RU2155892C1

RU2155892C1 - Vibration-proof mounting for securing electrical and radio components

Info

Publication number: RU2155892C1
Application number: RU98123059A
Authority: RU
Inventors: Д.М. Белый
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-09-10

Abstract

FIELD: electrical measuring technology; protection of electronic equipment against vibrational loads. SUBSTANCE: mounting includes flexible mounting plate having rectangular recess at the end which is parallel to plane of plate. Mounting is provided with flexible member having two steady states; it consists of thin-walled homogeneous plate made from spring steel in form of hollow cylinder with projection-stop at one side. Flexible member is tightly received by recess in plate; its edges are extensible to flat state of flexible member. EFFECT: enhanced efficiency; simplified construction. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для защиты элементов радиоэлектронной аппаратуры от воздействия вибрационных нагрузок. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to protect elements of electronic equipment from vibration loads.

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 [1]; а.с. СССР N 1193327, кл. F 16 F 13/00, 1985 [2]; а. с. СССР N 1523782, кл. F 16 F 7/00, 1989 [3]; а.с. СССР N 1627765, кл. F 16 F 13/00, 1991 L4]/. Known anti-vibration mounts for mounting electrical components, containing an elastic mounting plate and an elastic frame connected to each other through shock absorbers with friction elements / cm. A.S.SSSR N 953289, class F 16 F 7/00, 1982 [1]; A.S. USSR N 1193327, class F 16 F 13/00, 1985 [2]; a. with. USSR N 1523782, class F 16 F 7/00, 1989 [3]; A.S. USSR N 1627765, class F 16 F 13/00, 1991 L4] /.

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, с последующим возвращением системы в свое первое 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. The disadvantage of these devices is the extremely low efficiency of vibration isolation of elements of electronic equipment. This is explained by the fact that in these devices an abrupt instantaneous detuning of the elastic system from resonance modes occurs only at the moment of resonance oscillations, with the subsequent return of the system to its first dynamic state with the same rigidity and natural frequency. Therefore, with the continuation of the action of external perturbations, the dynamics of the elastic system is characterized by its periodic buildup with spasmodic appearance and disruption of resonance regimes.

Известна также виброизолирующая опора для крепления электрорадиоэлементов, содержащая упругую монтажную пластину, жестко закрепленные на ней одними своими концами в ее центре и периферии соответственно стойку и стержни, установленные с возможностью изменения высоты, и упругую раму, соединенную центральной частью со свободным концом стойки и периферийными частями со свободными концами стержней /см. а.с. СССР N 1525365, кл. F 16 F 13/00, 1989 [5]/. Also known is a vibration-isolating support for attaching electrical components, containing an elastic mounting plate rigidly fixed to it by its ends at its center and periphery, respectively, a rack and rods mounted with a possibility of changing height, and an elastic frame connected by the central part to the free end of the rack and peripheral parts with free ends of rods / cm. A.S. USSR N 1525365, class F 16 F 13/00, 1989 [5] /.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность виброизоляции за счет невозможности автоматической отстройки упругой опоры от резонансных режимов. Опора допускает возможность перестройки своих резонансных частот только в процессе регулировки. Поэтому, при совпадении в процессе эксплуатации частоты внешних вибрационных воздействий с одной из собственных частот опоры возникают резонансные режимы, сопровождающиеся воздействием на укрепленные на опоре электрорадиоэлементы значительных вибрационных нагрузок. The disadvantage of this device is the low efficiency of vibration isolation due to the inability to automatically detune the elastic support from resonant modes. The support allows the possibility of tuning its resonant frequencies only in the process of adjustment. Therefore, when the frequency of external vibrational influences coincides with one of the eigenfrequencies of the support during operation, resonance modes occur, accompanied by the action of significant vibrational loads on the electro-radio elements mounted on the support.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является виброизолирующая опора для крепления электрорадиоэлементов, включающая упругую монтажную пластину, стойку, свободный конец которой выполнен в виде керна, и упругую раму, поверхность которой, контактирующая со свободным концом стойки, выполнена с регулярным микрорельефом ячеистой структуры /см. патент РФ N 2075668, кл. F 16 F 13/00, 1997 [6], и принятое за прототип. The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a vibration-isolating support for fastening electrical components, including an elastic mounting plate, a rack, the free end of which is made in the form of a core, and an elastic frame, the surface of which is in contact with the free end of the rack, made with regular microrelief of a cellular structure / cm. RF patent N 2075668, cl. F 16 F 13/00, 1997 [6], and adopted as a prototype.

Недостатком данного устройства является сравнительно низкая эффективность виброизоляции вследствие малого ухода опоры от резонансного режима при перескоке керна в соседнюю ячейку микрорельефа, а также сложность конструкции из-за необходимости выполнения листовой рамы с регулярным микрорельефом ячеистой структуры. The disadvantage of this device is the relatively low efficiency of vibration isolation due to the small departure of the support from the resonance mode when the core jumps to the adjacent microrelief cell, as well as the design complexity due to the need to perform a sheet frame with a regular microrelief of the cellular structure.

Сущность изобретения заключается в введении в конструкцию опоры упругого элемента с двумя устойчивыми состояниями, релейно перескакивающего при возникновении резонансного режима из одного состояния в другое и срывающего, тем самым, возникающий резонансный режим. The essence of the invention lies in the introduction into the construction of the support of an elastic element with two stable states, relaying hopping when a resonance mode arises from one state to another and tearing, thereby creating a resonant mode.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции и упрощение конструкции устройства. The technical result is an increase in the effectiveness of vibration isolation and simplification of the design of the device.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве виброизолирующей опоры для крепления электрорадиоэлементов, содержащей упругую монтажную пластину, особенность заключается в том, что в пластине с торца выполнено параллельное плоскости пластины углубление прямоугольного сечения, в опору введен упругий элемент с двумя устойчивыми состояниями, состоящий из тонкостенной однородной пластины пружинящей стали, выполненной в виде части полого цилиндра и имеющей в центральной части с одной из сторон выступ - упор, при этом упругий элемент плотно введен в углубление пластины с возможностью раздвижения его краев, соответствующих образующим формирующего упругий элемент цилиндра, до плоского состояния упругого элемента. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device of the vibration isolating support for fastening the electrical elements containing an elastic mounting plate, the feature is that in the plate from the end there is a recess of rectangular cross section parallel to the plane of the plate, an elastic element with two stable states consisting of a thin-walled homogeneous spring steel plate made in the form of a part of a hollow cylinder and having in the central part one side projection - blank, wherein the elastic member tightly inserted into a recess of the plate, with its edges razdvizheniya corresponding forming cylinder forms the resilient member, the flat state to the elastic member.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображена виброизолирующая опора, общий вид; на фиг.2 - изогнутое положение упругой пластины в момент перехода упругого элемента во второе устойчивое состояние; на фиг.3 - упругая пластина с упругим элементом во втором устойчивом состоянии. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 schematically depicts a vibration isolating support, General view; figure 2 - the bent position of the elastic plate at the moment of transition of the elastic element in the second stable state; figure 3 - elastic plate with an elastic element in the second steady state.

Виброизолирующая опора для крепления электрорадиоэлементов 1 содержит упругую монтажную пластину 2, соединенную с упругой рамой 3 с помощью центральной стойки 4 и стержней 5, при этом в пластине 2 с торца выполнено параллельное плоскости пластины углубление 6 прямоугольного сечения, в опору введен упругий элемент с двумя устойчивыми состояниями, состоящий из тонкостенной однородной пластины 7 пружинящей стали, выполненной в виде части полого цилиндра и имеющей в центральной части с одной из сторон выступ - упор 8, причем упругий элемент 7 плотно введен в углубление 6 пластины 2 с возможностью раздвижения его краев, соответствующих образующим формирующего упругий элемент цилиндра, до плоского состояния упругого элемента. The vibration isolating support for attaching the electrical components 1 comprises an elastic mounting plate 2 connected to the elastic frame 3 by means of a central strut 4 and rods 5, while a rectangular recess 6 is made parallel to the plane of the plate from the end surface of the plate 2, an elastic element with two stable states, consisting of a thin-walled homogeneous spring steel plate 7, made in the form of a part of a hollow cylinder and having a protrusion - stop 8 in the central part on one of the sides, and the elastic element 7 is flat clearly inserted into the recess 6 of the plate 2 with the possibility of extending its edges corresponding to the generators forming the elastic element of the cylinder, to a flat state of the elastic element.

Предварительно поясним принцип действия упругого элемента 7 с двумя устойчивыми состояниями. При приложении к упругому элементу 7 внешней нагрузки, действующей противоположно выпуклости, он постепенно уменьшает свою кривизну, а края его свободно раздвигаются на опоре. До достижения критической нагрузки упругий элемент работает как пластинчатая цилиндрическая пружина со свободным перемещением краев. При достижении плоского состояния упругий элемент мгновенно выщелкивает, переходя во второе устойчивое состояние в форме части полого цилиндра, но с обратной выпуклостью. Let us first explain the principle of action of the elastic element 7 with two stable states. When an external load is applied to the elastic element 7, acting opposite to the convexity, it gradually decreases its curvature, and its edges freely move apart on the support. Until a critical load is reached, the elastic element acts as a leaf coil spring with free movement of the edges. Upon reaching a flat state, the elastic element instantly clicks out, passing into the second stable state in the form of a part of a hollow cylinder, but with an inverse convexity.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В процессе работы опоры при совпадении частоты внешних вибрационных воздействий с одной из собственных частот опоры возникают интенсивные резонансные колебания последней. Эти колебания вызывают изгибные колебания упругой пластины 2 по какой либо из форм колебаний /см. фиг.2/. Такой изгиб пластины 2 /см. выше/ при достаточной интенсивности внешних возмущений приводит к выщелкиванию упругого элемента 7 и переходу его во второе устойчивое состояние /см. фиг.3/. Наличие выступа-упора 8 приводит к тому, что во втором состоянии продольная жесткость упругого элемента принципиально другая по сравнению с первым состоянием, а следовательно, скачкообразно изменяется изгибная жесткость пластины 2 и соответственно всей опоры. Естественно, это приводит к автоматическому релейному уходу опоры от резонансного режима. При возникновении резонансных колебаний в новом положении процесс перескока упругого элемента 7 в уже первое состояние повторится, и опять произойдет адаптивная перестройка опоры под действием внешних вибраций. Подбором геометрических и жесткостных характеристик упругого элемента не трудно добиться мгновенного ее срабатывания при недопустимой амплитуде резонансных колебаний опоры. The operation of the device is as follows. During the operation of the support, when the frequency of the external vibrational effects coincides with one of the natural frequencies of the support, intense resonant oscillations of the latter occur. These vibrations cause bending vibrations of the elastic plate 2 in any form of vibration / cm. figure 2 /. Such a bend of the plate is 2 / cm. above / with sufficient intensity of external perturbations leads to the leaching of the elastic element 7 and its transition to the second stable state / cm. figure 3 /. The presence of the protrusion-abutment 8 leads to the fact that in the second state the longitudinal stiffness of the elastic element is fundamentally different compared to the first state, and therefore, the bending stiffness of the plate 2 and, accordingly, of the entire support are abruptly changed. Naturally, this leads to an automatic relay departure of the support from the resonance mode. When resonance oscillations occur in a new position, the process of jumping the elastic element 7 to the first state will be repeated, and again the adaptive rearrangement of the support will occur under the influence of external vibrations. By selecting the geometric and stiffness characteristics of the elastic element, it is not difficult to achieve its instantaneous response with an unacceptable amplitude of the resonant vibrations of the support.

Данная конструкция обеспечивает предельно эффективную виброизоляцию по сравнению с конструкцией-прототипом. Это объясняется тем, что если при перескоке в прототипе керна на одну ячейку изменение собственной частоты составляет максимум 3 - 4% от номинального значения собственной частоты опоры, то в данной конструкции переход упругого элемента 7 в новое устойчивое состояние изменяет собственную частоту опоры минимум на 20 - 25% от номинального значения. Конструкция предельно проста и не требует никаких специальных технологий изготовления, регулировки и т.п. Кроме того, конструкция практически не критична к погрешностям производства и сборки. This design provides extremely effective vibration isolation compared to the prototype design. This is explained by the fact that if during a hop in the core prototype by one cell, the change in the natural frequency is a maximum of 3 - 4% of the nominal value of the natural frequency of the support, then in this design the transition of the elastic element 7 to a new stable state changes the natural frequency of the support at least 20 - 25% of the nominal value. The design is extremely simple and does not require any special manufacturing techniques, adjustment, etc. In addition, the design is practically not critical to manufacturing and assembly errors.

Claims

Vibration isolating support for mounting radio electronic components, comprising an elastic mounting plate, characterized in that a rectangular recess is made parallel to the plane of the plate from the end of the plate, an elastic element with two stable states is introduced into the support, consisting of a thin-walled uniform spring steel plate made as a part of a hollow cylinder and having a protrusion-stop in the central part on one of the sides, while the elastic element is tightly inserted into the recess of the plate with the possibility of its extension edges forming respective resilient member forming the cylinder to the flat state of the elastic member.