Виброизолирующая опора для крепления электрорадиоэлементов

 

Изобретение относится к машиностроению и касается создания устройств для защиты элементов радиоэлектронной аппаратуры от воздействия вибрационных нагрузок. Опора имеет упругую монтажную пластину и параллельно ей расположенную упругую прямоугольную раму. Рама жестко соединена с пластиной по периферии и упруго соединена в центральной части с возможностью взаимного перемещения рамы и пластины. Упругое соединение в центральной части пластины и рамы выполнено в виде гибкой скрученной ленты. Лента закреплена наружными концами на пластине и раме. Лента состоит из двух участков, скрученных в противоположные стороны и разделенных жесткой перемычкой. Перемычка выполнена в виде прикрепленной к ленте планки, контактирующей обращенной к раме плоскостью с внутренней поверхностью рамы от центральной ее части до периферии. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эффективности виброизоляции посредством автоматического срыва резонансных режимов. 2 ил.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для защиты элементов радиоэлектронной аппаратуры от воздействия вибрационных нагрузок.

Известны виброизолирующие опоры для крепления электрорадиоэлементов, содержащие упругую монтажную пластину и упругую раму, соединенные друг с другом через амортизаторы с фрикционными элементами /см. а. с. СССР N 953289, кл. F 16 F 7/00, 1982 г. ; а. с. СССР N 1525365, кл. F 16 F 13/00, H 05 K 5/02, 1989 г. ; а. с. СССР N 1523782, кл. F 16 F 7/00, 1989 г. /.

Недостатком данных устройств является предельно низкая эффективность виброизоляции элементов радиоэлектронной аппаратуры. Это объясняется тем, что в данных устройствах происходит скачкообразная мгновенная отстройка упругой системы с резонансных режимов только в момент возникновения резонансных колебаний, c последующим возвращением системы в исходное динамическое состояние с той же жесткостью и собственной частотой. Поэтому при продолжении действия внешних возмущений динамика упругой системы характеризуется ее периодической раскачкой со скачкообразным возникновением и срывом резонансных режимов.

Известна также виброизолирующая опора, содержащая упругую монтажную пластину и упругую тягу в виде дугообразных пластин, имеющих жесткое соединение c монтажной пластиной по периферии и упругое соединение в центральной части в виде охваченного распорными пружинами подвижного стержня /см. а. с. СССР N 1465657, кл. F 16 F 13/00, 1989 г. /.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность виброизоляции вследствие невозможности автоматической отстройки упругой опоры от резонансных режимов. Опора позволяет только демпфировать высшие формы резонансных колебаний вследствие диссипации энергии при относительном смещении упругих элементов, однако допускает возможность перестройки своих резонансных частот только в процессе регулировки.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является виброизолирующая опора для крепления электрорадиоэлементов, содержащая упругую монтажную пластину и упругую прямоугольную раму, расположенную параллельно монтажной пластине, имеющую жесткое соединение с последней в центральной части и упругое соединение по периферии с возможностью взаимного перемещения рамы и пластины /см. а. с. СССР N 1193327, кл. F 16 F 13/00, 1985 г. /, принятое за прототип.

Недостатком данного устройства - прототипа является низкая эффективность виброизоляции, что объясняется скачкообразной мгновенной отстройкой упругой системы с резонансных режимов только в момент возникновения резонансных колебаний с последующим возвращением системы в исходное динамическое состояние и повторным возникновением резонансного режима.

Сущность изобретения заключается в введении в конструкцию опоры адаптивного к вибрационным воздействиям упругого механизма, автоматически изменяющего динамические характеристики упругой колебательной системы при возникновении резонансного режима и срывающего, тем самым, возникающий резонансный режим.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции за счет автоматического срыва резонансных режимов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной виброизолирующей опоре для крепления электрорадиоэлементов, содержащей упругую монтажную пластину и упругую прямоугольную раму, расположенную параллельно монтажной пластине, имеющую жесткое соединение с последней по периферии и упругое соединение в центральной части с возможностью взаимного перемещения рамы и пластины, особенность заключается в том, что упругое соединение в центральной части пластины и рамы выполнено в виде гибкой скрученной ленты, закрепленной наружными концами на пластине и раме и состоящей из двух участков, скрученных в противоположные стороны и разделенных жесткой перемычкой, выполненной в виде прикрепленной к ленте планки, контактирующей обращенной к раме плоскостью с внутренней поверхностью рамы от центральной ее части до периферии.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображена виброизолирующая опора, общий вид; на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1 с иллюстрацией различных положений упругого элемента.

Виброизолирующая опора для крепления электрорадиоэлементов 1 содержит упругую монтажную пластину 2 и упругую прямоугольную раму 3, расположенную параллельно монтажной пластине 2 и имеющую жесткое соединение с последней по периферии с помощью стержней 4 и упругое соединение в центральней части с возможностью взаимного перемещения рамы 3 и пластины 2. При этом упругое соединение рамы 3 и пластины 2 в центральной части выполнено в виде гибкой скрученной ленты, состоящей из двух участков 5, 6, скрученных в противоположные стороны, а наружные концы ленты жестко закреплены соответственно на внутренней поверхности пластины 2 и на специальной скобе 7, жестко прикрепленной к наружней поверхности рамы 3 над отверстием 8 в раме 3 для прохода скрученной ленты 5. Участки 5, 6 скрученной ленты с противоположным направлением закручивания разделены между собой в центральной части ленты жесткой перемычкой, выполненной в виде жестко прикрепленной к ленте 5, 6 стальной планки 9, контактирующей обращенной к раме 3 плоскостью с внутренней поверхностью рамы 3 от центральной ее части до периферии.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В процессе работы опоры при совпадении частоты внешних вибраций с одной из собственных частот опоры возникают интенсивные резонансные колебания последней, что приводит к интенсивным взаимным перемещениям монтажной пластины 2 и рамы 3, то есть их периодическому приближению-удалению друг от друга. Пусть, например, в первый полупериод внешних воздействий пластина 2 и рама 3 уходят друг от друга. Понятно, что в исходном положении лента, участки 5, 6 которой скручены в противоположные стороны, с перемычкой 9 находятся в определенном равновесном положении. При растяжении наружных концов ленты перемычка 9 поворачивается и упругая система займет новое равновесное положение. Данный эффект известен и проявляется, например, в повороте палки, зажатой в средней части между двумя скрученными веревками при растяжении концов веревок. Таким образом, при удалении упругих пластины 2 и рамы 3 друг от друга наружные концы ленты 5, 6 растягиваются, внутренняя поверхность рамы 3 несколько отходит от прижатой к ней поверхности планки 9, и последняя несколько повернется вокруг продольной оси ленты 5, 6. В следующий полупериод внешних вибраций пластина 2 и рама 3 будут смещаться навстречу друг другу, планка 9 будет стремиться повернуться обратно в исходное положение. Однако в этот полупериод планка 9 прижата своей плоскостью к раме 3, двигающейся ей навстречу, в результате чего силы трения скольжения будут препятствовать обратному повороту. В результате планка 9 за период действия вибраций повернется относительно продольной оси ленты 5, 6 на некоторый угол. Очевидно, что за несколько периодов действия вибрации планка 9 повернется /см. фиг. 2/ из положения I в некоторое новое положение II статического равновесия /естественно, что данный процесс произойдет практически мгновенно за десятые-сотые доли секунды/. Очевидно, что жесткая планка 9, прижатая к упругой раме 3, играет для последней роль ребра жесткости, причем, при повороте из положения I в положение II это ребро перекрывает поверхность рамы 3 от ее центральной части до периферии, последовательно выходя при таком повороте на участки упругой рамы 3, находящиеся на различном удалении и по разному ориентированные относительно жестко прикрепленных стержнями 4 к пластине 2 периферийных зон рамы 3. Поэтому такой поворот планки 9 /ребра жесткости/ приведет к резкому изменению жесткости как упругой рамы 3, так и всей виброизолирующей опоры, а следовательно, к автоматическому "уходу" опоры от возникающего резонансного режима. При этом опора сохраняет свое новое динамическое состояние, то сеть не затянется повторно на резонансный режим на той же частоте. Необходимо пояснить, что при статическом растяжении наружных концов скрученной ленты 5, 6 на расстояние, равное амплитуде относительных колебаний рамы 3 и пластины 2, планка 9 сразу повернется из исходного положения I в новое положение II статического равновесия упругой системы. При вибрационных воздействиях за полпериода возмущения упругая система просто не успеет повернуться на этот угол, однако данный поворот все равно произойдет за несколько периодов колебаний. Другое дело, что срыв резонансного режима может произойти гораздо раньше при незначительном повороте планки 9 за единицы периодов колебаний.

Данная конструкция обеспечивает предельно эффективную виброизоляцию по сравнению с устройством-прототипом. Кроме того, конструкция практически не критична к погрешностям сборки и регулировки. Как показывает практика, изменение собственной частоты упругой системы на 3-4% от номинального значения обеспечивает эффективный срыв резонансного режима; в данной конструкции такое изменение частоты обеспечивает поворот упругой системы на несколько градусов /3-6 градусов/: требуется достаточная жесткость и длина планки, а также ассиметрия упругой рамы.

Формула изобретения

Виброизолирующая опора для крепления электрорадиоэлементов, содержащая упругую монтажную пластину и упругую прямоугольную раму, расположенную параллельно монтажной пластине, имеющую жесткое соединение с последней по периферии и упругое соединение в центральной части с возможностью взаимного перемещения рамы и пластины, отличающаяся тем, что упругое соединение в центральной части пластины и рамы выполнено в виде гибкой скрученной ленты, закрепленной наружными концами на пластине и раме и состоящей из двух участков, скрученных в противоположные стороны и разделенных жесткой перемычкой, выполненной в виде прикрепленной к ленте планки, контактирующей обращенной к раме плоскостью с внутренней поверхностью рамы от центральной ее части до периферии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2