К.т.н. Нестер М.А.

Хмельницький національний університет

ПРОБЛЕМИ ДИНАМІЧНОЇ МІЦНОСТІ ВИРОБІВ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

Ряд виробів радіоелектронної апаратури (РЕА) встановлюють на сучасних рухомих носіях, де для зменшення резонансних коливань до допустимого рівня застосовують локальну або загальну амортизацію.

Незважаючи на наявність значної кількості конструкцій віброізоляторів, поки не з'явилося простого, надійного в роботі широкодіапазонного віброізолятора для РЕА, що встановлюють на рухомих об'єктах. Крім того, через неможливість у ряді випадків віброізолювати окремі прилади, вібрації можуть викликати в них резонансні явища в тонкостінних конструкціях, а також на платах з монтажем.

Для істотного зниження вібрацій плат, із встановленими на них елементами, було випробувано сейсмічну підвіску всього блоку, коли резонансна частота підвішаної маси мала і після проходу цієї частоти сейсмічна маса практично знаходиться в спокої.

З огляду на те, що конструкція блоків РЕА (як і базова несуча конструкція) часто бувають двохкорпусними, сейсмічну підвіску було реалізовано в такий спосіб.

Між внутрішнім корпусом і зовнішнім по всій (чи частині) поверхні внутрішній корпус облягали гумові камери, конфігурація яких така, що вони не перешкоджали проходу проводів, штуцерів, штекерів, а також будь-яких інших виступаючих частин виробу.

Камери накачували повітрям так, щоб їх поверхня торкалася обох корпусів і таким чином утворювався пружний зв'язок між внутрішнім і зовнішнім корпусами.

Зовнішній корпус кріпився до вібростенда і передача вібрацій від нього до внутрішнього корпуса і далі до плат відбувалася через пневматичні камери, які знаходилися між ними.

За рахунок зміни тиску в камерах регулювали резонансну частоту коливної системи, зміщуючи її в потрібну сторону.

Якщо при зміні частоти сили збудження відповідним чином змінювати тиск у камерах так, щоб при підході до резонансу змінювалася власна частота коливань системи, то можна “обходити” небезпечні резонансні частоти.

У такий спосіб можна одержати безрезонансну конструкцію, яка має властивість при підході до резонансу змінювати свою жорсткість і, тим самим, зміщувати резонансну частоту.

Замість пневматичних камер можуть бути використані гумові трубки та інші пневматичні пристосування. Якщо пневматичні камери чи трубки зробити перемінного перетину чи ввести дроселювання, то вони при коливаннях будуть працювати як повітряні демпфери, за рахунок втрат енергії при перекачуванні повітря з одних порожнин в інші через отвори дроселювання.

Для перевірки основної ідеї цієї пропозиції — можливості створення з корпусу РЕА майже сейсмічної маси — були досліджені наступні варіанти захисту від вібрацій функціональних плат:

1. Функціональні плати перекладені поролоном. Виріб жорстко закріплено.

2. Функціональні плати перекладені поролоном, виріб у зборі встановлено в іншому, спеціально виготовленому (підібраному) корпусі і віброізольовано пневмокамерами з різним ступенем підкачування. У якості пневматичних амортизаторів використовувалися камери від м'ячів (підкладалися знизу і зверху виробу) і гнучкі гумові рукави діаметром порядку 60...70 мм.

3. Виріб встановлено у корпусі, який віброізольовано пневмокамерами. Плати закріплені у виробі штатним чином, без поролону.

Для контролю за віброперевантаженнями на платах та платформі вібростенда було встановлено пєзоелектричні перетворювачі.

Аналіз результатів, досліджень показав, що у всьому діапазоні частот 5...500 Гц віброперевантаження, що виникають на функціональних платах при штатній установці виробу на стенді більше заданих; на деяких резонансних частотах у 5...10 разів. При використанні в якості демпфуючого елементу звичайного поролону, що облягає дослідну плату з двох сторін, віброперевантаження плат знижувалися і перевищували задані на деяких резонансних частотах не більше ніж у 5...6 разів. Найбільше зниження переданих коливань спостерігалося у випадку, коли базова несуча конструкція блоку, із встановленими в ній штатним чином функціональними платами, віброізолювалась пневмокамерами. При цьому віброперевантаження функціональних плат, практично у всьому діапазоні частот 5...500 Гц, не перевищували значень, що допускаються. Крім того було встановлено, що для зменшення віброперевантажень на частотах понад 100 Гц варто підтримувати більш високий тиск у пневматичній підвісці, а на частотах до 100 Гц тиск варто знижувати, тоді й у цьому діапазоні частот віброперевантаження функціональних плат не будуть перевищувати значень, що допускаються.

Найбільш ефективним представляється активний віброзахист усього виробу з використанням пневматичної підвіски несучої конструкції блоку, що дозволяє автоматично підтримувати необхідний тиск повітря (газу) у залежності від ваги виробу і частоти коливань.