Файл: Липчин Ц.Н. Надежность самолетных навигационно-вычислительных устройств.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.07.2024

Просмотров: 137

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

стоит из множества элементарных участков. Вероятность безотказной работы скользящих контактов в соответст­ вии с. принятым понятием отказа можно определить по формуле

 

Р= м~м

,

(5.1)

г д е

M — общее количество

элементарных участков;

 

-Мотк количество

элементарных участков с

н е д о ­

 

пустимым

сопротивлением.

 

 

Преобразуя полученное выражение, умножив

числи­

тель и знаменатель его правой части на длину элементар­ ного участка, получим

 

Р=

S - 5 ™ , f

(5.2)

где

5 — путь скольжения;

а 5 0 Т к часть пути

скольже­

ния

с недопустимым сопротивлением.

 

Чтобы согласно этому выражению определить вероят­ ность безотказной работы, необходимо знать распределе­ ние контактного сопротивления в зависимости от времени работы, а это трудно из-за отсутствия соответствующей регистрирующей аппаратуры. Можно пользоваться вы­ ражением

Р = * - * о т к

t

(5.3)

где / — полная длина контактной

поверхности;

а /0 тк —

часть длины контактной поверхности с недопустимым со­ противлением.

В этом случае это отношение называют

надежностью

контактирования.

 

Долговечность скользящих контактов,

как правило,

лимитируется износом. Величина износа в

зависимости

от формы контактных элементов выражается в единицах объема, площади или длины.

Обеспечение надежности электрического контактиро­ вания и износоустойчивости является сложной практи­ ческой задачей. Успешность ее решения зависит от того, насколько полно учтены факторы, влияющие на контакт­ ное сопротивление и износ контактных элементов. В свою

очередь это

зависит от знания сущности и механизма

явлений, происходящих на контактных поверхностях.

Контактное

сопротивление представляет собой с у м м у

д в у х с о с т а в л я ю щ и х — п о в е р х н о с т н о г о и п е р е х о д н о г о • со - 138


противлении. Поверхностное сопротивление вызывается появлением поверхностных пленок в результате атмос­ ферной коррозии и пленок, возникающих при трений (фрикционные).

Переходное сопротивление возникает вследствие ше­ роховатости поверхности и стягивания линий тока к пло­ щадкам фактического контакта, что приводит к повыше­ нию плотности тока и появлению дополнительного сопро­

тивления.

 

 

 

 

т „ -

к .

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 5.1

Переходное

сопротивле­

Материал

 

ние

существует

всегда,

 

 

Примерная

однако

величина его не пре­

контакта

щетки

надежность

в %

вышает

 

10-8 —Ю-2 Ом. По­

 

 

 

этому

любое

заметное

уве­

ЗлХ—2,8

З л М - -800

100—97

личение

контактного

сопро­

тивления

(за

исключением

ЗлПл5

З л М - -800

96—93

ЗлПл—25

З л М - -800

92—72

механической

потери

кон­

ПлИ—10

П д И - -18

90—44

такта)

обусловлено

образо­

ПлИ—25

П д И - -18

100—33

ванием

 

изолирующих

пле­

ПлМ—8,5

П д И - -18

100—31

нок.

 

 

 

 

 

ПдИ—10

П д И - -18

90—80

Контактные элементы HB

 

 

 

обычно

 

изготовляются

из

 

 

 

благородных металлов

и сплавов, устойчивых

против

атмосферной коррозии, однако статическая устойчивость благородных металлов к воздействию агрессивных эле­ ментов внешней среды не является гарантией их устойчи­ вости в динамике.

Проведенные исследования и опыт эксплуатации по­ казали высокую надежность контактных пар при их под­

боре согласно табл. 5.1.

 

 

 

Материал по прочностным

 

свойствам следует выби­

рать таким образом, чтобы удовлетворялось

соотношение

 

/ < ^ - < 1 , 1 2 ,

 

 

°в.к

 

 

 

где сгв.щ предел

прочности

на

растяжение

материала

щетки;

 

 

 

 

Св.к предел

прочности

на

растяжение

материала

контакта.

В контактных устройствах, где износ контакта должен быть меньше, чем износ щетки, соотношение прочностных свойств выбирается из соотношения

< 1 .

139


Повышению надежности и долговечности скользящих контактов в значительной степени способствует правиль­ ный выбор методов и режимов обработки поверхности, к которым относятся:

гидроабразивная обработка;

полирование;

безабразивное полирование;

нагартовка.

W

Рис. 6.5. Петля гистере-

Рис. 5.6.

Зависимости

гистерезиса в

зиса

°/о

от прогиба

мембраны

Выбору каждого метода и режима обработки поверх­ ностей должно предшествовать проведение опытных ра­ бот.

5. Повышение степени упругости и прочности мано­ метрических блоков. Одной из основных величин, харак­ теризующих качество манометрических блоков, является гистерезис. При этом под гистерезисом принято понимать разность между прямым и обратным ходами мембраны при одном и том же давлении (рис. 5. 5).

Теоретическое исследование гистерезиса весьма слож­ но вследствие сложности его природы. Как показали исследования, возникновение гистерезиса связано с появ­ лением пластических деформаций в отдельных зернах металла, находящегося под нагрузкой. Величина пласти­ ческих деформаций зависит от нагрузки, структуры и со­ става материала, местных остаточных напряжений, воз­ никающих в материале при его обработке, и т. п. В то же время величина этих пластических деформаций, играю­ щих роль своеобразного внутреннего трения материала, определяет разницу в деформации материала при на­ грузке и при разгрузке, т. е. величину гистерезиса.

В результате исследования работы манометрических блоков в различных системах HB определялись зависи­ мо

мости гистерезиса от прогиба (рис. 5.6), толщины мате­ риала (рис. 5.7) и влияния механического старения (рис. 5.8). Были проведены следующие конструктивные изменения:

а) материал мембран бронза БрОФ ГОСТ 1761—70 заменен бериллиевой бронзой БрБ ГОСТ 1789—70;

б) по всей окружности мембран пайка по борту за­ менена роликовой электроконтактной сваркой;

Рис. 5.7. Зависимость гистерезиса в % от толщины материала в мм (по вертикаль­ ной оси — ход в % от

максимального)

0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0.17 0,18 0,190,200,2 Толщина, мм

в) внутренний диаметр трубопровода манометричес­ ких блоков увеличен с 0,3 до 1 мм;

г) введена стабилизация манометрических блоков при температуре и давлении, в 1,5—2,5 раза превышающем максимальное для соответствующих диапазонов. Это позволило устранить отказы приборов из-за негерметич­ ности манометрических блоков, повысить стабильность упругих свойств в процессе эксплуатации, предупредить отказы манометрических блоков в результате кратковре­ менных перегрузок, уменьшить сопротивление потоку воздушного давления (что особенно важно при малых

%>

N

 

 

 

 

Рис. 5.8.

Зависимость

 

 

 

І

гистерезиса в % от меха­

1 I

 

 

 

 

нического старения

1

1

L і

i 1 1

I !

io

150

5so woo

гооо

3000ч

 

 

скоростях),

а

следовательно,

повысить

точность и ста­

бильность приборов, имеющих в качестве датчика мано­ метрический блок.

6. Повышение надежности зубчатых передач. Основ­ ными требованиями, предъявляемыми к зубчатым коле­ сам, применяемым в HB, являются точность геометричес-

141


ких параметров и чистота поверхности, износоустойчи­ вость и антикоррозионная стойкость. Однако на надеж­ ность зубчатых передач существенное влияние оказывают минимальный статистический момент нагрузки ст) на валу двигателя, минимально допустимый предельный из­ нос зубьев (С п ), минимальная скорость івращения при­ водного двигателя и минимальное число зубьев ведущего колеса первой зубчатой пары.

Прикатку зубчатых колес существенно повышает на­ дежность зубчатой пары. При этом точность элементов колеса в процессе приработки не повышается, однако со­ пряженные профили взаимно прирабатываются, что в ко­ нечном счете повышает степень чистоты поверхности и улучшает плавность зацепления.

7. Повышение противокоррозионной устойчивости де­ талей и узлов. Так как HB эксплуатируются в различных атмосферных и климатических условиях, то при проекти­ ровании и производстве их следует учитывать влияние на долговечность деталей и механизмов влаги, холода, тепла, света, пыли, пониженного давления, радиации, вибраций и других факторов. Влага, постоянно содержа­ щаяся в атмосфере, ускоряет коррозию металлов и вследствие этого вызывает различные физико-механичес­ кие повреждения устройств. Низкая температура, как правило, увеличивает моменты трогания различных эле­ ментов (микродвигателей, потенциометров и т. п.) из-за загустевания смазки. Механизмы могут заклиниваться вследствие изменения размеров зазоров между деталями, материал которых имеет различные коэффициенты ли­ нейного расширения. Влажность резко ухудшает тепло­ изоляционные свойства материалов. Коррозия металла уменьшает точность и продолжительность работы меха­ низмов. Продукты коррозии загрязняют и портят внеш­ нюю отделку деталей устройств, снижая их механические характеристики.

Влияние света на материалы заключается главным образом в химическом разложении некоторых органичес­ ких материалов— пластмасс, красителей, тканей. Непо­ средственное воздействие солнечного света на натураль­ ную резину ведет к образованию корки на ее поверхнос­ ти. Растрескивание резины происходит главным образом под воздействием озона.

Основными мерами повышения устойчивости против коррозии деталей и механизмов HB являются:

142

правильный выбор Материала различных трущих­ ся пар;

обеспечение чистоты поверхности деталей после механической обработки под различные виды гальвани­ ческих и химических покрытий;

правильный выбор гальванических и лакокрасоч­ ных покрытий.

8.Нормализация и унификация конструктивных уз­

лов и отдельных элементов HB. Нормализация — это стандартизация, проводимая в масштабе завода, ведом­ ства. Под унификацией следует понимать устранение из­ лишнего многообразия изделий, сортимента и материа­ лов путем максимального объединения и сокращения их числа, а также использование в новых конструкциях де­ талей и узлов из ранее изготовленных устройств.

Нормализация и унификация позволяют использо­ вать в новых конструкциях узлы и детали, ранее спроек­ тированные и освоенные в производстве.

Степень нормализации конструкции определяется в процентах как отношение числа наименований нормали­ зованных деталей к числу наименований всех деталей в устройстве, умноженное на 100.

Степень унификации определяется также в процентах как отношение числа наименований деталей, заимство­ ванных из других устройств, к общему числу наименова­ ний всех деталей, умноженное на 100.

Нормализация и унификация узлов и деталей позво­ ляет сократить сроки проектирования и освоения новых систем, применять стандартную и универсальную техно­ логическую оснастку, специализированные станки, уста­ новки и т. п.

Так как нормализация и унификация проводятся с уче­ том применения максимального количества деталей и уз­ лов, уже внедренных в производство и проверенных в условиях эксплуатации, то они являются одним из ос­ новных источников повышения надежности.

5. 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Важнейшими мероприятиями, способствующими по­ вышению надежности, являются:

механизация и автоматизация технологических операций;

типизация технологических процессов;

143