ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.03.2025
Просмотров: 237
Скачиваний: 1
18
Резиновые изделия могут иметь любые размеры и разнообразную конфигурацию, путём вулканизации прочно соединяются с металлической арматурой, что позволяет изготовлять амортизаторы с различными характеристиками, в том числе и с нелинейными. Резинометаллические амортизаторы компактны, просты, несложны в производстве, могут быть установлены под любым углом к направлению действия нагрузки.
Резина способна выдержать большие относительные деформации, которые полностью или в очень значительной степени могут быть упругими, обладает внутренним трением, обеспечивающим поглощение энергии колебаний, когда они связаны с деформированием резиновых деталей конструкции. У различных марок резин эти свойства различны.
К недостаткам резинометаллических амортизаторов следует отнести сравнительно высокую частоту собственных колебаний (20..33 Гц). Резина не способна долгое время выдерживать большие деформации, по истечении некоторого времени характеристики амортизатора ухудшаются. Явление изменения физико-механических характеристик резин во времени известно под названием «старение». Старение является преимущественно химическим процессом. Оно происходит под влиянием атмосферных воздействий, солнечных лучей и различных агрессивных сред, например, паров топлива и масел. Скорость старения в значительной степени зависит от напряжённого состояния резины. Незащищённая поверхность резинового амортизатора, подвергнувшаяся старению, становится более твёрдой, теряет эластичность и прочность и покрывается мелкими волосовидными трещинами. Для защиты от старения резиновый массив амортизаторов иногда подвергают воскованию.
Резинометаллические амортизаторы в настоящее время находят весьма ограниченное применение в бортовой радиоэлектронной аппаратуре. Это объясняется в основном их температурными ограничениями и, в некоторой степени, недостаточным внутренним демпфированием. Однако возможности резинометаллических амортизаторов ещё далеко не исчерпаны.
Рис.П.4 Амортизатор типа «АЧ»
19
Об этом говорит не только обширная номенклатура выпускаемых серийных амортизаторов, но и обилие латентных заявок на амортизаторы, основным упругим
элементом которых является |
натуральная или синтетическая резина. |
Условия эксплуатации |
резинометаллических амортизаторов АП и АЧ: температура |
от -45о до +80оС, частоты |
вибрации от 22 до 2000 Гц при амплитудах от 1.2 мм на |
низких частотах до 0.002 мм на высоких частотах.
Амортизаторы относятся к группе среднечастотных, при номинальной нагрузке частота собственных колебаний в вертикальном направлении 10-15 Гц и в горизонтальном направлении 15-25 Гц.
К недостаткам амортизаторов можно отнести следующее. Резина плохо переносит действие радиации и солнечных лучей. После пребывания на солнце в течение 20 ч поверхность резинового массива покрывается мелкими трещинами, приводящими к разрушению амортизатора. Амортизаторы весьма чувствительны к низким температурам. При температуре около -30оС амортизаторы начинают затвердевать, упругость их уменьшается на 50%, жёсткость повышается, частота собственных колебаний возрастает. При температуре -60оС они полностью затвердевают и делаются непригодными для виброизоляции. Только после продолжительной работы при частоте 50 Гц и выше амортизаторы начинают немного разогреваться, при этом частично восстанавливаются их виброизолирующие свойства.
В результате старения резины при хранении амортизаторов в течение шести месяцев их жёсткость может увеличиться на 15%. Амортизатор обладает невысокой вибропрочностью и может выходить из строя из-за недостаточно прочного присоединения арматуры к резиновому массиву. Поэтому допустимое статическое напряжение на поверхности при вулканизации резины к металлической арматуре не превышает 35 Н/см2. Средняя вибропрочность амортизатора составляет 40-50 ч.
3.Амортизаторы пружинные с воздушным демпфированием.
Если в резинометаллических амортизаторах резиновый массив работает и как упругий элемент, и как демпфирующий, то в пружинном амортизаторе с воздушным демпфированием эти функции разделены между двумя самостоятельными элементами. В качестве этого элемента такой амортизатор обычно имеет спиральную пружину с цилиндрическим, коническим или экспоненциальным профилем. Экспоненциальная пружина обеспечивает равночастотность амортизатора. Пружина, по существу, не обладает заметным внутренним трением. Её собственные колебания затухают очень медленно. Поэтому в амортизаторах стальная пружина заключена в резиновый баллончик с калиброванным
отверстием, сквозь которое при |
работе амортизатора проходит воздух, возникающее при |
||||
этом трение обеспечивает необходимое демпфирование. |
|||||
По |
виброизоляционным |
характеристикам |
эти |
амортизаторы |
превосходят |
резинометаллические амортизаторы. Частоты собственных колебаний амортизаторов в
осевом направлении |
составляют 8..10 Гц, в |
боковом – 15..18 Гц. Виброизоляция |
аппаратуры |
||
при вертикальной вибрации начинается с |
частот 10..12 Гц |
при амплитудах колебания |
до |
||
1 мм. При действии |
горизонтальной вибрации виброзащита |
возможна с частот |
20..25 |
Гц. |
|
На более низких частотах наступает резонанс, воздушное демпфирование даже при нормальных окружающих условиях не обеспечивает полного эффекта.
Амортизаторы могут использоваться преимущественно в системах, обеспечивающих статическую нагрузку вдоль оси амортизатора. Вибрационную нагрузку в боковом направлении амортизаторы могут воспринимать при соблюдении некоторых ограничений. Использование воздуха в демпфере приводит к тому, что при изменении климатических условий (температура, влажность), а также при увеличении высоты полёта качество демпфирования значительно ухудшается и практически может совсем исчезнуть.
В лабораторной работе используются амортизаторы типа АД (рис.П.5).
20
Рис. П.5 Амортизатор типа АД.
В амортизаторах данного типа применена фасонная пружина, обеспечивающая равночастотность амортизатора, то есть при нагружении пружины различным весом (в
допустимых условиях) отношение |
коэффициента |
жёсткости |
к |
массе |
колеблющейся |
системы остаётся примерно постоянным. |
|||||
Интервал рабочих температур |
амортизаторов |
АД лежит |
в |
пределах |
от 60оС до |
+70оС. В условиях низких температур колебания амортизаторов иногда носят явно выраженный апериодический характер. Частоты собственных колебаний амортизаторов в условиях низких температур и пониженных давлений несколько возрастают вследствие увеличения упругости подмороженного резинового демпфера. Высокая температура окружающей среды, как показали исследования, на работу амортизаторов не влияет.
Амортизаторы АД могут работать при атмосферном давлении 190 мм Hg и влажности 95..98% при температуре +20оС.
Согласно техническим условиям амортизаторы предназначены для эксплуатации в
условиях вибрации с частотой до 80 Гц |
при ускорении до 5g и при воздействии удара |
вдоль оси с ускорением до 4g и |
длительностью импульса 0,005..0,015 с. Однако |
испытания и опыт эксплуатации показывают, что амортизаторы АД способны удовлетворительно работать в условиях вибрации до 2000 Гц при ускорении на высоких частотах до 10g.
В нормальных условиях частоты собственных колебаний нагруженных амортизаторов находятся в пределах 8..10 Гц. Испытания амортизаторов АД на ударную нагрузку выявили сравнительно удовлетворительные качества. Применяя эти амортизаторы, можно в некоторых случаях снизить ударные ускорения примерно в 2,8 раза.
21
4.Амортизаторы пружинные с фрикционным демпфированием.
Вбольшинстве резинометаллических и воздушно-демпфированных амортизаторах демпфирование невелико тили непостоянно, и амплитуда относительного перемещения на резонансе значительно превышает допустимое значение.
Уменьшение амплитуды возможно благодаря увеличению демпфирования, которое конструктивно достигается введением в амортизатор элементов, работающих с сухим трением. Они обеспечивают силу трения, величина которой постоянна в течение всего времени действия нагрузки и не зависит от относительной амплитуды вибрации.
Применение амортизаторов с сухими трением позволяет решить вопрос о защите аппаратуры при крайних значениях температуры. Даже при более простых условиях работы они могут демпфировать колебания лучше, чем резинометаллические или воздушно-демпфированные амортизаторы.
Однако у амортизаторов с фрикционным демпфированием имеются два основных недостатка. Для такого амортизатора существует критическая амплитуда возбуждения, при превышении которой быстро возникает резонанс (на резонансной частоте). И второе, виброизоляция ухудшается, когда амплитуда возбуждения уменьшается при увеличении частоты (амортизатор «запирается»).
Для установившейся амплитуды возбуждающей вибрации на низких частотах,
амортизатор с сухим трением ослабляет колебания значительно сильнее, чем амортизатор с вязким трением (внутреннее демпфирование материала или воздушное демпфирование). Это происходит потому, что сила вязкого демпфирования, действующая на изолируемый объект, увеличивается прямо пропорционально частоте возбуждения. Если же применяется сухое трение, то демпфирующая сила остаётся постоянной.
На резонансной частоте амплитуда смещения обычно гораздо больше, чем амплитуда в области изоляции. Таким образом, постоянство демпфирующей силы может оказаться невыгодным.
На частотах далёких от резонансных, амортизатор с сухим трением обеспечивает практически постоянную передачу колебания, если ускорение возбуждающей вибрации постоянно.
Опорный амортизатор типа АФД с фрикционным демпфированием предназначен для защиты авиационной аппаратуры от воздействия вибрации.
22
Рис. П.6 Амортизатор АФД
Амортизаторы предназначены для эксплуатации в условиях температуры окружающего воздуха от 60о до +150оС, относительной влажности 95..98% при температуре +40оС и давлении до 5 мм рт.ст. Амортизаторы могут работать при вибрации любого направления в диапазоне частот до 300 Гц с ускорением до 10g, действующих на основание амортизаторов в вертикальной плоскости по направлению к амортизируемому объекту, до 5g от амортизируемого объекта, а также при линейных ускорениях до 10g, действующих в горизонтальной плоскости в любом направлении и в вертикальной плоскости в направлении от основания амортизатора к амортизируемому объекту.
Амортизаторы АФД в зависимости от допустимой нагрузки вдоль оси разделяются на девять типоразмеров.
Частота собственных колебаний амортизаторов в осевом направлении 13..17.Гц, в боковом - 24..26 Гц. Амортизатор может безотказно работать в течение 500 ч, на протяжении двух лет с момента его установки.
Амортизаторы АПН предназначены для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от -60о до +150оС, относительной влажности 95..98% и давлении воздуха до 5 мм рт.ст. в условиях воздействия инея и росы.
Кроме того, амортизаторы в тропическом исполнении способны работать в условиях солнечной радиации, грибков и морского тумана.
Амортизаторы предназначены для защиты РЭА от вибрации с частотой до 2000Гц, действующей в любом направлении, при амплитуде смещения 1 мм до частоты 35 Гц и при максимальном ускорении до 50g у верхней границы диапазона. Допустимое ускорение ударов достигает 12g при длительности импульса 0, 10..0,015 с.
23
Литература
1. Справочник конструктора РЭА / Под редакцией Варламова Р.Г., «Сов. радио», 1972
2.Защита РЭА от механических воздействий А.Д. Князев, Москва, 1967
3.Фролов А.Д. Теоретические основы конструирования и надёжности РЭА М: Высшая школа, 1970
4.Суровцев Ю.А. Амортизация радиоэлектронной аппаратуры. Москва, Советское радио,1974
5.Карпушин В.Б. Вибрации и удары в радиоаппаратуре. Москва: Советское радио,1971.