Файл: Мои лекции по Грачеву. РС-71.docx

Упругие свойства определяются характеристиками пружин 4 (металлических).

Параметры:

W - основное направление работы (это ограничивает варианты установки),

Рабочий диапазон температур -60°C... +150°С.

Этот амортизатор лишён недостатков виброизоляторов 1-го типа.

3. АПН - амортизатор пространственного нагружения (это модификация АФД).

Дополнительные диссипативные силы образуются за счёт трения шайбы о сухари, следовательно, возможны нагрузки не только в направлении W.

4. Плоскостные или чашечные амортизаторы АП (АЧ)

Резиновая шайба определяет упругие силы и упругие свойства амортизатора.

Здесь диссипативные силы имеют вид: гистерезисные потери. Основные параметры этого амортизатора совпадают с параметрами виброизоляторов типа АД, кроме требований разрежения.

Тема 3 «методика расчета системы виброизоляции на виброционные воздействия».

1. Статический расчет системы.

1. Определение координат центра тяжести объекта.

2. Определение реакции амортизаторов.

3. Выбор типа размера и варианта установки амортизатора.

1. Динамический расчет системы амортизации.

2.1 Определение жесткостных и инерционных параметров системы.

2.2. Определение парциальных частот системы.

3. Определение собственных частот системы.

4. Определение коэффициента динамичности.

5. Определение ускорения объекта.

Статический расчет системы. Определение координат центра тяжести объекта.

Исходным при проектировании системы амортизации являются не только параметры внешних механических воздействий, но и законченная компоновка устройства, т.е. считаются известными габариты устройства (блока), место установки, габариты, масса различных частей блока (узлы, детали), кроме этого существуют ограничения на типоразмер амортизатора. Необходимым является наличие всех характеристик для применяемого типа амортизатора.

На первом этапе в блоке аппаратуры выделяются элементарные узлы простейшей геометрической формы. При этом из сборочного чертежа всегда можно определить координаты центра тяжести этого элементарного блока относительно любой выбранной первоначальной системы координат. Для элементарного блока координаты его центра тяжести должны быть достаточно просто определяемыми. Рекомендуется первоначально выбирать систему так, чтобы одна ось проходила через ребро куба.

1. Определение реакций амортизаторов.

Различают две схемы нагружения амортизаторов: а) однонаправленная схема; б) пространственная схема нагружения.

а) Однонаправленная схема нагружения должна отвечать следующим условиям:

• реакция виброизоляторов и нагрузка на них образуют систему параллельных сил;

• блок в положении равновесия должен устанавливаться без перекосов;

где G- суммарный вес блока,P_i-реакции амортизаторов.

Эта система возможна при установке блоков без перекосов.

В однонаправленной схеме нагружения неизвестной является реакция амортизатора и число неизвестных зависит от количества амортизаторов. Реакции виброизоляторов определяются на основе уравнений статистики. Для однонаправленной схемы:

При n= 3, ищемP₁,P₂,P₃, (система из 3-х уравнений). Приn= 3 система статически определима, и мы из исходной системы непосредственно находим три неизвестных реакции. Приn= 4 система статически неопределима и необходимо четвертое уравнение. Его получают за счет введения дополнительного условия на расположение амортизаторов.

Дополнительные условия задаются за счет соответствующего выбора координат установки амортизаторов. Для такой системы P₁=P₂=P₃=P₄=G/4 . Здесь дополнительное условие – симметрия виброизоляторов – вылилось в подобное решение системы.

Всегда при иреакцияP₁=P₂= …= P_n = G/n

2. Здесь дополнительное условие таково:

Для того, чтобы система была статически определима необходимо задать n - 3 дополнительных условия!

б) Пространственная схема нагружения.

Таким образом для пространственной схемы нагружения неизвестными являются не реакции, а составляющие реакций. При nамортизаторах имеем 3nнеизвестных.

Из 6-ти уравнений определяем 6 неизвестных. Т.о. число дополнительных условий, которое необходимо задать 3n–6. Дополнительные условия получаем аналогично как и для схемы а).

Итак, считаем, что нам известны либо реакции (для схемы а), либо составляющие реакций (схема б). На этом расчет закончен.

Установка амортизаторов, выбор типоразмера амортизатора.

Амортизаторы ставятся под основанием. Координаты установки выбираются так, чтобы проекция центра тяжести блока находилась внутри треугольника, вершиной которого является проекция на основание точек крепления амортизаторов.

Выбор типоразмера амортизатора.

Амортизаторы классифицируются по типам и внутри каждого типа по типоразмерам. Конкретный тип амортизатора выбирается исходя из условий эксплуатации устройства. Конкретный типоразмер выбирается по статической нагрузке на амортизатор. В справочных данных приводятся либо номинальные нагрузки на амортизатор, либо диапазон нагрузок. Если задано: .

Выбор типоразмера амортизатора проводится на основании следующего неравенства: P_min<P_i<P_max, т.е. расчетная реакция должна лежать в диапазонеP_min…P_max.

Выравнивание блока в положение равновесия:

Используя условия выбора амортизатора, получаем: P₁– типоразмер №1,P₂– типоразмер №2.

Для трех амортизаторов:

Если установлены разные амортизаторы, необходимо дополнительно учитывать при расчете толщины прокладки первоначальную разницу габаритных размеров и амортизаторов.

Динамический расчет.

1. Определение инерционных и жесткостных параметров системы.

   1. Определение инерционных параметров.

m_i- масса – инерционный параметр системы при поступательном движении;

I_xx,I_yy,I_zz– моменты инерции при поворотном движении;

m– определяется суммирование масс различных частей, узлов, деталей блока.

где I_ii – собственный момент инерции всего блока относительного его центральных осей. Они определяются следующим образом:

–сумма собственных моментов инерции элементарных блоков относительно центров координатных осей этих блоков. Учитывая, что блоки простейших форм, их моменты инерции рассчитываются по таблицам.

–дополнительные моменты инерции, создаваемые блоком относительно координатных осей X,YилиZ.

2. Жесткостные параметры системы.

C_g– суммарная жесткость системы (динамическая).

Представляется в виде суммы динамических жесткостей системы или поворотных жесткостей.

Динамические жесткости виброизоляторов определяются по графикам динамической жесткости.

Эти графики сняты экспериментально. А – амплитуда вибрации основания.

C_gu– значение динамических жесткостей.

Характер зависимости – линейный. График дается для трех значений: P_min,P_max,P_min. Зная график зависимости и амплитуду вибрации основания, можно говорить об определении значений динамических жесткостей амортизаторов. Если графика нет, тоC_g= 1,1 … 1,2C, где С – статическая жесткость, определяемая по графику статической жесткости.

Динамическая жесткость системы определяется только через динамические жесткости виброизоляторов и не может быть изменена при выбранном типоразмере амортизатора. Поворотная жесткость определяется еще и координатами установки амортизатора и может быть изменена за счет изменения этих координат.

3. Определение парциальных частот.

Парциальные частоты определяются через инерционные и жесткостные параметры системы.