Файл: Горелов, В. А. Механические колебания в радиоэлектронике.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 0
- 134 - печитй допускаеі.шй уровень перегрузки с наименьшими затратами.
Отсюда основной целью расчета амортизации на пенополиуретане
является определение минимальной толщины и необходимой пло щади амортизирующих прокладок.
Толщина амортизирующей прокладки долзна быть достаточной для того, чтобы обеспечить надежную защиту изделия как при обычных, так и при низких температурах транспортирования.
Поскольку свойства материала заметно изменяются с изменением
температуры, то при определении минимальной толщины проклад
ки необходимо воспользоваться |
огибающей максимумов перегру |
зок* которые могут возникнуть |
в процессе возмогши: колебаний |
теі,тературы окружающей среды. |
Поэтому расчетные кривые Q = |
= G ( q, ) для каждой толщины прокладіш должны содергать правую ветвь, принадлежащую кривой, построенной для темпера
туры |
|
20°С, и левую ветвь кривой, соответствующей |
темпера- |
||
туре |
- 60°С. |
Из |
рис.3.15 Еидно, что хотя ординаты |
результи |
|
рующих |
кривых |
G |
= G ( cj, ) и близки к ординатам минимумов |
||
кривых |
для каинатной температуры, все не мез'ду ними есть |
различие, Кроіле того, ударные импульсы вдоль кривой G=(x(q,) для комнатной температуры имеют более пологий фронт по срав нению с соответствующими ударными импульсами для низких тем ператур. На морозе форма импульсов приблинается к трапецие видной, а в этом случае, как известно, коэффициенты дина мичности принимают наибольшие значения по сравнению с други ми формами импульсов (за исключением импульсов прямоугольной формы).
Большую опасность таких импульсов учитывают коэффициентом
•запаса по ускорению, который в этом случае принимается не меньше 1,5.
- 135 -
Рассмотрим пример расчета амортизации с применением пенополи уретана для генераторного триода ГУ-5Б.
Вес лампы 2 кгс. Опорная площадь в направлении оси -лямтты равна 80 см2* а в боковом направлении - 200 смр. Разрушащее уско
рение л^мпы найдено с помощью ударных испытаний. С этой целью были определены собственные частоты колебаний её элементов и подобрана толщина пенополиуретановой прокладки, создающая при мерно одинаковое нагружение всех узлов прибора.
Было установлено, что максимально лампа выдерживает ускорение
125 g . При коэффициенте запаса, равном 1,5, допускаемая пе
регрузка будет равна 83 ß .
Высота падения упаковки принята равной 90 см. В соответствии с кривыми, изображенными на рис. 3.16, получаем необходимую
толщину прокладки 4 см и удельное статическое давление
g = 15 г/см^. Однако чтобы обеспечить давление в 15 т/aß,
необходима опорная площадь прокладки 2000 : 15 = 133 см2 , а
не 80 см^, как это имеет место в направлении оси лампы.Поэто му необходимо предусмотреть возможность увеличения опорной
площади основания лампы. Простое расширение размеров торцевых
прокладок до 12x12 см |
не |
является |
в данном |
случае наилуч |
шим решением задачи, |
так как, |
с одной |
стороны, |
есть основание |
опасаться, что выступающая за контуры лампы часть прокладки
при её сжатии не полностью вовлекается в работу, и потому на ша цель по увеличению опорной площади достигается лишь частич но, а,с другой стороны,надо предусмотреть, чтобы прокладка чем-то удерживалась еще и от боковых смещении. Простым реше нием может базъ использование картонной кэробЕИ 2 размером
19x19 a ß и высотой 4,5 до, с щюкяадкой из пенополиуретана
- 136 - толщиной 4,0 см и площадью ІІхІІ см2 (рис.3.20). Как пока
зали измерения, такой комбинированный амортизатор вполне
обеспечивает надлежащую защиту лампы ГУ-5Б в направлении,сов падающем с её осью.
Защита дамки в боковом направлении имеет ванную особенность.
$
Она состоит в тем, что основная масса лампы сосредоточена в
нижней её части, где расположен массивный радиатор. В резуль
тате эту часть надо защищать прокладкой, имеющей большую опорную площадь, с тем расчетом, чтобы при максимальных уда
р а х^ бокового направлении лампа перемещалась без заметного
крена в сторону более тяжелой части. Это достигается конст-
руктивныг.ш мерами. Используем,например, |
картонную розетку 5 . |
во всю высоту лампы, назначение которой |
фиксировать положе |
ние боковых прокладок из пенополиуретана. Перераспределение площади опирания боковых прокладок достигается увеличением их размеров в два раза в той части, которая располагается против радиатора лампы. В результате опорная площадь лампы в боковом направлении составляет: 10-9 + 10*4,5 = 135 см2,
2С00 |
о |
а статическое давление -j^g— |
= 14,3 г/с:.г. Превышение |
фактического давления (рис.3.16) по сравнению с давлением,
соответствующим минимуг.іу кривой & = |
G ( |
), благоприятно |
|
сказывается на работе амортизации, |
так как в этом случае на |
||
дежнее гарантируется непопадание в |
более |
опасную зону, |
рас |
положенную левее области минимума. |
|
|
|
0Верх лампы защищается такой же |
картонной коробкой 2 |
с |
прокладкой из |
Пенополиуретана, к£к и её низ, причем, здесь, |
дополнительно |
вставляется картонный цилиндр 3, предохраняю |
щий штыри ламп |
от чрезмерных перегрузок. |
- 137 -
Габаритные размеры всей упаковки для одной лампы составляет
20*20.30 сгл3. Общий вид упаковки представлен на рис. 3.20.
В заключение заметим, что поскольку изложенный выше рас
чет амортизации содержит ряд упрощающих предположений, то его
надо рассматривать как ориентировочный. Поэтому прежде чем
окончательнд утвердить конструкцию упаковки, требуется её
всесторонняя экспериментальная проверка.
Рис. 3.20. Элементы пенополиуретановой |
. |
Ф.уѵг- |
|
амортизации триода ІУ-5Б |
;' • |
w |
; |
(I- боковая прокладка из.,пенополиуретана,!'г:/;# |
; |
2- картонная коробка, с пенополиуретановой, прок ладкой, 3- картонйый цилиндр, 4-триоД, 5- кар- - тонный элемент ) . ;■ .
-138 -
Гл а в а 4. МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ РАДИОЭЛЕКТ
РОННОЙ АППАРАТУРЫ. ПРОСТЕЙШИЕ РАС - ЧЕТЫ НА СОУДАРЕНИЕ
Ф
4.1.В в е д е н и е
Внастоящее время вопросы, относящиеся к механической црочности радиоэлектронных изделий, еще недостаточно изучены. Это объясняется отчасти сложностью решаемой задачи, отчасти тем, что рассматриваемая проблема находится на стыке несколь ких научных направлений, в том числе механики, электроники, радиотехники. Поэтому ныне установилась такая практика,когда элементы радиоэлектронных изделий проектируются как электротехнические устройства, предназначенные обеспечить или соз дать определенные электрические параметры, а их механический расчет, как правило, не производится, так как считается, что во многих случаях он себя не оправдывает и что гораздо проще иметь дело с проверкой готовых изделий испытаниями на механи ческие воздействия в лабораторных условиях или условиях,близ ких к эксплуатационным. И лишь в некоторых простейших случаях при проектировании приборов пользуются аналитическими метода ми расчета. При этом детали, размеры которых получены расчет ным путем, все равно подвергаются экспериментальной проверке, так как окончательный выбор размеров принадлежит эксперименту. Таким образом, механические испытания приборов я аппаратуры являются неотъемлемой составной частью процесса проектирова ния и производства радиотехнической аппаратуры и изделий элек троники. Правда, в последние годы возрос жштрвс ж ж азэаи2№ -
ческим расчетным методам, но из-за с ш е ш ш й е и |
Jga- |
- 139 -
диоэлектронных изделий и неточностей в описании механических воздействии эти методы еще не нашли широкого распространения. Можно назвать ряд работ, посвященных решению этой трудной задачи [ао], [iß] , [зб] , [в] , [зэ] . Следовательно, в нас тоящее время сложились два направления в разработке и созда нии радиоэлектронной аппаратуры - эмпирический, в основу ко торого доложены опыт, эксперимент, практика и, в частности, сравнение проектируемого образца изделия с его прообразом - - аналогом, уже известным в натуре, и расчетно-эксперимен тальный, в основе которого лежит инженерный расчет с после дующей корректировкой его по результатам стендовых испытаний. Большое распространение пока имеет первое направление -эмпи рическое, однако будущее принадлежит расчетным методам, осо бенно, если учесть быстрое внедрение в практику расчетов средств вычислительной техники.
4.2. Категории механических испытаний Для определения соответствия приборов требованиям тех
нических условии в процессе производства и проектирования радиоэлектронной аппаратуры применяют лабораторные (стендо вые), либо натурные механические испытании.
Установлено несколько категорий механических испытаний. а) В случае разработки новых типов приборов проводят
предварительные испытания образцов опытной партии с целью ус тановления соответствия этих рбразцов предъявляемым к ним требованиям и государственные испытания, имеющие своей целью провести полную проверку соответствия изготовленных образцов заданным условиям.. По результатам государственных испытаний решается вопрос о целесообразности пуска данного прибора раз
- З а
работанного образца в серийное ю ш массовое производство. б) На стадии серийного иди массового производства вводят
приемо-сдаточные, периодические (типовые) и поверочные испы тания. Приемо-сдаточные испытания осуществляются при сдаче каадой партии приборов, предъявленной изготовителем заказчи ку.
Периодические испытания имеют целью установить соответствие параметров прибора требованиям общих и частных технических условий. Как правило, их проводят не реже одного раза в год, а нередко и раз в квартал. Им подвергаются обычно приборы, отобранные из числа прошедших приемо-сдаточные испытания. Поверочные (сокращенные) испытания проводятся с целью опреде ления степени соответствия параметров приборов требованиям' ОТТ и ЧТУ в случае каких-либо* конструктивных или технологи ческих изменений. Характер их определяется теми изменениями, которые вносятся в конструкцию прибора.
В зависимости от величины нагрузки, воздействующей на прибор, различают три вид а лабораторных испытаний: на срок службы, ускоренные и повреждающие.
Испытания на срок службы по продолжительности близки к экспдуатационным. При ускоренных испытаниях действующая нагруз ка больше эксплуатационной, что приводит к быстрому выходу приборов из строя. Испытания на повреждающую нагрузку заклю чаются в том, что приборы подвергаются воздействию одной
жтт рстдя увеличивающихся нагрузок, приводящих к появлению отказа. Практикой установлено, что испытания следует прекра щать после того, чяч прибор выдержит четырехкратное превыше ние максимально допустимого значения нагрузки. Рассмотренные категории испытаний могут включать следующие
- I4I -
виды испытаний: испытание на вибропрочность и виброустойчивость при длительном Сот 24 до 96 часов) и кратковременном воздействии ( 3 - 10 часов), испытание на ударную устойчи вость (многократные), испытание на ударную прочность (много кратное), испытание на воздействие одиночных импульсов, испы тание на воздействие линейного ускорения, испытание на тран спортное воздействие, испытание на воздействие акустического шума и т.д. Режим испытаний, а также их последовательность оговорены в 0ТУ и ЧТУ. Наиболее распространенными видами испитаний являются испытания на вибропрочность и виброустойчи вость.
Под вибропрочностьа понимают способность аппаратуры сох ранять неизиѳнншіи рабочие параметры после цикла вибрационных воздействий, а виброустойчивость определяется способностью
её работать в условиях вибрации. Испытания на виброцрочность
е
цроводятся либо методом качающейся частоты, либо методом фик сированных частот. В первом случае весь диапазон частоту ко тором проводятся испытания, прогоняется за определенный про межуток времени (порядка 10 + 30 мин) сначала в направлении возрастания частот, затем за то же время обратно, потом опять туда и обратно и т.д. до тех пор, пока не закончится все вре мя испытаний.
Во втором случае диапазон частот, в котором предусмотре ны испытания, делится на ряд поддиапазонов, в каждом из кото рых на одной частоте изделие сразу испытывается в течение всего Бремени, отведенного для данного поддиапазона.Основное различие между этими методами состоит в том, что длительность непрерывного воздействия вибрации на каждой фиксированной частоте в первом случае значительно меньше (она измеряется