1.5. Конструирование виброизоляции блоков эвс Выбор схемы расположения амортизаторов

Эффективный способ повышения надежности ЭВС, функционирующих в условиях интенсивных механических воздействий, - виброизоляция. Энергия механических колебаний поглощается или отражается специальными приспособлениями – амортизаторами.

В свою очередь, энергия в амортизаторах поглощается за счет трения, отражения части механической энергии происходит в случае, если частота собственных колебаний амортизированной механической системы меньше нижней границы диапазона воздействующих колебаний (амортизатор работает как механический фильтр нижних частот).

При проектировании конструкции блоков ЭВС возникает необходимость выполнения сложных динамических расчетов для определения прочности конструкции, вычисления резонансных частот и нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации ЭВС. Подобные задачи приводят к дифференциальным уравнениям в частных производных теории колебаний и прикладной теории упругости.

Для составления расчетных уравнений необходимо выбрать динамическую модель ЭВС в виде некоторой совокупности инерционных, упругих и демпфирующих элементов. Конструкция ЭВС является сложной упругой механической системой. Во многих случаях расчет колебаний упругих систем как систем с бесконечным числом степеней свободы становится возможным при введении в расчет значительных упрощений.

Целесообразным является замена сложной системы другой, более простой, с другим распределением масс и жесткостей, а именно: эквивалентной системой с одной или с конечным числом степеней свободы. Такие системы являются системами с сосредоточенными параметрами и могут быть исследованы на основании уравнений Лагранжа.

При конструировании системы виброизоляции блок ЭВС считают твердым телом, имеющим шесть степеней свободы и столько же связанных резонансных частот. В общем случае необходимо рассматривать шесть раздельных эквивалентных систем для каждой степени свободы.

В целях упрощения расчетов будем рассматривать линейную систему амортизации однонаправленного нагружения, в которой действие возмущающих сил и перемещение блока возможно только вдоль оси амортизатора.

Конструирование системы амортизации (СА) ЭВС начинают с вы­бора типа амортизаторов и схемы их размещения. Выбор амортизаторов производят исходя из допустимой нагрузки и предельных значений па­раметров, характеризующих условия эксплуатации. Выбор схемы распо­ложения амортизаторов зависит главным образом от расположения ап­паратуры на подвижном носителе и условий динамического воздействия.

На рис. 1.5.1 представлены основные схемы расположения блоков на амортизаторах.

Наиболее рациональным является такое расположение амортизаторов, при котором центр жесткости (ЦЖ) системы виброизо­ляции совпадает с центром масс (ЦМ) ЭВА или ЦМ и ЦЖ лежат на од­ной вертикали. Под центром жесткости понимают точку приложения рав­нодействующих всех сил реакции амортизаторов.

д)

Рис.1.5.1. Варианты расположения амортизаторов

Вариант а довольно часто используется для амортизации сравни­тельно небольших по габаритам блоков. Такое расположение амортиза­торов удобно с позиций общей компоновки блоков на объекте. Блоки можно расположить в непосредственной близости друг от друга.

Однако при этом расположении амортизаторов принципиально невозмож­но получить совпадение ЦЖ и ЦМ блока ЭВС и, следовательно, никогда не получить рациональной системы, т.е. всегда будут наблюдаться связанные частоты колебаний.

Перемещение точек расположения амортизаторов на боковую по­верхность блока (вариант б) позволяет совместить ЦЖ и ЦМ и избежать связанных колебаний. Такой же результат достигается при зеркально-симметричном расположении амортизаторов на днище и крышке корпуса блока (вариант в). Для конструктивной реализации таких систем тре­буются дополнительные узлы крепления в виде кронштейнов и стоек. Проще реализуется система с наклонным расположением амортизаторов (вариант г), позволяющая совместить ЦЖ и ЦМ. Её применяют в транс­портной, судовой и бортовой аппаратуре. Комбинированные системы позволяют снизить колебания вокруг го­ризонтальных осей за счет установки дополнительных амортизаторов на боковой поверхности блоков (вариант д). Такая система применяет­ся для блоков аппаратуры, имеющей значительную высоту.