选择合适的传感器（冲击加速度传感器的频率范围需覆盖1kHz-10kHz，以捕捉瞬时冲击信号），传感器的安装方式需采用螺纹连接（避免粘结或磁吸导致的信号衰减）。测试时，需记录冲击信号的时域波形，从中提取峰值加速度、脉冲持续时间等参数。

行业规范方面，JB/T 13074-2017《冷室压铸机 安全技术要求》要求锁模机构的冲击峰值加速度不应超过20m/s²，否则可能导致锁模拉杆的疲劳断裂。这一要求是基于锁模机构的材料疲劳极限（如45钢的疲劳极限约为250MPa）计算得出的，确保冲击载荷不会超过材料的承受能力。

行业特定规范：压铸机关键部位的测试重点

压铸机的振动与冲击主要源于两个核心机构：压射机构和锁模机构。行业规范（如中国铸造协会发布的《压铸机运行状态监测指南》）明确了这两个机构的测试重点。对于压射机构，测试点需布置在压射缸体后端（反映压射油缸的振动）、射料杆后端（反映射料杆的冲击）、料筒支座（反映料筒的振动）；对于锁模机构，测试点需布置在动模板中心（反映锁模力的均匀性）、拉杆支座（反映拉杆的振动）、锁模油缸座（反映锁模油缸的冲击）。

以压射机构的高速压射阶段为例，《指南》要求测试时需记录压射速度（需达到额定值的±5%）、压射力（需达到额定值的±10%），因为这些参数直接影响冲击的强度——若压射速度过高，射料杆的冲击峰值加速度会显著增大；若压射力不足，则可能导致压铸件填充不足，同时振动也会异常。

此外，液压系统是压铸机振动的另一来源（如液压泵的脉动、溢流阀的溢流冲击）。行业规范要求测试液压泵的进出口管道振动（测试点布置在泵的进出口法兰处），振动速度有效值不应超过3.5mm/s（参考JB/T 7039-2006《液压泵 技术条件》），否则需检查泵的安装精度（如泵与电机的同轴度需小于0.05mm）或液压油的粘度（需符合设备说明书的要求）。

传感器布置：从振动源到测点的精准匹配

传感器的布置直接决定测试数据的有效性。根据GB/T 6075.1的要求，测点需靠近振动源——对于压铸机的压射机构，振动源是压射油缸的活塞运动，因此测点应布置在压射缸体的后端（距离活塞密封件100mm-200mm处）；对于锁模机构，振动源是动模板的往复运动，测点应布置在动模板的中心位置（此处振动最能反映锁模力的分布）。

每个测点需测量三个正交方向：Z轴（垂直于地面）、X轴（平行于压射方向）、Y轴（垂直于压射方向）。例如，动模板的Z轴振动反映地基或锁模拉杆的垂直松动，X轴振动反映压射方向的不对中，Y轴振动反映锁模机构的水平不平衡。传感器的安装方式需根据测点的材质选择：若测点是金属表面，优先采用螺纹连接（M5或M6的螺纹孔，深度需大于10mm）；若无法加工螺纹，可采用磁吸底座（但需确保磁吸力度大于传感器重量的5倍，避免振动时脱落）。

需注意的是，传感器与测点之间不能有间隙（如油漆、油污），否则会导致信号衰减。例如，若测点表面有油漆，需用砂纸打磨至金属本色，再用酒精擦拭干净，确保传感器与测点完全接触。

测试工况：模拟实际运行的参数设定

测试工况需覆盖压铸机的实际使用场景，否则测试结果无法反映设备的真实状态。根据JB/T 10173-2018的要求，压铸机的振动与冲击测试需在以下工况下进行：空载工况（无压射料、锁模力为0）、额定工况（压射料为额定重量、锁模力为额定值、压射速度为额定值）、最大工况（压射料为最大重量、锁模力为最大值、压射速度为最大值）。

每个工况的运行时间需满足：空载工况需运行30分钟（让设备达到热稳定状态，液压油温度升至40℃-50℃），额定工况需连续运行1小时（模拟批量生产的状态），最大工况需运行15分钟（验证设备的极限性能）。测试需在工况稳定后进行——例如，额定工况下，需待压射速度连续5次稳定在额定值的±5%范围内，再开始采集数据。

以压射机构的冲击测试为例，工况设定需包括低速压射（0.1m/s-0.5m/s）和高速压射（1m/s-5m/s）两个阶段，因为低速压射的冲击主要来自射料杆的启动，而高速压射的冲击主要来自射料杆的制动（撞击料筒底部）。通过对比两个阶段的冲击峰值加速度，可判断压射系统的缓冲装置（如氮气蓄能器）是否有效——若高速压射的冲击峰值是低速的3倍以上，说明缓冲装置可能失效。

数据处理：从原始信号到有效结果的转化

原始信号需经过处理才能用于评价设备性能。根据GB/T 29531-2013的要求，数据采集频率需至少为被测信号最高频率的5倍（Nyquist定理）——对于压铸机的振动信号（最高频率约为1kHz），采集频率需设置为5kHz以上；对于冲击信号（最高频率约为10kHz），采集频率需设置为50kHz以上，否则会导致信号混叠（即高频信号被错误地显示为低频信号）。

振动信号的处理主要包括时域分析和频域分析：时域分析用于提取峰值、有效值、峰峰值等参数（如动模板的振动速度有效值），频域分析（通过傅里叶变换）用于识别主导频率（如液压泵的转速频率为100Hz，若振动信号的主导频率为100Hz，则说明振动源于液压泵的脉动）。冲击信号的处理主要是提取峰值加速度和脉冲持续时间（如射料杆的冲击峰值加速度为8m/s²，脉冲持续时间为10ms），同时可绘制冲击响应谱（SRS），分析设备对不同频率冲击的响应特性——若SRS在某一频率处出现峰值，说明该频率的冲击会对设备造成最大损伤。

数据的有效性需通过重复性验证：同一测点在相同工况下的三次测量结果，变异系数（标准差与平均值的比值）不应超过5%，否则需检查传感器安装是否牢固、工况是否稳定。例如，若某测点的三次振动速度有效值分别为4.2mm/s、4.5mm/s、4.3mm/s，平均值为4.33mm/s，标准差为0.15mm/s，变异系数为3.46%，符合要求；若三次结果为3.8mm/s、4.6mm/s、4.1mm/s，变异系数为8.7%，则需重新测试。

现场环境：排除干扰的测试条件控制

现场环境的干扰会导致测试数据偏差，需根据GB/T 6075.1的要求进行控制。首先是环境振动：测试现场的地面振动速度有效值不应超过被测机器振动速度有效值的10%，否则需选择在车间其他设备停止运行时测试，或在传感器与机器之间加隔振垫（但隔振垫的频率需低于机器振动的最低频率，避免共振）。例如，若被测机器的振动速度有效值为4mm/s，环境振动需小于0.4mm/s，可通过测试地面的振动来验证。

其次是温度：传感器的工作温度范围通常为-10℃-+60℃，现场温度需在此范围内——若现场温度超过60℃（如夏季车间温度），需对传感器进行降温（如用风扇吹），避免灵敏度下降；若温度低于-10℃（如冬季室外测试），需对传感器进行预热（如用手握住传感器5分钟），确保正常工作。

最后是电磁干扰：测试现场需远离强电磁场（如电焊机、高频炉、高压线路），因为电磁干扰会导致传感器输出信号出现杂波（如波形上的高频尖峰）。若无法避免，需采用屏蔽电缆（如双绞屏蔽线）连接传感器与数据采集器，并将电缆接地（接地电阻小于10Ω），以减少电磁干扰的影响。