СУДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
СУДОСТРОЕНИЕ 5'2012
4. При проектировании роликов следует учитывать отмеченную особенность данных материалов и опираться на результаты динамических испытаний.
5. Наибольшие напряжения при сжатии роликов локализованы под рабочей поверхностью вблизи мест контакта с нагружающими поверхностями, имеет место некоторая локализация напряжений в центральной области роликов.
6. Применение роликовых подшипников в дейдвудных устройствах снижает расход топлива на главные
Рис. 11. Распределение эквивалентных напряжений Мизеса в среднем вертикальном сечении капролонового ролика
ний и подшипников от гибких длинномерных предметов.
Литература
1. Соков Е. В. Сравнительные испытания опор качения и скольжения гребных валов на крупномасштабной модели валопровода КМВ-200//Вопросы материаловедения. ЦНИИ КМ «Прометей» СПб., 2001. 2 (26).
2. Синицын Е. М., Соков Е. В. Внедрение подшипников качения с резиновыми роликами на циркуляционных насосах типа ОПВ-185 и ДПВ-170 на Калининской АЭС//Вопросы материаловедения. ЦНИИ КМ «Прометей» СПб., 2006. № 2 (46).
3. Бабенко А. А, Кудряшов Ю. А., Хисамутди-нов Р. С. и др. Экспериментальные исследования роликовых подшипников качения из поли-
Рис. 12. Распределение эквивалентных напряжений Мизеса в среднем продольном вертикальном сечении капролонового ролика
13. Распределение эквивалентных напряжений Мизеса в среднем
продольном горизонтальном сечении капролонового ролика
двигатели до 2%, а также затраты на их ремонт и техническое обслуживание.
7. Для речных судов и судов периодически плавающих на мелководье, рекомендуется устанавливать
гидроциклон в систему охлаждения и смазки дейдвудных устройств для очистки воды от абразивных частиц, а также нож-импеллер на ступицу винта для защиты кормовых уплотне-
амидных материалов//Вопросы материаловедения. ЦНИИ КМ «Прометей» СПб., 2006. № 2 (46)
4. Козлов П. М. Применение полимерных материалов в конструкциях, работающих под нагрузкой. М.: Химия,1966.
МОДЕЛИРОВАНИЕ УДАРОПРОЧНОСТИ ПУЛЬТА УПРАВЛЕНИЯ
Э. Г. Берестовицкий, докт. техн. наук, тел. 9060278 (ОАО «Концерн НПО "Аврора"»), Н. В. Волкова, канд. техн. наук, В. И. Голованов, докт. техн. наук (ФГУП «ЦНИИ им. академика А. Н. Крылова»), В. В. Сухов, канд. техн. наук (ОАО «Концерн "Моринформ-система-Агат"») удк 621-752
Один из основных методов защиты приборов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) от механических воздействий — создание вибро-и ударозащиты. Непременным условием является широкое использование новейших технологий в части методов моделирования конструкций прибора и использования эффективных систем виброизоляции.
В настоящее время выбор систем виброизоляции и определение прочности прибора в целом и отдельных его узлов выполняются конструктором интуитивно или на основе ориентировочных расчетов. Правильность принятых решений проверяется экспериментально. Такой подход приводит к большим материальным и временным затратам и не позволяет оптимизировать па-
раметры колебаний и выбрать тип виброизоляторов, которые бы обеспечивали минимальные воздействия на аппаратуру. Кроме того, в конструкциях РЭА в последнее время используются элементы наполнения, прочность которых либо вообще не определена, либо существенно ограничена. Например, плоскопанельный монитор ММП-18-1, используемый в пультах в настоящее время, имеет норму прочности при одиночном ударе амплитудой 147 м/с2 (15 д) при длительности импульса 0,015 с. Подобная ударопрочность не дает возможность использования монитора ММП-18-1 в приборах РЭА судового назначения, так как приборы массой менее 200 кг по требованию нормативных документов должны проходить испытания на ударной установке копрового типа, где одиночные удары характеризуются большой интенсивностью.
СУДОСТРОЕНИЕ 5 2012 СУДОВОЕ ОБОРУДОВАНА
а) ¡ик- /
б)
в)
Рис. 1. Модель пульта
Для обеспечения ударопроч-ности пульта была использована система виброизоляции с применением низкочастотных цилиндрических спиральных виброизоляторов [1], которые позволяют значительно снизить параметры ударного воздействия на корпус прибора. В данном приборе в нижней части установлена пультовая ЭВМ, в столе смонтирована специальная клавиатура и шаровой манипулятор, а вверху — два видеомодуля. Система виброизоляции построена на четырех витых цилиндрических виброизоляторах из стального нержавеющего каната отечественного производства. Реализован настенный вариант крепления прибора.
Моделирование пульта выполнено с использованием методики выбора оптимальной виброизоляции приборов систем управления [2]. Конструкция прибора представлена в виде многомассовой модели (рис. 1). Трансформация ударного воздействия осуществлена вплоть до важнейших конструкций и узлов прибора, в том числе монитора. Моделирование конструкции проводилось с использованием программы [3].
В соответствии с принципом построения прибора конструкция разбивается на 20 инерционных эле-
Рис. 2. Типовые временные зависимости: а — параметры колебаний монитора ИЭ 2 при одиночном ударе на копре К-200; б — параметры колебаний монитора ИЭ 3 при одиночном ударе на копре К-200; в — параметры колебаний монитора ИЭ 4 при одиночном ударе на копре К-200
ментов (ИЭ), соединенных между собой в определенной последовательности с 21 элементом связи (ЭС).
Математически колебательные движения данной модели описываются в общем виде системой дифференциальных уравнений вида
10 10 Мй + !{<}„ |ё„ - ёМ() + Ц - еМ() +
10 5
+ X Р (е.. - е. ,.) = ХР
- = трх 1 II I- 1| ' 1=1 я/Ч'
10 10 {М}.ё. + Х{К} ..(е..- е. ,.) + Х{С} ..[е..- е. ,.) +
1 ^ 1 ¡=| ' УГ I -11 ' ¡=/ ' УГ I -1Г-
10 + X Р„
■¡=1 тРУ' I
(еii - е-1|) = ^ ('
т, + х^уе II - е-1|) + ВД^ц - е-1|)± 10 . . 5
+ X Р (е.. - е. ,.) = ХР
где {М}, — матрица масс ИЭ; {К}^., {К}^., {К}— матрицы функциональных зависимостей демпфирования ЭС, соединенного с /-м ИЭ в направлении осей координат; {С}^., {С}^ {С}^.— матрицы функциональной зависимости жесткости ЭС, соединенного с /-м ИЭ в направлении осей координат; е, — абсолютное ускоре-
ние /-го ИЭ; (е - е— 1) — скорость деформации эС , соединенного с и / - 1 ИЭ; (еI - е/—1() — деформация ЭС, соединенного с / и / - 1 ИЭ; Ртр (еI - е —1) — сила трения скольжения в зависимости от скорости дефор-ации в направлении осей координат; Р,х(1) — механическое воздействие, приложенное к /-му ИЭ в направлении оси координат; / =1___100 — количество ИЭ в модели прибора; I = 1____10 —
количество ЭС, соединенных с одним ИЭ; / =1_5 — количество механических воздействий, прикладываемых к /-му ИЭ.
В результате проведенного моделирования для каждого ИЭ были получены расчетные временные зависимости ускорения, часть из которых приведена на рис. 2. Перед построением данных зависимостей для каждого ИЭ были получены матрицы ускорений.
Матрицы, полученные в результате работы программы, формируются и сохраняются на любом носителе информации для построения графического изображения по каждому элементу конструкции прибора. Программа, реализующая многомассовую модель, формирует (не считая массива времени) три массива, в которых запоминаются данные по всем ИЭ и ЭС прибора: мат-
СУДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
СУДОСТРОЕНИЕ 5'2012
рицу ускорений на виброизолированной массе — DATA; матрицу усилий в каждом ЭС — DATAF; матрицу деформаций каждого ЭС — DATAD.
Они могут иметь каждая по 30 000 элементов и должны переформировываться до размера в 300 элементов для построения одной зависимости.
Матрица ускорений переформировывается в наборы данных accel.dat (по количеству заданных ИЭ, на которые прибор разбивался при составлении модели).
Матрица усилий в виброизоляторах переформировывается в набор данных force.dat, при вводе данных по поперечному сечению каждого ЭС формируются матрицы sig.dat или tau.dat в зависимости от вида деформации (растяжение—сжатие, изгиб и т.д.) и количества ЭС, определенных моделью.
Матрица деформаций ЭС переформировывается в наборы дан-
ных disp.dat (по количеству заданных ЭС, определенных при составлении модели).
Временные зависимости строятся с помощью графического редактора MathСad, в который передаются наборы данных accel.dat, force.dat, disp.dat и time.dat. В определенной последовательности строятся зависимости, которые необходимы при оптимизации системы виброизоляции.
В случае неудовлетворительных результатов моделирование проводится вновь после изменения исходных данных модели прибора или изменения схемы системы виброизоляции, или типоразмера, или вообще типа виброизолятора.
Механические испытания пульта подтвердили правильность выбора виброизоляторов. Пульт выдержал весь комплекс механических испытаний и в процессе всех испытаний работал без сбоев. Анализ много-
численных испытаний и данных моделирования показал, что разница между результатами испытаний и расчетными оценками составляет не более 10—20 % при доверительной вероятности 0,9.
Литература
1. Карпов В. Н., Кудрявцев О. М, Сухов В. В., Шмаков В. И., Спиридонов В. Г. Новые технологии снижения вибрации и шума для радиоэлектронной техники//Технологии приборостроения. 2002. № 4.
2. Москалев А. И., Сухов В. В., Федотов В. А., Литвинов М. А. Методика выбора оптимальной виброизоляции приборов систем управления/современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации. Труды XIII Международного научно-технического семинара. Часть II. Сентябрь 2004 г., Алушта. М.: изд. МГУ, 2004.
3. Сухов В. В. Программа моделирования прочности радиоэлектронной аппаратуры и оптимизации систем виброизоляции с помощью многомассовых моделей «GRSМa». Свидетельство о государственной регистрации программы ЭВМ № 2004611005. М.: ФИПС Роспатента.
ПРИМЕНЕНИЕ НИЗКОЧАСТОТНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ АМОРТИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ ПАКЕТОВ ГОФРИРОВАННЫХ ПЛАСТИН КАК СПОСОБ БОРЬБЫ С ВИБРАЦИЕЙ
Н. И. Кокотков, А. Я. Альпин, докт. техн. наук
(ОАО ПО «Севмаш», тел. (8184) 504726,
е-тюП: ipko@sevmash.ru) удк 621-752:629.5
Исследования и опыт эксплуатации показывают, что одним из наиболее эффективных средств улучшения вибрационных характеристик машин и агрегатов является установка их на амортизаторы. Однако существующие тип
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.