20. Оценка виброзащищенности радиоаппаратуры

Для защиты аппаратуры от механических воздействий используются различные амортизаторы, поглощающие энергию колебательной системы или энергию удара. Амортизаторами могут быть специальные устройства, упругие прокладки, композиционные материалы, вязкоупругие полимерные и армированные материалы. В общем случае блок, закрепленный на амортизаторах, может иметь 6 степеней свободы и соответственно 6 резонансных частот (три за счет перемещения вдоль осей х, у, z и три за счет вращения). При известных значениях ω и ω0, пользуясь номограммой (рис. 1) для демпфированной амортизирующей системы, можно оценить степень эффективности амортизатора η (т.е. отношение амплитуд колебаний блока к амплитуде колебаний основания).

Зависимость коэффициен-та виброизоляции амор-тизируемого прибора от соотношения ω/ ω0 при различных значениях демпфирования

Коэффициент виброизоляции η прибора

определяется отношением амплитуды колебаний прибора на амортизаторе к амплитуде вибросмещения основания, на котором установлен амортизатор.

Если амортизаторы нельзя установить симметрично центру тяжести (рис. 2), то их нагруженность вычисляется по следующим формулам:

1-й амортизатор 2-й амортизатор

3-й амортизатор 4-й амортизатор

Где , , , - нагрузки н амортизаторы; P - вес блока;

, , , - расстояние между амортизаторами блока и координаты его центра тяжести относительно амортизаторов.

К расчету нагруженности несимметрично расположенных относительно центра тяжести амортизаторов

Некоторые преимущества имеют разночастотные амортизаторы. Их основным элементом является конусная пружина, которая при перегрузке осаживается, часть витков выключается и жесткость возрастает. Таким способом можно автоматически поддерживать fрез вдоль оси пружины примерно постоянной, поэтому их можно применять для блоков с несимметричным расположением центра тяжести. При этом значительно сокращается номенклатура амортизаторов. Например, от 0,25 до 16 кг достаточно только три их номера. Значение fрез таких амортизаторов около 7 Гц. К материалам для пружинных амортизаторов предъявляются весьма высокие требования. Они должны обладать устойчивыми упругими свойствами, достаточной прочностью, большим сопротивлением к ударным нагрузкам и большими пластическими деформациями. Для изготовления амортизаторов применяют специальные марки легированных сталей. На прочность и упругие свойства стали влияет ее химический состав. Содержание в стали углерода, легирующих примесей (например, марганца, кремния, хрома, никеля, ванадия и вольфрама в определенных количествах) повышает механические свойства стали, делает ее более упругой и прочной. Легирующие примеси повышают эффективность процессов термообработки. Ванадий и вольфрам добавляются в материал температуростойких амортизаторов. Материал для пружинных амортизаторов выбирается с учетом условий эксплуатации, продолжительности и величины нагрузки, цикличности во времени, состояния окружающей среды, климатических факторов и т.д. На выбор марки стали влияют также технологические факторы, например, возможность термообработки и др. Наибольшее распространение в пружинных амортизаторах получили марганцевые и кремнистые стали. Они относительно дешевые, не дефицитные и хорошо поддаются термообработке, что обеспечивает получение необходимых механических параметров. Наилучшими по своим механическим свойствам являются кремнистые и вольфрамокремнистые стали с содержанием углерода 0,55 – 0,60 % и кремния 2 %. Механические свойства амортизатора в сильной степени зависят от состояния поверхности материала. Поверхность должна быть гладкой, без закатов, раковин, штрихов и других дефектов, видимых глазом. На усталостную прочность амортизатора и его сопротивление при ударной нагрузке отрицательно влияет обезуглероживание поверхностного слоя, получающегося при термической обработке. Большие пределы усталости наблюдаются у образцов с полированной поверхностью, например, хромованадиевые стали.