Файл: Горелов, В. А. Механические колебания в радиоэлектронике.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 66
Скачиваний: 0
- 128 -
динамичности, которые могут быть использованы в расчетах:
поямоуголъный импульс |
Я = 3 |
; |
|
ЯГ |
J |
полусинусоидальный импульс X =1.73 ^? = 3 . 46 ^(З. ІО) |
||
пилообразный импульс |
^ = f,-37 |
<~ = 2 , l ii-fT. |
Полученные выражения позволяют однозначно определять часто ту ^ системы амортизации ( Гц ). Для этого по заданному
пиково:,у значению перегрузки 'CL |
, создаваемой импульсом, |
||
и допускаемому уровню перегрузки |
G- йзделия на удар вычис |
||
ляем значение |
|
|
|
О |
£а |
|
|
|
|
|
|
Зная ііор:.у импульса и его продолжительность |
Т |
.определяем |
|
далее из выражений (ЗЛО) исколю частоту |
^ |
системы. |
По;ымо перегрузки з некоторых случаях интересуются необходи
мым свободны:.: хода.: амортизаторов. Его |
величина, |
очев:ідно, |
||||
должна быть не менее произведения статической деформации |
||||||
ЗСст= |
и коэйцщиента динамичности. Пользуясь (!орлуда- |
|||||
:ли (3.10), |
получаем для прямоугольного импульса |
X j A |
а-с~, |
|||
для полусинусоидального |
оссе |
|
( з . іі) |
и для |
игло |
|
образного |
г 2.7^ Q f |
_ ^ |
^ |
|
|
|
ЧТ г£
Вслучае нелинейных; амортизаторов п еловой формы импульса
параметры, характеризующие действие удара на систему,- могут быть вычислены методами, изледекнкмл е работе (27 ] . Нередко в расчетах заданный импульс заменяют эквивалентны:.!.
Такая замена основывается на равенстве конечной скорости а
о
конечного смещения основания пріт ударе.
Соответствующие параметры импульса - зквнвалокта определяют ся соотношениями
|
"Г |
“ 129 - |
|
|
т |
Л |
|||
а 3.тэ - |
j atftett |
|
7 |
|
j c t t l a ( i № . |
||||
|
2 |
• |
|
* |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
Так, при полусинусоидальной форме импульса |
|
||||||||
|
|
а э = |
$ |
а |
|
|
= |
т , |
|
|
|
|
ж |
|
_ |
3 |
<2 , 1Г9 - ^ тГ. |
||
а при пилообразной форме |
— |
||||||||
й э = |
|
||||||||
Пример. Подобрать амортизаторы к блоку аппаратуры весом |
|||||||||
ІОякгс |
по схеме рис,3.19, в |
, если на основание дей |
|||||||
ствует ударный импульс |
полусинусоидальной формы с |
||||||||
амплитудой ускорения OL = 25 g- и длительностью |
|||||||||
Т = 0,03 |
с. |
Принять |
б- - |
25. |
|
Пользуясь формулой (3.9), вычисляем собственную частоту сис
темы блок - амортизация |
^ ^ |
|
3,^ |
^ р.э |
|
ТГ |
~ |
0,03 |
С • |
Принимаем её равной 9 Гц. Число амортизаторов в соответствии с принятой схемой равно 4. Поэтому жесткость амортизатора
|
Л |
г-г |
|
|
С с то |
to - 56,5' |
= 8 КГ с/см . |
|
|
980* Ч |
|
|
|
|
|
Необходимый. свободный ход амортизатора должен быть |
|||
ОС |
> Ь_ІЕ_Л5 - |
з,4 6 *25* 980*0,01 ^ „ |
|
са |
" |
І Г Т з ^ Т э |
Деформацию, большую чем 7 см, могут обеспечить только пружин
ные амортизаторы либо резиновые шнуры. Останавливаясь на пру жинах, определяем диаметр d проволоки и средний диаметр
Dвитков. С этой целью используем зависимость
Г_ d 5- (г
8 д гі ’
где G- - модуль сдвига ( 8 • ІО5*кгс/см2), £ - |
высота пру |
||
жины в |
свободном состоянии.. Поскольку |
отношение Jj/^ рекомен |
|
дуется брать не менее 3 и не более 8 |
£із] . примем его рав |
||
ным 6. |
Считая, кроме того, £ = occß } |
получим: |
" |
&-3* £3-7 = 0, iS сП ,
Z i O 5
D = 0,35*6 > 2,1 см.
В итоге пружины, необходимые для защиты блока от удара,
р |
7 |
должны иметь длину 7 см (число витков L =* д- +2= |
+ 2= |
= 22), диаметр проволоки 3,5 мм и наружный диаметр витков
25мм.
3.10.Особенности расчета систем амортизации для транспортирования приборов
а) Расчетное механическое воздействие. Выбор типа амортизации упаковки
Во время эксплуатации или перед эксплуатацией приборы и аппаратура могут транспортироваться, иногда и повторно, из одного места в другое, претерпевая при этом разрушающее дей ствие вибрации и толчков, создаваемых транспортными средства ми или подвергаясь груба.у обращению.
Различны^ по характеру и многочисленные по своим прояв лениям, транспортные нагрузки настолько разнообразны, что введение всех их в расчеты не представляется возможным. При проектировании амортизации, предназначенной для транспорти ровки, целесообразно поэтому исходить из одного типа воздей ствия, которое должно быть наиболее опасным с точки зрения разрушения изделий. Таким воздействием не может быть транс портная вибрация, так как она обычно носит неустановившийся характер, а если в течение короткого промежутка времени её и можно принять за установившуюся, то разрушений амортизирован ного объекта за счет неё ожидать не следует, поскольку при этом колебания объекта обычно сбиваются подскакиваниями упа ковок ж не вызывают больших и длительных перегрузок.
- ІЗІ -
Для резиновых шнуров и пенополиуретана это тем более верно, что они обладают значительной демпфирующей способностью.
В результате основным динаглическш воздействием, которое приводит к повреждениям приборов при транспортировке, следует
считать ударное воздействие, причем за ударное воздействие, эквивалентное самым опасным сотрясениям, принимают удар, по лучаемый упаковкой при сбрасывании. Испытаниями на сбрасыва ние установлено, что упаковка скорее разрушается от малого числа падений с большой высоты,чем от большого числа падений с малой высоты. Поэтому в расчетах наиболее опасным воздейст вием принимается одиночное падение упаковки на одну из своих
граней с высоты, значение которой зависит от веса упаковки и
способа перегрузка. Так, в американской практике высоты па
дения упаковок при различных весах упакованных изделий берут ся в соответствуй с данными, приведенными в табл.6.
|
|
Таблица 6 |
|
Вес упаковки,кгс |
| Метод перегрузки |
[максимальная" |
|
'высота паде- |
|||
|
|
! |
|ния,- см |
0 |
* 9,1 |
Перебрасывается грузчиками |
107 |
9,5 |
т 22,7 |
Переносится грузчиком. |
91,4 |
23,1* 113,5 |
Переносится двумя грузчиками 76,2 |
||
ІІ4 * 227 |
Перемещается механическим |
|
|
|
|
оборудованием |
61 |
Японские фирмы гарантируют сохранность упакованных телевизо
ров при падении их с высоты 90 - 100 см. По другим зарубеж ным источникам [до] высота падения упаковок принимается в пределах.50 - 150 см.
-132 -
Вотечественной практике [і7] переносная радиоэлектронная аппаратура испытывается на прочность при свободном падении путем её сбрасывания с определенной высоты на войлочную прок ладку толщиной 15 мм, положенную на стальную плиту, вмонтиро
ванную в бетонное основание. При весе издеЛия до 10 кгс оно сбрасывается с высоты 75 см, при больших весах - с высоты
50 см. При этом сбрасывание аппаратуры производится из её ос новного эксплуатационного положения так, чтобы число ударов на грани равнялось 5, на ребра - 3 и на утлы- 2. Электронные приборы сбрасываются в упаковке четыре раза (па дение на дно, крышкой и двумя боковыми стенками) с высоты 90 см на твердую поверхность.
Поэтов в дальнейшем за расчетное механическое воздействие при проектировании амортизации* принято падение упаковок на жесткое основание. В настоящее время применяют амортизацию на пружинах, резиновых шнурах, картоне, пенополиуретане, пе
нополистироле и их комбинации. Обычно выбор системы аморти-
*
яягрпт с использованием того или иного амортизационного мате риала основывается на датттлг о механической прочности прибо ров, а также экономических соображениях.
Оценим амплитудное значение деформации упаковочного материа ла, при которой обеспечивается защита прибора весом ß от повреждений при ударе. Считая амортизацию линейной и дважды применяя теорему об изменении кинетической энергии для амор тизируемого тела { лачала на участке свободного падения упа ковки с высоты Н , а затем ,на перемещении 0Спі¥Х, соответст вующем максимальной деформации амортизирующего материала), получим:
- 133 -
Цр = р-н |
, |
Mjr |
_ П -г |
- СХпзк |
-го |
— н ^ іма.кс |
о |
||
Исключив отсвда член ^ / 2 . , находим |
|
|
||
PH |
= |
- Рх*а|и. + |
. |
При допускаемой перегрузке изделия, равной G
значение силы реакции упругого материала FПсКС=
но превышать величину РGr . Учитывая это, приходим к неравенству
,максимальное
СSC«,„„не до ле- ndKC
PH 4 Рос«« * ,
из которого получаем формулу для грубой оценки минимальной
амплитуды деформации амортизационного материала, при которой
2 _и
еще возможна защита прибора от повреждений при ударе: Согласно этой формуле, если Н = 90 см и G = 17j , то амплитуда колебаний амортизируемого прибора долнна быть не менее 12 см. Практика показывает, что при такой деформации
невыгодно защищать прибор ничем, коале подвесной амортизации. Конечно, деформации в 12 см можно добиться и в случае исполь зования упругих прокладок, но это окажется экономически неце лесообразным. Действительно,допуская, что предельное сжатие прокладки составляет 60 %, приходим к толщине прокладки
Т2 |
___ |
— -- = 20 см. |
Это бшіз. бы очень дорогая амортизация как |
0,6 |
|
из-за большого расхода амортизационного материала, так и
вследствие возрастания объема тары. Приблизительная граница применения подменой амортизации, с одной стороны, и картон ной, или пенополиуретановой, амортизации, с другей, находит ся в прѳдѳлеах 30+50 g..
б)Расчет амортизации на пенополиуретане При проектировании всякой амортизации следует стремиться обес-