Файл: Видершайн, М. Н. Производственный контроль параметров элементов цифровой автоматики.pdf

Между каждым из э т т испытаний перерыв не должен быть более трех дней за исключением последовательности: влажное тепло, первый цикл — холод; в этом случае перерыв между испы­

ным из всех видов механических воздействий. Объясняется это значительным многообразием различных источников, которые могут оказать воздействие на испытуемую аппаратуру.

Различают синусоидальные одночастотные вибрации, много­ частотные синусоидальные вибрации и случайную вибрацию.

Соотношение между ускорением, амплитудой и частотой вибра­ ционной нагрузки для случая синусоидальной вибрации можно определить из следующих уравнений. Мгновенное значение откло­

(вибрирующего) согласно указанному закону, необходимо найти

Для получения значения g в см/с2 в последнюю формулу необходимо подставить Л в см; <о— рад/с; t — с; / — Гц.

Ускорения в единицах силы тяжести определяют путем деле­ ния полученного результата на 152.

При проведении испытаний на вибрационную нагрузку обычно выделяют три стадии: предварительное выявление резонанса, испытание на вибропрочность и виброустойчивость и оконча­

64

тельное выявление резонанса. При предварительном выявлении резонанса изделие подвергают вибрации с определенной ампли­ тудой во всем диапазоне частот, установленных техническими условиями. При этом проверяют параметры изделий и определяют частоты и амплитуды ускорений, при которых возникают резо­ нансные явления. Далее проводят испытание образцов на вибро­ прочность или виброустойчивость. Рекомендуется применение следующих методов: метод качающейся частоты, испытание на резонансных частотах, испытание на заранее заданных (фиксиро­ ванных) частотах или испытание в условиях случайной вибрации.

При испытании изделий методом качающейся частоты устанав­ ливают амплитуду смещения или ускорения, частотный диапазон и длительность испытаний; при испытании на резонансных или заранее выбранных частотах эти частоты амплитуды смещения или ускорения и длительность испытаний указываются в техни­ ческой документации. После проведения испытаний на вибро­ прочность или виброустойчивость проводят окончательное выявле­ ние резонансных частот. Затем образец вновь подвергают вибра­ ционной нагрузке по всему диапазону частот и определяют резо­ нансные частоты.

Результаты сравнивают с первоначальными данными о значе­ нии резонансных частот. При их совпадении резонансные частоты считают окончательно установленными.

Испытание на вибрационную нагрузку методом качающейся частоты является предпочтительным. В случае невозможности использования этой методики могут быть применены другие способы. При этом в длительность испытаний на вибропрочность или виброустойчивость на заранее заданных или резонансных частотах должно входить общее время, в течение которого образец может подвергаться такой вибрации при эксплуатации.

Испытание на вибрацию на резонансных частотах рекомен­ дуется применять в случаях, когда образцы обладают мало выра­ женными резонансными частотами. Методика испытаний с заранее выбранными частотами применяется, когда условия эксплуатации вызывают преобладающее влияние вибрационных нагрузок только на определенных частотах. Испытание на вибропрочность или виброустойчивость методом качающейся частоты с дополнитель­ ным проведением испытаний на резонансных частотах проводят, иногда у образца наблюдается несколько ярко выраженных резо­ нансов при наличии других, более слабых резонансов.

Испытание на вибропрочность или виброустойчивость методом качающейся частоты без выявления резонансных частот произ­ водят в случае, когда известно, что резонансные явления у изде­ лия отсутствуют.

Испытания на вибропрочность проводят в нерабочем (невключенном) состоянии. При испытании на вибррустойчивость аппара­ тура находится в рабочем состоянии и во время испытаний про­ водятся измерения электрических параметров изделий.

Крепление элементов к вибростенду может быть произведено или только за выводы, или за корпус и выводы. При креплении элементов за выводы места крепления, если дополнительно не указаны другие значения, следует располагать на расстоянии 6 мм от корпуса элемента. Особо необходимо обращать внимание, чтобы внешние соединения, предназначаемые для проведения измерения и подключения питания, имели бы минимальную массу и минимальное влияние на результаты испытания. При испыта­ нии аппаратуру крепят к вибростенду обычным способом, преду­ смотренным ее конструкцией. Следует избегать применения раз­ личных дополнительных креплений. В случае, если аппаратура эксплуатируется с амортизаторами, то и испытания ее произ­

менения.

Когда результаты испытаний зависят от расположения центра тяжести, в технических условиях указывают положение аппара­ туры при испытании и расположение ее по отношению к воздей­ ствующим силам.

При проведении испытаний малогабаритных изделий на воз­ действие вибрации большое внимание уделяют выбору правиль­ ного метода крепления изделий к столу вибростенда. Точность полученных результатов в значительной степени определяется тщательностью обработки конструкции необходимых приспособ­ лений. Проектирование этих приспособлений и их расчет проводят с учетом массы и размеров, а также количества одновременно испытуемых изделий.

Приспособления рекомендуется проектировать в виде сплош­ ного куба или квадратной пластины, прикрепляемых к столу вибратора в одной или четырех точках. Испытуемые изделия крепят либо непосредственно к приспособлениям, либо к спе­ циальным монтажным платам, которые устанавливают на при­ способлениях с применением эпоксидных клеев. Обычно приспо­ собления изготавливают из алюминиевых сплавов, причем наи­ более предпочтительной является конструкция в виде куба. В этом случае имеется возможность размещения испытуемых изделий одновременно в трех взаимно перпендикулярных пло­ скостях по трем сторонам куба.

Собственную резонансную частоту куба / 0 выбирают из усло­ вия

/о > ( 1 ,5 - 2 ) f,

где f — верхняя частота заданного диапазона.

При таком выборе резонансной частоты ускорение в любой точке куба не будет отклоняться от ускорения, создаваемого вибрационной установкой, более чем на 25%.

66

Резонансная частота куба или пластины определяется по фор­ муле

Г800 „

Л>= — кГц-

где а — длина ребра куба или стороны пластины в мм. Толщину пластины h определяют по формулам:

при закреплении в одной точке

она в 2— 3 раза превышала верхнюю граничную частоту заданного диапазона.

Толщину монтажной платы и расстояние между монтажными отверстиями обычно подбирают экспериментально таким обра­ зом, чтобы резонансная частота платы вместе с испытуемым изде­ лием была выше верхней частоты заданного диапазона.

До проведения испытаний необходимо снять частотную харак­ теристику приспособления. Для этого в контрольных точках,

вибрации, поддерживают постоянным ускорение, измеряя его по показаниям контрольного датчика вблизи места крепления приспособления к платформе вибратора, и одновременно прове­ ряя показания датчика, установленного в наиболее удаленной точке приспособления. Если показания обоих датчиков отли­ чаются не более чем на 25% во всем диапазоне заданных частот, то конструкция приспособления считается пригодной для прове­ дения испытаний. Испытательные вибрационные установки обес­ печивают синусоидальное основное движение образца и при этом точки крепления образца двигаются по параллельным направ­ ляющим. Максимальная амплитуда вибрации в точках крепления в любом направлении, перпендикулярном основному, не должна превышать 25% от заданной амплитуды основного колебания.

В процессе испытаний контролируют общее содержание гар­ моник ускорения в точках крепления образца. Допустимо содер­ жание гармоник не более 25% от установленной амплитуды по основной частоте испытаний. Искажение кол'ебаний измеряется в диапазоне частот до 5 кГц или на частоте, в 5 раз превышающей частоту испытания, и при этом учитывается большая величина.

Допуска на амплитуду вибрации в контрольных точках, указывае­ мых в технических условиях, принимают по амплитуде смещения

на амплитуду вибрации. По частоте допуски не должны превы­ шать ± 1 Гц при частоте до 50 Гц и ±2% при частоте свыше 50 Гц. При определении резонанса измерение частоты производят с до­ пуском ±0,5% или ±0,5 Гц, при этом учитывается большая величина.

При всех стадиях испытаний — первоначальном выявлении резонанаса, испытании на вибропрочность или виброустойчивость и при окончательном выявлении резонанса образцы подвергаются вибрации в трех взаимно перпендикулярных осях. Во время вы­ явления резонанса проводят исследование образца для определе­ ния частот, на которых выявляется отказ образца или ухудшение его параметров вследствие вибрации и возникают механические резонансы. Все эти частоты и амплитуды вибрации регистрируют для возможности последующего сравнения с данными, которые будут получены при окончательном выявлении резонанса. Во время испытаний для предварительного определения резонансных частот целесообразно обеспечить установку изделия в рабочее состояние.

Испытание на вибрацию на резонансных частотах произво­ дится обычно в случаях, если число таких частот не превышает четырех. В других случаях целесообразнее проводить испытания методом качающейся частоты. При испытаниях на резонансных частотах последние регулируют таким образом, чтобы они пол­ ностью совпадали с собственной резонансной частотой изделия.

При окончательном выявлении резонанса необходимо преду­ смотреть время, в течение которого у образца восстановятся свойства, которые он имел перед проведением испытаний. После проведения всех испытаний измеряют электрические параметры изделия и проверяют его механические свойства. В технических условиях для проведения испытаний изделий на вибрацию ука­ зывают методику испытаний, оси вибрации, допустимые магнитные помехи, способ крепления, необходимость учета центра тяжести изделия, положение контрольной точки, диапазон частот, ампли­ туду вибрации, длительность испытаний. Кроме того, необходимо указывать электрические параметры, которые измеряются в про­ цессе и по окончании испытания.

Испытания на виброустойчивость проводят под электрической нагрузкой при воздействии вибрации в трех взаимно перпендику­ лярных направлениях по отношению к изделию.

68