Особенности выбора амортизаторов при удароизоляции аппаратуры

Характеристики амортизаторов и их конструкция должны обеспечивать эффективную защиту аппаратуры от динамических воздействий. Требования, предъявляемые к амортизаторам, предназначенным для защиты от ударов, часто не согласуются с требованиями к виброизолирующим амортизаторам.

Окончательный выбор типа амортизатора может быть сделан только после тщательного анализа эффективности работы его в условиях вибрационных и ударных нагрузках.

Необходимо проверить осадку амортизаторов при воздействии ударных импульсов, так как большинство амортизаторов имеет ограничители хода (подушки, тарели и т.п.).

Если под действием ударного импульса происходит полная осадка подвижной части амортизатора (до соприкосновения с ограничителем хода), то нагрузка на аппаратуру резко возрастает. Это объясняется тем, что ограничители хода имеют значительно большую жесткость, чем упругий элемент амортизатора. В таких случаях целесообразно перейти на другой тип амортизатора. При этом может оказаться, что возрастет ускорение при воздействии вибрационных нагрузок, однако это менее опасно, чем динамические удары при соприкосновении с ограничителями хода.

Иногда удается уменьшить нагрузки, возникающие от ударных импульсов, за счет «механической настройки» системы, т.е. изменения собственной резонансной частоты. Это достигается путем изменения массы аппаратуры или переходом на амортизаторы другой жесткости.

В большинстве случаев аппаратура испытывает и вибрационные и ударные нагрузки, поэтому задача выбора амортизаторов должна решаться с учетом этих двух факторов.

В некоторых случаях применяют в одной конструкции два амортизатора: мягкого – для защиты от вибрации, жесткого – для защиты от ударов.

Более жесткий (противоударный) амортизатор не должен включаться в работу, когда на аппаратуру действуют вибрационные перегрузки; при воздействии больших ударных перегрузок, после того как мягкий амортизатор сдеформировался на величину своего рабочего хода, возникающие усилия должен воспринимать противоударный амортизатор.

Задание для самостоятельной работы

1. Оценить удароизоляцию блока ЭВС, установленного на четырех амортизаторах, при действии на основание синусоидального и прямоугольного ударных импульсов.

2. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.6.1 и табл. 1.6.2

Таблица 1.6.1

Исходные данные для расчетов

№ вар.	Масса блока, кг	Тип амортизатора	Параметры ударного импульса
			синусоидальный		прямоугольный
			ас, м/с2	τс, мс	ау, м/с2	τу, мс
1	2,4	АПН-1	20	28	18	30
2	4,2	АПН-2	35	38	20	18
3	12,2	АПН-3	24	22	22	26
4	21,4	АПН-4	40	30	18	10
5	28,4	АПН-5	42	38	24	16
6	42,6	АПН-6	46	32	28	18
7	1,8	АПН-1	60	26	56	22
8	6,4	АПН-2	42	24	38	18
9	11,6	АПН-3	40	26	32	24
10	20,2	АПН-4	48	32	42	30
11	28,4	АПН-5	52	30	48	26
12	46,8	АПН-6	44	22	38	18
13	26,2	АПН-4	34	38	24	14
14	10,8	АПН-3	36	24	30	22
15	4,2	АПН-2	52	36	26	20

Таблица 1.6.2

Параметры амортизаторов

Тип амортизатора	Номинальная нагрузка, Н	Жесткость, Н/мм	Допустимая величина прогиба, мм
Амортизаторы пространственного нагружения
АПН-1	4,9 – 9,8	6,9	7
АПН-2	9,8 – 24,5	13,7	8
АПН-3	19,6 – 49	22,6	8
АПН-4	39,2 – 68,7	32,3	12
АПН-5	58,9 – 98,1	49,1	12
АПН-6	88,3 – 147,2	58,9	12

3. Определить статическую осадку блока z_ст = Р/k, где k – суммарная жесткость амортизаторов; Р – вес блока, Н.

4. Найти условную частоту возбуждения , частоту свободных колебаний системы и частотную расстройку , где τ - длительность ударного импульса, с; m – масса блока, кг.

5. По формулам (1.6.15) и (1.6.18) найти коэффициент передачи при синусоидальном и прямоугольном ударном воздействии соответственно.

6. Определить максимальное ускорение блока для синусоидального и прямоугольного ударных воздействий.

7. Найти максимальное смещение блока для синусоидального и прямоугольного ударных воздействий.

8. Найти суммарное смещение блока z = z_ст + z_мах и сравнить с допустимой величиной прогиба амортизатора.

9. Построить временные зависимости ускорений по формуле (1.6.11) при воздействии синусоидального ударного импульса для основания и блока на одном графике. Определить сдвиг фаз между ускорениями основания и блока.

10. Построить временные зависимости ускорений по формуле (1.6.17) при воздействии прямоугольного ударного импульса для основания и блока на одном графике. Определить сдвиг фаз между ускорениями основания и блока.

11. Построить зависимость коэффициента передачи по формуле (1.6.15) при синусоидальном ударном импульсе от частотной расстройки в диапазоне (0; 4) с шагом 0,1. Определить, при какой частотной расстройке наблюдается максимальное значение коэффициента передачи.

12. Построить зависимость коэффициента передачи по формуле (1.6.18) при прямоугольном ударном импульсе от частотной расстройки в диапазоне (0; 4) с шагом 0,1. Определить, при какой частотной расстройке наблюдается максимальное значение коэффициента передачи.