Для справки и информации.

Фрикционные успокоители.Фрикционные успокоители, или успокоители сухого трения, в некоторых случаях дают возмож­ность наиболее просто снизить вредные колебания подвижной системы прибора, совершающей как вращательное, так и прямо­линейное движение.

Фрикционный успокоитель для вращающейся подвижной си­стемы(рис. 5, а) используют, например, в приборах, измеряю­щих крутильные колебания.

На валу подвижной системы закреплен неподвижно фланец 1. К нему пружиной 3 прижимается массивный диск 2. При совер­шении валом крутильных колебаний между фланцем и диском возникает тормозной успокаивающий момент, значение которого устанавливается экспериментально путем подбора размеров диска и усилия пружины, которое регулируется гайкой 4.

Фрикционный успокоитель для прямолинейного движения под­вижной системы(рис. 5, б) используют, например, в приборах для записи колебаний.

Подвижная система связана с корпусом успокоителя 1, внутри которого проходит вспомогательный валик 6, называемый вра­щающейся направляющей. В корпусе находятся два сухарика —

Рис. 5. Фрикционные успокоители и поглотители

неподвижный 2 и подвижный 3. Последний прижимается пружи­ной 4 к направляющей 6 с некоторой силой N, которую можно регулировать пробкой 5.

При перемещении успокоителя вдоль валика 6 возникает сила успокоения (трения), пропорциональная первой степени скорости движения успокоителя.

Коэффициент успокоения (в Н-с/см)

где N —нормальное давление пружины, Н; V = wR —окруж­ная скорость на валике 6, см/с (w —угловая скорость валика, рад/с; R —радиус валика, см); f —коэффициент трения между валиком и сухариками.

Успокоители внутреннего трения.Для миниатюрных приборов и датчиков бывает трудно сделать успокоитель, и тогда прибе­гают к внутреннему трению, которое создается за счет того, что упругие элементы прибора покрывают различными веществами с большим внутренним трением, например, резиной, различными пластмассами, оловом и др.

Такие успокоители хорошо работают при высокочастотных колебаниях. Их применяют в подвижных системах акселероме­тров, датчиков ускорения и др,

ПОГЛОТИТЕЛИ

Поглотителями называют успокоители, которые проявляют свое успокаивающее действие только в определенном диапазоне частот.

Ударные поглотители (рис. 5, в) проявляют свое действие только при колебаниях подвижной системы с ускорениями, пре­вышающими ускорение силы тяжести. Они делятся на открытые (рис. 5, в, слева) и закрытые (рис. 5, в, справа).

Принцип их работы основан на том, что при достижении по­движной системой ускорения а >> g подвижные детали поглоти­телей (шайба 2, шарик 3) начинают ударять о колеблющуюся систему 1 с силой, пропорциональной их массе (F = та), и коле­бания подвижной системы резко уменьшаются.

Размеры поглотителей и массу подвижных элементов подби­рают экспериментально.

Инерционные поглотители оказывают свое действие только в определенной области частот и применяются для предохране­ния от резонансных явлений.

Инерционный поглотитель (рис. 5, г) состоит из подвижной системы 3, например подшипника с валом и инерционного успо­коителя, включающего в себя груз 2 и пружину ), закрепленную на подшипнике.

Колебания подвижной системы (подшипник—вал) могут быть значительно снижены соответствующим подбором массы груза 2 и жесткости пружины 1,

АМОРТИЗАТОРЫ

Подвижная система прибора и связанное с ней отсчетное устройство всегда имеют некоторую частоту собственных колеба­ний, влияющую на работу механизма, как правило, отрицательно. Для гашения (успокоения) этих колебаний применяют различные типы успокоителей, рассмотренные выше.

Однако весь прибор в целом при эксплуатации или транспор­тировке может подвергаться действию посторонних как ударных, так и вибрационных нагрузок. Эти нагрузки в состоянии вызвать деформации или ускоренный износ подвижных элементов прибора и привести к появлению погрешностей при отсчете показаний измеряемой величины. Для предохранения прибора от действия этих нагрузок и вызываемых ими колебаний применяют специаль­ные успокоители —амортизаторы.

В большинстве приборов подвижная система жестко связана с корпусом, поэтому амортизаторы ставят на основании корпуса прибора.

Для более устойчивого положения прибора его можно уста­навливать на нескольких амортизаторах таким образом, чтобы на каждый из них приходилась одинаковая нагрузка.

В некоторых стационарных приборах иногда ставят дополни­тельные амортизаторы, на которых поддерживается подвижная система внутри корпуса.

В. случае расположения нескольких приборов на одном щите (приборной доске) амортизаторы устанавливаются на каждом приборе в отдельности либо амортизируется вся приборная доска.

На амортизаторы имеются нормали и ГОСТы, где в зависимо­сти от нагрузки приводятся их основные размеры и характеристики.

Рис. 6. Простые амортизаторы

Амортизаторы бывают резиновые (прокладки и ножки) (рис. 6, а—г); резинометаллические (рис. 6, д—ж; рис. 8, б), металлические (пружинные) (рис. 8, а), металла-пластмассовые (пружинно-фрикционные) (рис. 8, в).

Прокладки и ножки изготовляют из упругих материалов с большим внутренним трением, например из резины, войлока, пробки и др. Недостатком этих материалов является то, что они со временем теряют свои упругие свойства, а резина, кроме того, при низких температурах резко увеличивает свою жесткость.

Прокладки (рис. 6, а) цилиндрической или конической формы наиболее просты по конструкции и применяются, например, для установки корпуса прибора на фундаменте. Конструкция опоры с использованием двух цилиндрических прокладок приведена на рис. 7, а. Подобный амортизатор выдерживает нагрузку до 1200 Н.

Ножки (опорные амортизаторы) (рис. 6, б—г) изготовляют чаще всего конической или цилиндрической формы и применяют в переносных приборах. К основанию корпуса их крепят с по­мощью болтов или винтов (рис. 7, б).

При более простом способе установки, не требующем вспомо­гательных элементов, ножка вставляется в отверстие корпуса диаметром, меньшим диаметра ножки (рис. 6, в). При необхо­димости сохранить герметичность основания корпуса ножка (рис. 6, г) ставится на клею.

Резиновые ножки рассчитаны на нагрузку 100—600 Н.

Резинометаллические амортизаторы (рис. 6, д—ж) изготов­ляют самых разных форм и размеров в зависимости от нагрузки, условий работы прибора, способа крепления и т. д. Рассмотрим некоторые из них.

Плоский амортизатор типа АП показан на рис. 6, д, а пример установки на нем прибора с заземлением последнего — на рис. 7, в.

Рис. 7. Примеры применения простых амортизаторов

Амортизатор чашкообразный типа АЧ приведен на рис. 6, е. Крепление прибора к фундаменту на таком амортизаторе может быть осуществлено, как показано на рис. 7, г.

Амортизаторы типов АП и АЧ применяют при нагрузках 4,5—157,5 Н.

Один из самых грузоподъемных — это скобочный амортизатор типа AM (рис. 6, ж), рассчитанный на нагрузку 180—1200 Н. Пример его использования показан на рис. 7, д.

Пружинные амортизаторы (рис. 8, а) применяют редко, так как они обладают весьма малым успокоением собственных колеба­ний. Для предохранения корпуса прибора от ударов помимо пружины 1 ставится ограничительный упор 2 из резины.

Резинометаллические и пружинные амортизаторы с цилиндри­ческой пружиной имеют один общий недостаток — они могут эффективно работать только при нагрузке, на которую рассчи­таны, что затрудняет их стандартизацию.

Это привело к появлению новой группы амортизаторов, так называемых равночастотных, которые могут нормально работать в значительном интервале нагрузок. Принцип их работы основан на применении конических пружин в основном круглого сечения. При увеличении нагрузки нижние витки с большими диаметрами ложатся на опорную плоскость и благодаря этому увеличивается жесткость рабочей части пружины.

В равночастотных амортизаторах коническая пружина (одна или две) воспринимает нагрузку, а для успокоения колебаний служит резина или используется сухое трение между элементами амортизатора.

Рис. 8. Сложные амортизаторы

Пружинно-резиновый амортизатор,или амортизатор демпфи­рованный типа АД (рис. 8, б), состоит из конической пружины 1, резиновой оболочки 2 и неподвижного корпуса. Диапазон допу­скаемых нагрузок для него 3—150 Н.

Пружинно-фрикционный амортизатор,или амортизатор с фрик­ционным демпфированием типа АФД (рис. 7, в), имеет подвиж­ную систему, состоящую из двух конических пружин 1, 4 и гиб­кого фрикциона 3, закрепленного на штоке 7 винтом 6. Разрезное пружинное кольцо 2 прижимает фрикцион к корпусу 5, создавая тем самым нормальное давление, необходимое для возникновения сил трения. Амортизатор АФД рассчитан на нагрузки 2—200 Н. Основной характеристикой амортизатора служит его жесткость. Как уже говорилось выше, амортизаторы воспринимают два вида нагрузок: ударные и вибрационные. Отсюда и два метода их рас­чета.

При расчете амортизаторов на случайные ударные нагрузки должны быть известны (заданы): масса т подвижной системы прибора; максимальное значение ударной нагрузки Т_max = mа_mах, где а_мах — максимальное ускорение; зазор d между подвижным основанием прибора и неподвижной поверхностью амортизатора (см. рис. 7, в) в спокойном состоянии.