【正文】 理,兩串聯(lián)彈簧的擬合剛度由下式獲得 。 串聯(lián)彈簧的擬合剛度 ，正負(fù)剛度彈簧串聯(lián)后（如表中（c）情況），其擬合彈性的穩(wěn)定性與的性質(zhì)和最大變形有關(guān)。根據(jù)電子裝備抗惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)的要求。電子裝備必須在全壽命期內(nèi)經(jīng)受振動，沖擊（含三維強(qiáng)沖擊），碰撞，核爆，風(fēng)激勵等力學(xué)環(huán)境的考驗(yàn)。除了對電子設(shè)備中組件、插箱進(jìn)行應(yīng)力篩選、對整機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固以提高其抗力學(xué)環(huán)境能力外，采用隔振緩沖系統(tǒng)來緩和或避免力學(xué)環(huán)境對電子設(shè)備的有害影響，可以達(dá)到降低電子設(shè)備加固成本、提高其可靠性和使用壽命的目的。３．５．１ 金屬隔振器彈性特性和阻尼特性主要由金屬構(gòu)件確定的隔振器，稱為金屬隔振器，其特點(diǎn)如下：a) 對環(huán)境條件反應(yīng)不敏感，可在油污，高、低溫惡劣環(huán)境下工作，不易老化，性能穩(wěn)定。b) 它的動剛度和靜剛度基本上相同。金屬彈簧適用于靜態(tài)位移要求較大的減振器，當(dāng)工作應(yīng)力低于屈服應(yīng)力時，彈簧不會產(chǎn)生蠕變。但是，應(yīng)力超過屈服應(yīng)力時，即使是瞬時，也會使彈簧產(chǎn)生永久變形。因此，應(yīng)有卸荷和限位裝置，以確保動態(tài)應(yīng)力不超過彈性極限。c) 阻尼比過?。ǎ┤菀讉鬟f高頻振動，或者由于自振（如在150～400Hz之間）而傳遞中頻振動。在經(jīng)過共振動區(qū)時，設(shè)備會產(chǎn)生過大的振幅，通常需要另加阻尼器。d) 金屬彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算比橡膠彈簧容易，其彈簧剛度可根據(jù)要求確定，不僅設(shè)計(jì)資料比較成熟，且其剛度可以制造得相當(dāng)準(zhǔn)確。金屬彈簧種類很多，如圓柱形彈簧、圓錐形彈簧、盤形彈簧等，其中圓柱形彈簧應(yīng)用最廣。目前在軍用電子設(shè)備的隔振系統(tǒng)中，應(yīng)用較廣的有兩類，其一是垂向承載能力的底部隔振器，如無諧振峰隔緩沖器（GWF）、金屬網(wǎng)阻尼隔振器（JWZ），GS不銹鋼絲繩隔振器等；其二是非承載的背部隔振器，如GBJ、GDJ型隔振器等。３．５．２ 無諧振峰隔振緩沖器（GWF）由設(shè)備質(zhì)量M、隔振器剛度K、干摩擦阻尼力組成的無峰隔振器。當(dāng)基礎(chǔ)激勵為 ，設(shè)備響應(yīng)為 ，當(dāng)時，阻尼力將與基礎(chǔ)鎖住，有。當(dāng)干擾頻率時，如果干摩擦阻尼力無法克服慣性力隔振器啟動并開始隔振，從而實(shí)現(xiàn)了隔振傳遞率的無諧振峰傳遞率特性（） 無諧振峰傳遞率曲線無諧振峰隔振緩沖器（以下簡稱無峰隔振器）是金屬干摩擦隔振器（SJ2608－85）GM型的改進(jìn)型產(chǎn)品，是由季馨教授研制開發(fā)的新產(chǎn)品。該隔振器是根據(jù)隔振、緩沖技術(shù)所要求的變剛度、變阻尼特性設(shè)計(jì)的新型隔振器，它是采用剛度擬合技術(shù)和干磨擦阻尼技術(shù)實(shí)現(xiàn)低固有頻率，無共振放大，并可兼顧緩沖的典型實(shí)例之一。在結(jié)構(gòu)上，它采用幾組具有獨(dú)立彈性一阻尼特性組件，從而可以靈活地組裝成具有不同承載量、不同動態(tài)特性的隔振器或阻尼器。由于阻尼可以調(diào)節(jié)，可以很方便地控制振動傳遞率。它的彈性特性由隔振簧組件［A］和阻尼緩沖簧組件［B］確定。螺旋簧［A5］的剛度kL確定了隔振器的三向剛度。當(dāng)實(shí)際載荷與公稱載荷不一致時，卡住帽蓋［A2］調(diào)節(jié)六角圈［A1］帶動調(diào)節(jié)螺桿［A3］轉(zhuǎn)動，使螺母［A4］上下運(yùn)動，使隔振器工作高度H保持規(guī)定值，從而使電子設(shè)備的安裝平面保持水平。旋轉(zhuǎn)外殼上蓋［3］使上錐環(huán)［B1］錐面壓緊（或松開）開口內(nèi)錐環(huán)［B2］、可改變簧片［B3］與帽蓋間的正壓力，從而對阻尼特性進(jìn)行調(diào)節(jié)。簧片［B3］是沿帽蓋凸緣對稱布置的不同曲率、不同根數(shù)的簧片組。組件B與底板［4］和上蓋［3］之間的摩擦力，確定了水平方向的阻尼特性。 GWF型隔振器結(jié)構(gòu)示意圖 阻尼緩沖簧工作原理組件［B］，a為隔振阻尼簧（直簧片），主要功能是通過它與帽蓋間的過盈所產(chǎn)生的摩擦力在A－A區(qū)間獲得無諧振峰隔振傳遞率（）。，b為阻尼緩沖簧（變典率簧片），在OA區(qū)間，它不與帽蓋［A2］接觸，工作區(qū)間為AB段。其主要功能是吸收和耗散沖擊能量。兩種簧片BC段的主要功能是限制最大的極限變形，保證螺旋簧［A5］不并圈，可避免沖擊載荷對它的有害影響（不發(fā)生蠕變）。在相同外形和安裝尺寸條件下，使螺旋簧內(nèi)徑相同，改變螺旋簧圈數(shù)或鋼絲直徑d即可獲得具有不同承載能力的系列隔振器。此時，對不同承載能力的隔振器配裝不同數(shù)量的a組，b組彈簧片，即可獲得不同的阻尼和緩沖特性。此外，需進(jìn)行三維強(qiáng)沖擊的隔振器還可適當(dāng)增加b組緩沖簧片以提高其抗沖擊性能。由于無峰隔振器動態(tài)特性設(shè)計(jì)遵循了隔振緩沖隔離系統(tǒng)期望動態(tài)特性的設(shè)計(jì)要求，因此，具有較好的隔振緩沖效果。此外，無峰隔振器（GWF型）采用了不銹鋼構(gòu)件；對螺旋簧進(jìn)行了消除蠕變的預(yù)處理（），在承載量，阻尼力調(diào)節(jié)到實(shí)際需要量后，將螺紋部分使用防松膠封閉；對艙室外設(shè)備隔振器采用了全密封伸縮套等措施后，極大地提高了隔振器的抗惡劣環(huán)境能力。其低固有頻率（）、寬范圍承載能力的系列產(chǎn)品，以及靈活的模塊化組合，給用戶選用帶來極大方便。３．５．３ 背架隔振系統(tǒng)安裝在艦艙室內(nèi)的電子設(shè)備，一般采用在設(shè)備底部安裝四只相同特性的隔振器，后背上部安裝兩只隔振器的背架式安裝隔振系統(tǒng)，以減小設(shè)備的搖晃。用于顯控臺、機(jī)柜的背架式隔振系統(tǒng)，為了使垂向解耦，背架隔振器的垂向剛度應(yīng)為零；為了降低水平方向耦聯(lián)振動，其自由狀態(tài)時的水平剛度應(yīng)在水平面內(nèi)關(guān)於原點(diǎn)對稱。由振動分析可知，隔振緩沖系統(tǒng)期望的動態(tài)特性（即剛度和阻尼特性）主要要求是：（a） 振動時應(yīng)具有線性低剛度特性，從而使隔振系統(tǒng) 具有低固有頻率和較高的動態(tài)穩(wěn)定性；在共振區(qū)具有大阻尼比，而在隔振區(qū)具有小阻尼比的變阻尼比特性，以實(shí)現(xiàn)隔振傳遞率的無諧振峰特性。（b）在沖擊時，應(yīng)能吸收和耗散沖擊能量，即具有較強(qiáng)的非線性特性。（c）背架隔振器的剛度特性應(yīng)關(guān)于靜平衡位置的原點(diǎn)對稱。為此，承載隔振器通常不宜作為背架隔振器。根據(jù)上述分析及要求，無諧振峰背架式隔振系統(tǒng)由底部GWF型無諧峰隔振器和背部GBJ背架隔振器組成（）。GBJ型背架隔振器是水平剛度和阻尼可調(diào)、專門與GWF型匹配使用的專用背架隔振器。GBJ背架隔振器的垂向剛度為零，并且其水平剛度應(yīng)與底部隔振器的水平剛度相匹配。當(dāng)兩臺電子設(shè)備的重量相等時，它們可選用相同的底部隔振器，當(dāng)它們的重心高度不同或背架隔振器的安裝位置不同時，則可選用不同剛度特性的背架隔振器與之相匹配。選用時，在先確定底部隔振器型號如GWF30型，則背部隔振器為GBJ30型。當(dāng)有偏心時，按底部（承載）最重的GWF型選型,。３．５．４ GBJ型背架隔振器。其工作原理其一是:通過改變上下網(wǎng)墊的裝填量及其體密度來實(shí)現(xiàn)水平剛度連續(xù)可調(diào)的有利于與其共使用的GWF型隔振器相匹配；其二是:通過改變蝶形簧與構(gòu)件間的摩擦力實(shí)現(xiàn)阻尼連續(xù)可調(diào)；其三是:連接桿與中心采用球鉸，使設(shè)備可以有10任意方向的角位移。３．５．５ 背架隔振系統(tǒng)隔振器選型示例以艦載設(shè)備為例，假設(shè)某機(jī)柜總質(zhì)量m0=250Kg，在無偏心條件時（O與C重合），可選用相同型號的隔振器,GWF80H或GWF80A。當(dāng)艦載設(shè)備需進(jìn)行三維強(qiáng)沖擊試驗(yàn)（即模擬艦艇縱搖30℃，橫搖30，使設(shè)備重量偏向某一個隔振器）時，應(yīng)選用海用強(qiáng)沖擊型GWF80HQ型。非戰(zhàn)斗艦艇,不需進(jìn)行強(qiáng)沖擊時,可選用GWF80H型。用戶在訂貨時應(yīng)說明設(shè)備是否進(jìn)行三維強(qiáng)沖擊。當(dāng)質(zhì)心C偏心較大時，各點(diǎn)實(shí)際支承質(zhì)量相差也較大，此時m2和m4的固有頻率偏差較小，當(dāng)m1~，各隔振器之間實(shí)際固有頻率偏差Bf為： （）外形尺寸，安裝尺寸相同的GWF35H~。這四種規(guī)格的無峰隔振器，可組成低耦合隔振系統(tǒng)（設(shè)備重量在112Kg~500Kg）。隔振器型號GWF35HGWF50HGWF80HGWF100H公稱載荷W（N）3505008001000理論固有頻率fnL(HZ)彈簧剛度K（N/mm）32405580載荷范圍（N）280~420400~640640~960850~1250fn變化范圍（Hz）~~~~fn相對偏差Bf％+~+12~+~+12~假設(shè)電子設(shè)備質(zhì)心存在嚴(yán)重偏心情況，各支承點(diǎn)質(zhì)量m1,m2,m3,，此時可選用四種不同型號的隔振器匹配組成解耦隔振系統(tǒng)。各支點(diǎn)實(shí)際載荷（Kg）M1=40M2=50M3=90M4=110隔振器型號GMF35HGMF50HGMF80HGMF100H實(shí)際固有頻率fnS(Hz)，在掃頻頻率。，隔振傳遞率，系統(tǒng)不出現(xiàn)共振。后各隔振器均已進(jìn)入隔振區(qū)，固有頻率fnS差異的影響較小，系統(tǒng)很穩(wěn)定。這個特點(diǎn)是其它隔振器難以達(dá)到的。３．５．６　質(zhì)心位置簡易測定方法電子設(shè)備由離散質(zhì)量組成，精確計(jì)算出質(zhì)心位置，較為繁雜，現(xiàn)介紹一種簡易測定方法供用戶參考。測量工具由磅秤、兩根角鐵和千斤頂組成。a) 測量方法和步驟：① 先用兩根角鐵置于磅秤上，放上設(shè)備，稱出設(shè)備總重量W。② 抽去一根角鐵，4螺釘孔中心連線對準(zhǔn)角鐵直角邊。將千斤頂支承在2，3螺釘孔中心連線中間附近位置（）。測出W14，W14＝W1＋W4。抬升千斤頂h高度，測出。 稱重法示意圖 ③ 設(shè)備轉(zhuǎn)90176。，（如圖 中B點(diǎn)）。設(shè)備調(diào)平，稱出W12＝W1＋W2，將千斤頂升高，測出b） 確定質(zhì)心位置和各隔振器承載量計(jì)算。將W1W對3支承點(diǎn)取矩：則有 ① 將W12，② 確定各支承點(diǎn)實(shí)際載荷將WW2對C取矩，且W2＝W12－W1時，有 （）③ 求設(shè)備水平放置時，1，4支點(diǎn)重量為W14，質(zhì)心高度為ez。質(zhì)心C的水平位置ex,ey。設(shè)備抬高h(yuǎn)后，1，4支點(diǎn)的重量。設(shè)備重心在水平向投影為。 （） 　　　　 ，有 （ a） （ b） 整理后有 （ c）將機(jī)柜轉(zhuǎn)90176。，重復(fù)上述步驟也可求出進(jìn)行對比校核。 36 / 36