Виброзащита оборудования и аппаратуры летательных аппаратов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 62-567

Г. С. Аверьянов, В. Н. Бельков, А. А. Перчун, Р. Н. Хамитов Омский государственный технический университет, Россия, Омск

ВИБРОЗАЩИТА ОБОРУДОВАНИЯ И АППАРАТУРЫ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Рассмотрена виброизоляция с использованием резинометаллических элементов типа «ВИ». Выполненные комплексные исследования на базе ускоренных ресурсных испытаний на эквивалентном режиме подтвердили возможность установления для виброизоляторов типа «ВИ» срока эксплуатации 10 лет и ресурса 60 тысяч часов.

Чтобы не допустить вредных последствий действия вибраций на работу и предотвратить отказы высокоточной техники и аппаратуры летательных аппаратов, необходимо уже на стадии проектирования предусматривать средства виброзащиты указанных конструкций. Помимо прямого воздействия на источники колебаний, интенсивность вибраций можно уменьшить виброизоляцией окружающих конструкций.

Для эффективного использования резинометаллических элементов, которые являются простыми и дешевыми в производстве, необходимо подбирать такие виброизоляторы, которые бы не только обеспечивали снижение уровня виброускорений подрессориваемой конструкции, но и ограничивали частотный диапазон ее колебаний в безопасных пределах, заранее определенных расчетами. Такие виброизоляторы принято называть равночастотными. Наибольшее распространение и применение равночастотная виброизоляция нашла в судостроении и авиационной промышленности, из-за повышенных нагрузок в процессе эксплуатации.

Исследовались виброизоляторы серии «ВИ» с допускаемыми нагрузками 5, 40 и 300 кг (см. рисунок). Они отличаются размерами, но имеют схожую конструкцию. В конструкции использована резиновая оболочка, армированная пружиной. Резина и пружина прочно соединены в процессе превращения сырого каучука в резину методом вулканизации. Под действием весовой нагрузки механизма оболочка деформируется, причем витки пружины сжимаются или раздвигаются. При этом в поперечном сечении пруток пружины, скручиваясь, взаимодействует с материалом оболочки, вызывая в ней деформации сдвига.

Известно, что виброизоляция осуществляется с вибропоглощением, а величина деформации сдвига в упругом материале виброизолятора является определяющей для оценки эффективности вибропоглощения. При действии вибрации или ударных нагрузок деформации увеличиваются, являясь при этом циклическими, что значительно усиливает эффективность данного устройства. В верхней части конструкции предусмотрена втулка, а в нижней - фланец. С их помощью виброизолятор крепится к механизму и фундаменту.

Подтвердить в настоящее время требуемый срок эксплуатации виброизоляторов типа «ВИ» (10 лет) и ресурс (60 тысяч часов) без проведения комплексных исследований практически невозможно, так как, во-первых, отсутствуют результаты по эксплуатации

таких конструкций в течение длительного времени в натурных условиях, и, во-вторых, при фактическом требуемом спектре эксплуатационных нагрузок, действующих на виброизоляторы, прямые ресурсные испытания будут весьма длительными по времени.

Виброизолятор серии «ВИ»

Проведение комплексных исследований работоспособности виброизоляторов позволяет с достаточной практической точностью прогнозировать ресурс исследуемых виброизоляторов в значительно более короткие сроки. Для выполнения таких исследований использовались специальные методические документы [1; 2].

В эксперименте изучались виброизоляторы, предварительно подвергнутые ускоренному старению, имитирующему срок эксплуатации 10 лет. В процессе старения осуществлялось термическое старение виброизоляторов с использованием специального оборудования.

Ресурс виброизоляторов типа «ВИ» (кроме виброизолятора ВИ-120) обосновывался результатами прогнозирующих расчетов на компьютере и может быть подтвержден проведением ускоренных ресурсных испытаний на эквивалентном режиме, рассчитанном с учетом фактического спектра внешних воздействий на виброизоляторы.

Выполненные комплексные исследования подтвердили возможность установления для виброизоляторов типа «ВИ» срока эксплуатации 10 лет и ресурса 60 тысяч часов.

Библиографические ссылки

1. Методика ускоренного старения амортизирующих конструкций / НПП «Прогресс». Омск, 1980.

2. Методика ускоренных ресурсных испытаний амортизирующих конструкций / НПП «Прогресс». Омск, 1980.

Решетневскце чтения

G. S. Averjanov, V. N. Belkov, A. A. Perchun, R. N. Khamitov Omsk State Technical University, Russia, Omsk

VIBROPROTECTION OF AIRCRAFT ЕОШРМЕЭТ AND INVENTORIES

The vibroizolyatsiya with use of rezinometallichesky elements of the VI type is considered. The executed complex researches on the basis of the accelerated resource tests on an equivalent mode confirmed establishment possibility for vibroizolyator of the VI type of term of operation of 10 years and a resource of 60 thousand hours.

© Аверьянов Г. С., Бельков В. Н., Перчун А. А., Хамитов Р. Н., 2012

УДК 621.534

С. В. Белокобыльский, И. С. Ситов Братский государственный университет, Россия, Братск

С. В. Елисеев

Научно-образовательный центр «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование» Иркутского государственного университета путей сообщения, Россия, Братск

ПРИВЕДЕНИЕ ВЗАИМНО СОЧЛЕНЕННЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ НА УПРУГИХ ОПОРАХ К МЕХАНИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЧЛЕНЕННЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Предлагается метод построения математических моделей для механических систем, состоящих из сочлененных твердых тел. Показана возможность приведения твердого тела на упругих опорах к эквивалентной схеме с поступательными движениями элементов. Предлагается технология учета рычажных связей, характерных для твердых тел. Приведен ряд примеров построения математических моделей.

Механические системы из твердых тел достаточно часто рассматриваются в задачах виброзащиты и виброизоляции различных технических объектов. В ряде работ отмечены такие особенности механических систем с твердыми телами, как появление рычажных связей [1]. Механические цепи из типовых элементов в виде материальных точек, пружин и демпферов могут быть построены на основе простых правил соединения типовых звеньев [2]. Однако твердые тела (имеется в виду плоское движение) не имеют представлений в виде типовых звеньев [3], это приводит к определенным сложностям в попытках построения комбинированных моделей.

В системе, состоящей из твердых тел, совершающих плоское вертикальное движение, поперечные колебания по оси х отсутствуют (рис. 1). В качестве координат приняты две системы: у1...у4, и у0,у00; ф1 и ф2, связанные с неподвижным базисом.

Рис. 1. Расчетная схема механической колебательной системы с двумя твердыми телами

Предлагаемая статья посвящена разработке метода построения математических моделей для механических систем, в которых звенья системы могут соединяться кинематическими парами, образуя некоторую цепную структуру. При этом предполагается, что процесс формирования кинематической пары происходит либо путем «зануления» координаты относительного движения, либо увеличением до бесконечно большой величины жесткости соединительного упругого элемента. По существу, рассматриваемая задача сводится к изучению особенностей соединения двух автономных механических колебательных структур при изменениях параметров и форм их сочленения.

Если полагать, что к2 = 0, то система на рис. 1 распадается на две независимые системы (у1 и у2; у3 и у4). Примем ряд соотношений:

а=¿+2; Ь = Ш; с=кк; "2=¿34; Ъ2=¿3+4;

у = Уо -ф У2 = Уо + фУз = Уоо -Узф

Для твердого тела М можно построить систему уравнений в координатах У1 и У2 :

У1(М1а12 + /с,2) р2 + у^ + +(М1а1Ь1 - /1с12) р2 = ^ 2Х; у1(М1а1Ь1 - /1с12) р2 + +У2(м1ь 2 + V2)+У2k2 = k2 4 ч