Методики расчета радиального пружинного подвеса вибропреобразователя индукционного типа

На этапе проведения динамического расчета программа автоматически выполняет расчет таких параметров системы амортизации, как моменты инерции и жесткости амортизаторов, коэффициенты динамичности и др. Входными данными процесса служат схема системы амортизации, параметры выбранных амортизаторов и данные, полученные при статическом расчете. Выходными данными процесса являются динамические параметры системы амортизации.

На этапе анализа полученных парметров системы амортизации делается вывод о том, подходит предлагаемая система амортизации или нет.

Таким образом, была разработана структурная схема, алгоритм и программа для подбора типа амортизатора, расчета толщины компенсирующей прокладки, моментов инерции, собственных частот колебаний системы амортизации, коэффициентов динамичности и эффективности. Так же предложена методика работы с программой расчета систем амортизации бортовой радиоаппаратуры на основе методологии И^ЕГО позволяющая проводить расчет статических и динамических параметров системы амортизации. Предложенная программа и методика нашли применение в учебном процессе кафедры «КиПРА» ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет».

ЛИТЕРАТУРА

1. Затылкин, А. В. Исследование влияния деформационной составляющей внешнего вибрационного воздействия на надёжность радиоэлектронных средств / А. В. Затылкин, Д. А. Голушко, Д. А. Рындин // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 42-43.

2. Затылкин, А. В. Управление исследованиями моделей радиотехнических устройств на этапе проектирования / А. В. Затылкин, А. Г. Леонов, Н. К. Юрков // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2012. № 1. С. 138-142.

3. Информационная технология многофакторного обеспечения надежности сложных электронных систем / Юрков Н.К., Затылкин А.В., Полесский С.Н., Иванов И.А., Лысенко А.В. // Надежность и качество сложных систем . 2013. № 4. С. 75-79.

4. Способ определения спектральных колебательных характеристик конструктивных элементов РЭС и установка для его реализации: Патент на изобретение / Голушко Д.А., Затылкин А.В., Лысенко Н.К., Таньков Г.В., Юрков Н.К. // Патент на изобретение № 2536325, заявка №2012130735 от 05.02.2013.

5. Затылкин, А.В. Система управления проектными исследованиями радиотехнических устройств / А. В. Затылкин / автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Российской академии наук. Москва, 2012

6. Лысенко, А.В. Конструкция и методика расчета гибридного виброамортизатора с электромагнитной компенсацией / Лысенко А.В., Затылкин А.В., Ястребова Н.А. // Вестник Пензенского государственного университета. 2013. № 4. С. 73-78.

7. Артемов И.И. Прогнозирование надёжности и длительности приработки технологического оборудования по функции параметра потока отказов / И.И. Артемов, А.С. Симонов, Н.Е. Денисова // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 3-7.

8. Лысенко, А.В. Конструкция активного виброамортизатора с электромагнитной компенсацией / Лысенко А.В., Ольхов Д.В., Затылкин А.В. // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. 2013. Т. 1. С. 454-456.

УДК 62-97/-98 Калашников В.С,

ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия

МЕТОДИКИ РАСЧЕТА РАДИАЛЬНОГО ПРУЖИННОГО ПОДВЕСА ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ИНДУКЦИОННОГО ТИПА

Избежать механических колебаний на практике почти нельзя, так как они обусловлены динамическими явлениями, сопровождающими присутствие допусков, зазоров и поверхностных контактов отдельных деталей машин и механизмов и сил, возникающих при вращении и возвратно-поступательном движении неуравновешенных элементов и деталей. Даже механические колебания с малой амплитудой часто вызывают резонансные колебания других элементов конструкций, усиливаются и становятся важным источником вибрации и шума [1,2].

Большинство встречающихся на практике машин генерирует механические колебания с плоским и почти линейным частотным спектром скорости [3]. Следовательно, можно вывести практическое правило: всегда предпочтительно применять тот параметр механических колебаний, частотный спектр которого имеет вид плоской кривой. Это автоматически обеспечивает оптимальную эксплуатацию виброизмерительной аппаратуры, в частности с точки зрения ее рабочего динамического диапазона, т. е. диапазона с пределами, равными наибольшему и наименьшему значениям, надежно и точно измеряемым данной аппаратурой. В соответствии с этим правилом предпочтение при частотном анализе обычно отдается ускорению или скорости механических колебаний.

Так как измерение ускорения сопровождается подчеркиванием высокочастотных составляющих исследуемого процесса, ускорению механических колебаний отдается предпочтение при измерении и анализе в диапазоне, перекрывающем область высоких частот [4].

Механизмов преобразования механических вибраций в электрический сигнал несколько:

Пьезоэлектрический;

Оптический;

Вихретоковый;

Индукционный.

Механизм преобразования в значительной мере определяет как характеристики прибора, так и его стоимость.

Наиболее дешевыми из них можно считать индукционный. Рассмотрим конструкторское решение такого устройства (Рис. 1), на котором 1 -стержень; 2 - магнит постоянный; 3 - магнитопровод; 4 - обмотка измерительная; 5 - каркас бумажный; 6 - радиальный пружинный подвес; 7 - пружина; 8 - втулка; 9 - стойка; 10 - кожух; 11 - крышка; 12 - гайка; 13 - винт.

При разработке этого типа датчиков, сложной задачей является выбор радиального пружинного подвеса обозначенного на рисунке 1 как "6", обеспечивающего заданную чувствительность измерений и малую величину вносимых возмущений.

Для расчёта радиального пружинного подвеса показанного на рисунке 2 необходимо определить размеры отверстий подвеса, зная массу объекта исследований.

Известна формула для определения силы давления Р, воздействующей в точку пластины площадью

Р = Р * ^ .

где р определяется по формуле:

64 • Б-Ж

Р =-

2

где П - цилиндрическая жесткость, № - максимальная величина прогиба, а - радиус подвеса.

Цилиндрическая жесткость муле:

Рисунок 2 - Радиальный пружинный подвес вибродатчика находится по фор-

Но так как подвес имеет отверстия, то его площадь вычисляется в соответствии с суммарной

D =

E - h

3

TP)'

12 (1 -V

толщина подвеса,

площадью всех отверстий

s=п- a — S.

sn

где Е - модуль Юнга, Ь коэффициент Пуассона.

Подставив формулу (3) в формулу

64• Е• НЪ Ж 12• а2

где

SOTB b

2

b

получим:

Р =

сторона элементарного отверстия в форме квадрата.

Подставив в формулу (8) в формулу чим:

) полу-

Подставив формулу (4) в формулу (1), выведем итоговую формулу, определяющую силу давления Р:

„ 64 • Е • ИЪ-Ж Р = 12• а2 1 -и2)-5 *

2 г.2

п - a — b =

P-12-a2 (1 — v2) 64-E-h3-W

Отсюда:

b=

Из формулы (5) следует:

s =

P-12-a2

64-E-h3-W

- п- a

P-12-a2

3

64-E-h3-W

Площадь подвеса S вычисляется по формуле:

Таким образом, формула (10) показывает размеры элементарного отверстия в подвесе, на который давит объект защиты с силой Р. Иначе говоря, зная массу объекта, можно определить необходимый вид подвеса.

S = п - a

2

ЛИТЕРАТУРА

1. Таньков, Г.В. Волновой метод исследования динамических характеристик упругих конструкций радиоэлектронных средств при нестационарном нагружении / Таньков Г.В., Затылкин А.В., Рындин Д.А. // Вестник Пензенского государственного университета. 2013. № 2. С. 101-107.

2. Затылкин, А. В. Исследование влияния деформационной составляющей внешнего вибрационного воздействия на надёжность радиоэлектронных средств / Затылкин А.В., Голушко Д.А., Рындин Д.А. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 42-43.

3. Затылкинf А. В. Управление исследованиями моделей радиотехнических устройств на этапе проектирования / А. В. Затылкин, А. Г. Леонов, Н. К. Юрков // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2012. № 1. С. 138-142.

4. Артемов И.И., Уханов А.П. История техники. Автотракторостроение. Учебное пособие. Пенза, 2005.

5. Артемов И.И. Повышение долговечности шаровых опор легковых автомобилей / И.И. Артемов, А.А. Войнов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2007. № 9. С. 43-50.

6. Белов А.Г. Программное обеспечение среды Android для подготовки инженера-конструктора электронных средств / А.Г. Белов, И.И. Кочегаров // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 1. С. 275-277.

7. Лысенко, А.В. Конструкция и методика расчета гибридного виброамортизатора с электромагнитной компенсацией / Лысенко А.В., Затылкин А.В., Ястребова Н.А. // Вестник Пензенского государственного университета. 2013. № 4. С. 73-78.

и