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
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 |
ЗлПл—5 |
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 (Мст) 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