Октябрь 2019
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июн    
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

СКАЧКООБРАЗНЫЙ ПРОЦЕСС ИЗМЕНЕНИЯ СИЛ ПРИ СЖАТИИ АМОРТИЗАТОРА

•)

подпись: •)

Р.)

подпись: р.)В случае расчета сил при ударном сжатии амортизатора пред­полагается, что силовая характеристика представляет собой моно­тонно возрастающую зависимость между силой и (перемещением. Однако опыт показывает, что для многих фрикционных аморти­заторов, особенно со стальными поверхностями трения, наблю­дается скачкообразный процесс изменения силы (срывы). В ряде случаев эти срывы существенно меняют силовую харак­теристику. На фиг. 40 по­казаны копии несколь­ких осциллограмм удар­ного сжатия фрикцион­ного аппарата Ш-1-Т (фиг. 40, а и б) и аппа­рата фирмы Пирлесс (фиг. 40, в, г) с типичны­ми проявлениями скач­кообразного изменения сил. Причины скачкооб­разного изменения сил в амортизаторах и метод его расчетной оценки были рассмотрены в работах [25] и [15].

Скачкообразный процесс изменения сил трения в амортиза­торах является частным случаем механических релаксационных колебаний. Основной причиной последних в данном случае мо­жно считать периодическое схватывание в отдельных точках поверхностей трения, а также изменение — силы трения іпокоя в за­висимости от продолжительности неподвижного контакта [12]. Некоторое влияние’ на появление скачков силы, ло-види*мому, оказывают и другие причины, например, уменьшение коэффи­циентов трения в функции скорости. Более подробный анализ влияния этих факторов изложен в работах [12], [15], [25].Можно отметить следующие специфические особенности про­явления срывов при ударном сжатии фрикционных амортизато­ров:

1) амплитуда и период колебаний постепенно увеличиваются к концу хода;

2) повышение начальной скорости удара приводит к увели­чению частоты срывов и уменьшению амплитуды колебаний; при достаточно больших скоростях скачки силы вообще не наблю­даются;

3) частота срывов и амллитуда зависят от степени приработки поверхностей трения и отклонений в геометрических параметрах амортизатора, т. е. от факторов, определяющих условия фрик­ционного взаимодействия между трущимися поверхностями; на­личие смазки устраняет скачки сил, но одновременно уменьшает эффективность амортизатора;

4) иногда наблюдаются дополнительные, более — высокие ча­стоты колебаний, наложенные ;на основную кривую изменения силы.

Скачки сил по-разному проявляются в различных амортизато­рах; они существенно зависят от материала трущихся поверхно­стей ‘и размеров амортизатора. Применением металлокерамики удавалось полностью устранить явления скачков. В амортизато­рах со стальными поверхностями малых габаритов (по сравне­нию с поглощающими аппаратами) скачки сил также часто не наблюдаются.

Опыты показали, что амортизаторы. малых размеров, геомет­рически подобные натурным поглощающим аппаратам, отли­чаются лучшей стабильностью по всем показателям работы. По — видимому там, где представляется возможным, целесообразна замена больших амортизаторов системой малых амортизато­ров.

В настоящее время накоплено еще мало опытных данных и теоретических исследований для достаточно точного расчетного определения процессов релаксационных колебаний в амортиза­торах удара. Этот вопрос является одним из сложных в области исследования амортизаторов. Практически для повышения ста­бильности работы особенно важно найти пути полного устране­ния таких колебаний.

Для приближенной оценки скачков сил при расчете аморти­заторов со стальными поверхностями рекомендуется учитывать следующее. Если считать стабильными силовые взаимодействия и условия трения в амортизаторе, можно рассчитать весь процесс скачкообразного изменения силы и построить силовую характе­ристику. Такой расчет выполнен Б. Г. Кеглиным [15]. В данном случае процесс релаксационных колебаний рассматривается как ряд последовательно чередующихся этапов: периода относитель­ного скольжения трущихся поверхностей; периода «прилипания» и относительного покоя этих поверхностей. Для каждого из

Этих периодов составляются дифференциальные уравнения колебаний системы двух упругих масс, снабженных амор­тизатором.

Решение таких уравнений позволяет построить кривую изме­нения силы во времени. Для этого должны быть заданы массы ударяющихся тел, их динамические жесткости, масса подвижных частей амортизатора, жесткость его пружины, закономерность изменения коэффициентов трения в зависимости от времени кон­такта. Вследствие значительного влияния нестабильности трения

Й)

подпись: 
й)

А)

Фиг. 41. Графики распределения расчет­ных коэффициентов / и сил удара Р для поглощающего аппарата Ш-1-Т.

подпись: 
а)
фиг. 41. графики распределения расчетных коэффициентов / и сил удара р для поглощающего аппарата ш-1-т.
На скачкообразный про­цесс изменения сил та­кой расчет имеет в ос­новном теоретическое значение; он выявляет основные причины, вы­зывающие скачки сил, и дает общую закономер­ность их проявления. Ес­ли рассматривать релак­сационные колебания с точки зрения их влияния на величину конечной си­лы удара, то можно отме­тить следующее:

1. Появление срывов, как правило, приводит к снижению конечной си­лы удара при условии, что доля энергии удара, приходящейся на амор­тизатор, не превышает его эффективности в данном состоянии. Это объясняется главным

Образом тем, что срывы приводят к увеличению перемеще­

Ний.

2. Расчет сил по формулам (21) и (94) (без учета срывов) при коэффициентах трения, соответствующих хорошо прирабо­танным поверхностям, дает более высокие значения сил по срав­нению с фактическими при наличии срывов.

3. Поскольку скачкообразный процесс изменения сил удара

Проявляется в амортизаторах разнообразно, его влияние на ве­личину конечной силы можно условно учесть соответ­ствующим изменением расчетного коэффициента трения.

Если ввести в расчет опытные значения коэффициентов

Трения в форме статистической закономерности, то расчетом можно определять значения сил удара с учетом вероят­ности их появления.

В результате обработки опытных данных получено следую­щее уравнение нормального распределения расчетных коэффи — 86 циентов трения для поглощающих аппаратов III-1-Т с хорошо приработанными поверхностями трения:

У = 13,5е 0’000018 . (119>

График этого распределения показан на фиг. 41, а. Рассеива­ние величин коэффициента трения / в данном случае отражает суммарный эффект .проявления скачков сил и производственных отклонений в размерах для аппаратов номинально одинаковых. Подставляя значения / в формулу (21) и вычисляя силы Р удара, получим вероятные их значения, представленные графиком (фиг. 41,6). Очевидно, что для каждого типа амортизатора мо­жет существовать своя закономерность распределения величин

/и Р.

Оставить комментарий