Лекція 17

ОСНОВИ ЗАХИСТУ ЕЛЕКТРОННИХ АПАРТІВ ВІД МЕХАНІЧНИХ ВПЛИВІВ

Для зменшення впливу зовнішніх механічних сил на об'єкт між об'єктом і основою, на якій він кріпиться і від якого передаються ці сили встановлюють пружні елементи - амортизатори. Аналіз системи основа - амортизатори - апарат досить складний. Основним припущенням при спрощеному аналізі є припущення лінійності характеристик амортизатора з одним ступенем свободи. Надалі, спрощуючи аналіз, будемо вважати, що амортизатор схильний зовнішньому періодичному впливу, спрямованого по осі.

Рис.17.1

Ефективність використання амортизаторів оцінюють відношенням амплітуди вібросмещенія А в точці підвісу до амплітуди коливань амортизується системи (маси) а

Для рассматриваемой системы уравнение движения амортизируемой массы при действии вибраций:

Має вигляд:

(17.1)

де m - маса що амортизується;

h - коефіцієнт тертя демпфуючого пристрою;

k - коефіцієнт пружності пружини;

- Абсолютне вібросміщення зосередженої маси.

Для сталого періодичного коливального процесу вирішення цього рівняння прийнято шукати у вигляді:

(17.2)

Після деяких математичних перетворень (підстановки (17.2) в (11.1)) отримаємо:

,

де - коефіцієнт демпфування амортизатора;

- Кутова частота власних незгасаючих коливань навантаженого амортизатора;

w - частота діючих вібрацій.

Визначаючи модуль величини а маємо:

Тоді ефективність використання амортизаторів:

(17.3)

При малих D коефіцієнт демпфування

або коефіцієнт передачі (коефіцієнт віброізоляції)

Залежності приведені на Рис.17.2

Рис.17.2

Аналіз рівняння (17.2) показує, що найбільша ефективність амортизації буде тоді, коли частота власних коливань системи буде менше частоти збудження, поділеній на

або.

Для співвідношень частот система з амортизаторами не зменшує, а збільшує коливання апарату. Отже, якщо відома частота збудження, то амортизатори повинні володіти такими параметрами, при яких їх власна частота в навантаженому стані повинна бути по можливості менше частоти збудження. У більшості випадків ставлення.

Взагалі система віброізоляції в зарезонансній області веде себе як фільтр нижніх частот, а при збігу власної частоти системи і частоти зовнішнього впливу переходить в резонансний режим.

Розглянемо спрощену методику розрахунку амортизації механічних систем з одним ступенем свободи.

Вихідними даними для розрахунку є: маса або вага ЕА, частота збурюючих коливань (у разі спектра частот - нижча частота спектра), допустима перевантаження ЕА.

Розрахунок проводиться в наступному порядку:

1. Обчислюється необхідний рівень віброізоляції h, величина якого визначається допустимої перевантаженням ЕА і максимальним прискоренням підстави за формулою:

Далі слід оцінити можливість його реалізації. Практика показує, що при одинарній амортизації досяжні значення. Тому при слід або знизити вимоги до віброізоляції, або перейти до подвійної або потрійної амортизації.

2.Визначим максимальне значення власної частоти:

3. Визначають максимально допустиму жорсткість всіх амортизаторів, виходячи з наступної формули:

4.Визначають динамічну силу F, що діє на ЕА

где Р – вага, а I – перегрузка.

5.Задаются кількістю амортизаторів (N від 3 до 8).

6.Визначають динамічне навантаження на один амортизатор:

7.Визначають максимальну жорсткість K_i одного амортизатора

8. Виходячи з параметрів P_i і K_i вибирають типорозмір амортизаторів. Якщо вимоги до P_i і K_i вдається поєднати, то розрахунок на цьому закінчується. При цьому навантаження P_i і жорсткість K_i можуть відрізнятися від розрахункових на 20 - 30%.

9. У разі несумісності вимог до P_i і K_i випливає висновок про неможливість виконати вимоги до віброізоляції при використанні існуючих віброізоляторів і одинарної амортизації.

Розташовують амортизатори симетрично щодо центру мас амортизуючого приладу.

Якщо розглянута амортизація не дозволяє отримати необхідну віброізоляцію, застосовують подвійну чи навіть потрійну амортизацію, при якій між підставою і приладом вводять проміжну амортизовану платформу.

Для зміни сумарної жорсткості системи віброізоляції застосовують паралельні, послідовні і змішані схеми з'єднання амортизаторів. Основні схеми з'єднання амортизаторів наведені на рис. 17.3

Рис. 17.3 - Схеми з'єднання амортизаторів

а, б - паралельне з'єднання, в - послідовне, г – змішане.

Існує три основні групи амортизаторів:

1.Резинометалличні (АП, АЧ - амортизатори плоскі, амортизатори чашкові). Приклад такого амортизатора наведено на рис.17.4.

Рис.17.4

Недолік - малі деформації, старіння, залежність від температури.

2. Металлопружинні - пружний елемент пружина (АПН - амортизатори просторового навантаження). Приклад такого амортизатора наведено

на рис. 17.5.

Рис.17.5

3Суцільнометалевий амортизатор типу ДК (дисковий) наведено на рис.17.6

Використання тих чи інших типів резонаторів залежить від умов застосування і використання ЕА, а також особливостей їх конструктивного рішення.

Дата добавления: 2014-01-07