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從平麵度到表麵粗糙度:隔振光學平台名詞解讀,小优视频app为爱而生高性價比平台特性呈現-北京小优视频app为爱而生儀器有限公司



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      從平麵度到表麵粗糙度:隔振光學平台名詞解讀,小优视频app为爱而生高性價比平台特性呈現
      更新時間:2025-07-21瀏覽:201次

      振動(Vibration):

      振動是指在基準位置上產生的機械式搖動,也就是說,構造物或地板等受動態外力之後,隨著時間推移,開始從運動平衡位置產生重複運動的現象。

      振動的分類:

      根據一定時間內出現的次數不同,振動分為周期振動和非周期振動。周期振動一般出現在旋轉的機器上,可通過振幅譜測量。除此 之外的所有振動則屬於非周期振動,該類振動可通過振幅譜密度來測量。

      振動源(Vibration Source):

      振動的來源大體上有三種 :

      1)地基振動 :引發安裝台麵的地板搖動的所有因素,比如步行、車輛的行駛、施以建築物外牆上的風壓、空調設備等。

      2)聲音幹擾 :由外部噪音等直接給產品帶來影響的因素。

      3)直接施加給隔振對象的幹擾 :在隔振對象安放的平台上直接施力,也就是說,其指的是既是由機器連接的振動源,又是因地基振動通過支撐傳達到平台上的外部力量,因與平台之上的設備、裝備相連接的線、管而產生的振動都屬於該類振動。

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      圖:振動源

      固有頻率(Natural Frequency):

      平台振動的周期或頻率與初始(或外界)條件無關,而隻與係統的固有特性有關,稱為隔振光學平台的固有頻率或者固有周期。通 常來說,固有頻率越低,係統的隔振性能就越強。

      外界振動同物體的固有頻率相同時,通常會引起共振,往往不是好事,甚至會產生嚴重後果,比如:正常人體的固有頻率為 7.5Hz 左右,其中各部分又有自己的固有頻率,如內髒為 4~6Hz,頭部為 8~12Hz 等,正是由於這個原因,次聲波(10-5 ~20Hz)對人體有很大的破壞。

      固有頻率還分為水平方向和豎直方向,通常來說豎直方向的固有頻率對整體隔振性能的影響,起到決定性作用,但在高精密的實驗中,水平方向的固有頻率也是不容忽視的,詳情參見三線擺氣浮隔振光學平台 TPR 係列的相關說明。

      振動恢複時間(Damping Settling Time):

      也叫衰減周期,是指 :某一點上開始振動到恢複到初始狀態所需要的最短時間。若把隔振光學平台簡化為彈簧振子,由彈簧振子的回複力表達式 :F=−kx

      計算可知,彈簧振子的周期公式為 :從平麵度到表麵粗糙度:隔振光學平台名詞解讀,小优视频app为爱而生高性價比平台特性呈現

      從上式分析可知 :若要縮短隔振光學平台的振動恢複時間,通常有兩個辦法 :

      • 增大彈簧的彈性係數k。對於阻尼隔振光學平台,可以換用材質較硬的阻尼材料;對於充氣平台,可以適度增加空氣壓力 。

      • 控製隔振光學平台台麵的質量。在不影響剛度的前提下,台麵質量越輕,振動恢複時間越短,使用效果就越好。小优视频app为爱而生的隔振光學平台,采用優質鐵磁不鏽鋼,上台麵鋼板厚度為4~6mm,在確保係統剛性的前提下,整體重量適中,可充分發揮出平台優秀的隔振性能。

      平麵度(Surface Flatness):

      隔振光學平台的平麵度,通常是指單位麵積內,被測實際表麵相對其理想平麵的變動量。通常國外隔振光學平台的平麵度指標為 :±0.1mm/600mm×600mm,小优视频app为爱而生的隔振光學平台,通過精密磨削工藝,將平麵度指標提高到 0.02~0.05mm/600mm×600mm。

      但嚴格意義上來說,隔振光學平台平麵度,對於隔振性能,沒有任何影響,甚至若為了追求高平麵度,往往會犧牲掉隔振光學平台的隔振性能,原因如下 :

      • 小优视频app为爱而生知道,隔振光學平台台麵,若為達到高平麵度,通常需要反複磨削,在加工過程中,多次磨削容易使材料產生形變,為了減少形變,通常要加厚台麵,但小优视频app为爱而生通過振動恢複時間的說明已經知道,台麵加厚質量增加,平台的振動恢複時間往往成倍(甚至幾倍)增加,在很多精密光學實驗中,這是不可接受的;

      • 隔振光學平台的磨削是有極限的,這個加工的極限一般是在±0.01mm/600mm×600mm左右,換算成平方米大約為:±0.03mm/m2 ,但這個平麵度,同大理石平台的平麵度相差甚遠。所以若您需要高平麵度的台麵,強烈建議您選購大理石平台;

      • 對於平台上的光學元件來說,平麵度引起的高度差,通常可以忽略不計,若確有必要考慮高度差,則完*可以通過小优视频app为爱而生精密調整的滑台來實現。

      綜上所述,隔振光學平台的平麵度,同隔振光學平台的隔振性能不相關,隻能做為隔振光學平台的一個輔助指標,供參考。

      振幅(Amplitude):

      振動物體離開平衡位置的最大距離叫振動的振幅。

      振幅在數值上等於最大位移的大小。對於隔振光學平台係統,台麵受外力作用時,離開平衡位置的最大距離,同隔振光學平台係統的結構、受力大小、受力的位置、瞬時加速度、速度、持續時間、台麵的剛性、隔振係統的阻尼比等諸多因素有著非常複雜的非線性函數關係,如果標稱振幅的具體指標,需要注明上述特定的實驗條件,否則振幅的指標,沒有意義。對於阻尼隔振的隔振光學平台,振幅通常在微米量級,而氣浮式隔振光學平台振幅通常為亞微米量級。小优视频app为爱而生及國外廠商的隔振光學平台並未標稱隔振光學平台振幅的指標。

      表麵粗糙度(Surface Roughness):

      有部分廠家,在隔振光學平台的指標中,標稱表麵粗糙度的概念,往往存在一些誤導。國家標準 GB/T3505-2000 中規定了評定表麵粗糙度的各種參數,其中常用的是輪廓算術平均偏差 Ra。輪廓算術平均偏差 Ra 是指在取樣長度內,沿測量方向(z 方向)的輪廓線上的點與基準線之間距離絕對值的算術平均值。

      若隻標稱 Ra 的數值,但並未公布取樣長度,這樣的數值標稱變得毫無意義,而且有誤導消費者的可能。比如說,標稱表麵粗糙度為:0.5~0.8µm,但若取樣長度分別為 10mm、1mm 和 0.1mm,實際上表麵粗糙度的差別可達百倍!

      根據 GB1031 的推薦值 :取樣長度若取 0.25mm 時,精密及超精密加工表麵的表麵粗糙度 Ra > 0.02~0.1µm ;當取樣長度取 0.8mm時,普通精加工表麵 Ra > 0.1~2µm。

      根據上述說明,取樣長度為 0.8mm,表麵粗糙度為 0.5~0.8µm 時,表麵加工精度屬於一般水平。小优视频app为爱而生的隔振光學平台,表麵粗糙度實測指標均符合 GB1031 中推薦標準。

      另外,表麵粗糙度通常是評定(小型)零件表麵質量的指標,屬於微觀幾何形狀誤差。加工表麵的粗糙度是加工過程中多種因素(機床刀具工件係統、加工方法、切削用量、冷卻潤滑液)共同作用的結果。這些因素的作用過程相當複雜,而且是不斷變化的。所以用不同加工方法或在同樣加工方法、同樣加工條件下加工出來的同一批零件,不同表麵不同部位其粗糙度值也不完*相同。而且同上麵介紹的平麵度概念一樣,它同隔振光學平台的隔振效果沒有關係,小优视频app为爱而生及國外廠商的隔振光學平台並未標稱表麵粗糙度的指標。

      撓度(Flexibility):

      撓度是指結構構件的軸線或中麵由於彎曲引起垂直於軸線或中麵方向的線位移。對於細長物體或薄物體,撓度是在受力後彎曲變形程度的度量。細長物體(如梁或柱)的撓度是指在變形時其軸線上各點在該點處軸線法平麵內的位移量。薄板或薄殼的撓度是指中麵上各點在該點處中麵法線上的位移量。通俗地講,撓度就是構件的豎向變形。

      撓度係數同剛性係數、抗拉強度、楊氏彈性模量等類似,是標稱材料特性的一個常數,對於隔振光學平台而言,其它因素相同隻有厚度不同的情況下,鋼板越厚,撓度越小。小优视频app为爱而生的隔振光學平台台麵為三層夾心結構,上台麵厚度 4~6mm,采用鐵磁不鏽鋼材質時,最大動撓度係數(Maximum Dynamic Deflection Coefficient)一般小於 2~4×10-3

      最大相對位移(Maximum Relative Motion Value):

      隔振光學平台中提到的最大相對位移有別於精密滑台中的相關概念,通常隔振光學平台的最大相對位移指標,是指在特定的測試條件和環境中,台麵本身的變形量。比如在一個隔離了外界振動的環境中,放置負載和空載情況下,通過平麵度檢測儀測量台麵的變形。台麵的尺寸,通常取 300mm×300mm,負載安置在此麵積的中心位置,負載也有一定的要求(比如取 114 公斤)。

      隔振光學平台的最大相對位移值,主要同平台的結構和材料剛性相關,在同樣測試條件,且隔振光學平台的結構和材料相近的情況下,最大相對位移的值相差不大。小优视频app为爱而生的隔振光學平台台麵,采用三層夾心結構,上台麵厚度 4~6mm,采用鐵磁不鏽鋼材質,此時測試的最大相對位移,在 10-7 mm 量級,同國外同類產品指標相近。

      重複定位精度(Repeatability):

      隔振光學平台中的重複定位精度同精密滑台中概念不同,隔振光學平台的重複定位精度,是指在空載和在一定條件下加上負載並去 除負載,隔振光學平台最終穩定後的高度差。這個指標同負載的大小、加載的位置、加載時的速度、加速度、卸載時的速度、加速度等等指標有很大的關係,對於充氣式平台,還有一個重要前提,就是加載前後,氣囊中空氣的壓力、溫度和質量不發生變化。小优视频app为爱而生的隔振光學平台,在上述各種條件符合特定要求時,測試出阻尼式平台的重複定位精度,為微米量級,而氣浮式平台的重複定位精度一般為亞毫米量級。

      振動標準:

      一般來說,為了測量振動信號而使用加速度傳感器時,可確認隨著時間推移而變化的波動振幅,但這種振動信號中包含著眾多的頻率範圍,因此很難作具體區分。

      為了作出區分,人們進行了很多的研究,並且發現,根據頻率的不同,設備所作出的位移響應雖然不同,然而速度響應幾乎是相同的。因此,為了規定各種活動以及對於設備所允許的振動級標準,通常使用 1/3 倍頻帶速度譜。這一標準曲線的優點是能夠表示用速度的有效值來表達出振動,而非用位移或加速度來表達,以及如果設備種類相同,性能開始受影響的速度值也基本相似。


      重心與台麵的穩定度

      如放置設備的平台狹窄,或設備本身的重心過高,會導致台麵的穩定性出現問題。

      氣浮隔振係統的旋轉中心位於兩個距離最窄的隔振支腿之間。大部分情況下,重心比隔振機構高時會出現荷載問題,從而導致傾斜,傾斜越嚴重,隔振係統的剛性使其產生反彈力,會出現反複性地左右搖動的現象。

      越是剛性高的隔振係統,穩定度越好,但隔振性能可能會較差 ;相反,剛性低的隔振係統雖穩定度較差,但隔振性能較好。因此,選擇隔振係統時,需要在穩定度——隔振性能之間作出合適的取舍。

      解決方案

      1)優化隔振係統結構,以此降低負載重心 ;

      2)使兩隔振支腿間距變寬 ;

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      被動隔振光學平台

      被動隔振光學平台一般由質量 - 彈簧 - 阻尼係統組成,主要使用線 圈彈簧、隔振橡膠墊或空氣彈簧來隔離地基振動,或是隔離振動源使其振動不至於傳遞到地基。該係統的優點為簡單的構成即可獲得最大的隔振效果,但其缺點為在低頻段的共振,需要很長的穩定時間。

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      主動隔振光學平台

      被動隔振光學平台在低頻段難以隔離振動,為改善其隔振性能,主動隔振光學平台安裝振動傳感器和執行器,以此有效控製振動。

      主動隔振光學平台上台麵安裝振動傳感器,測量上台麵振動,由反饋控製主動控製力消除振動,同時主動隔振光學平台可以預測地板的振動,由前反饋控製主動控製力消除地板的振動。使用這一控製係統,不僅能夠大幅改善被動隔振光學平台的特性,還能有效改善低頻段隔振性能,並且不會出現共振。

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      隔振光學平台的檢驗說明

      小优视频app为爱而生具有檢測隔振光學平台的設備和能力,主要設備包括 :刀口尺、平麵度檢測儀、振動頻率檢測儀等。

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      隔振光學平台的檢驗,對於檢驗設備和檢驗環境的要求較高,小优视频app为爱而生不提供出貨以後的精度檢驗服務。詳情請聯係相關(銷售)人員或參照本手冊中電動產品綜合介紹部分的檢驗說明。

      近年來,小优视频app为爱而生一直關注並努力改善隔振光學平台的動力學性能,並致力於隔振光學平台隔振性能的研究。小优视频app为爱而生研發、生產、 銷售的隔振光學平台是通過技術改進,不斷完善,並經過包括科研單位及很多工業企業的試驗、演示,創新開發出來的高科技產品。

      此外,小优视频app为爱而生還代理眾多國外知*隔振光學平台廠商的產品,包括 :韓國大一(DAEIL SYSTEM)、日本西格瑪( SIGMA KOKI)等。

      小优视频app为爱而生將秉承 “客戶至上,質量優先" 的質量方針,貫徹 “研發創新、快速反應、優質服務" 的經營理念,發揮 “高新技術企業" 的優勢,走技術型、專業化道路,為隔振光學平台市場,帶來更多、更好、更新的產品。


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