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

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

- 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


 

“ 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-

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

о

— 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

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-