Разработка амортизатора для защиты транспортно-пускового контейнера с изделием, находящимся в подвижной пусковой установке, от заданного внешнего воздействия, страница 6

.                                                                                (3.3)

Эта величина не оказывает решающего влияния на вид характеристики, поскольку он в значительной степени определяется также соотношениями объемов и начальных давлений в аккумуляторах: при сжатии в работу вступает дополнительный аккумулятор, который почти прекращает рост давления и делает характеристику одного амортизатора дигрессивной; вид характеристики при растяжении определяется параметрами второго дополнительного  аккумулятора и почти не зависит от величины g.

При увеличении g может возникнуть проблема устойчивости. Она связана с тем, что из-за большого значения статического усилия амортизатора при вертикальном смещении ТПК горизонтальные амортизаторы поворачиваются на некоторый угол относительно начального положения, что приводит к изменению вертикальных проекций создаваемых ими усилий. Эти усилия – сжимающие и достаточно большие и они стремятся увеличить вертикальные перемещения. Может оказаться, что их сумма вертикальных проекций усилий горизонтальных амортизаторов будет соизмерима с разностью усилий верхних и нижних вертикальных амортизаторов, т.е. система амортизации будет близка к системе квазинулевой жесткости или даже окажется неустойчивой. По-видимому, оптимальные значения величины g находятся в диапазоне 0,2-0,8.

·  Отношение относительного смещения ТПК (сжатия амортизатора), при котором вступает в работу дополнительный аккумулятор V₃ к максимальному ходу амортизатора:

.                                                                                         (3.4)

Данная величина характеризует жесткость упругой характеристики на начальном участке. При ее уменьшении снижается начальный объем газовой полости основного аккумулятора V_г20 и характеристика приближается к релейной, однако повышается вибропроводимость, а также возрастает чувствительность характеристики к случайным вариациям давления в камерах (утечкам и др.). =0,05-0,2.

·  Отношение статического усилия пары амортизаторов при к максимальному усилию пары амортизаторов:

.                                                                             (3.5)

Здесь  – суммарное статическое усилие пары амортизаторов при . Приближение этой величины к k_Rст делает характеристику более близкой к релейной (увеличивает работу усилия амортизаторов на пути ), однако при слишком малой разности k_Rст-k_Rст1 объем дополнительных аккумуляторов будет недопустимо большим. По-видимому, следует принимать k_Rст1=0.70-0.95k_Rст.

·  Отношение произведения давлений в рабочих камерах сжимаемого и растягиваемого амортизаторов при Ds=±Ds_max к произведению начальных давлений в дополнительных аккумуляторах давления, равных давлениям в рабочих камерах при Ds=±Ds₃₀:

      (3.6)

Данная величина характеризует соотношение жесткостей статических характеристик амортизатора при -Ds_max£Ds£-Ds₃₀ и при Ds₃₀£Ds£Ds_max. Она влияет, в частности, на соотношение начальных объемов газовых полостей аккумуляторов V_3г0 и V_4г0. По-видимому, ее целесообразно выбирать по критерию минимума суммы V_3г0+V_4г0. В первом приближении можно принять À=0,6-1,2.

Соотнесем введенные параметры синтеза со значениями, описывающими статические характеристики:

, , ,

, .

Далее рассмотрим параметры, характеризующие демпфирование при обратном ходе ТПК. В данной схеме демпфирование реализуется за счет истечения жидкости через дроссели F_др3 и F_др4.

·  Отношение скорости  обратного хода ТПК, при которой демпфирующие перепады давления на дросселях уравновешивают значение упругого усилия при Ds=Ds₃₀, равного , к максимальной скорости _max обратного хода при Ds=Ds₃₀, при которой идеальная система амортизации может защитить ТПК от соударения со стенкой в случае, если корпус ППУ неподвижен или движется с постоянной скоростью:

.                                   (3.7)

Величина  равна скорости обратного хода ТПК при Ds=Ds₃₀ в случае установившегося движения (когда абсолютная скорость корпуса ППУ давно стала равной нулю). Выражение  получено в предположении, что ТПК, имеющее скорость  в точке Ds=Ds₃₀ совершает равнозамедленное движение с ускорением - и полностью тормозится в точке Ds=-Ds_max. Величина  характеризует проходное сечение дросселей F_др3 и F_др4. Слишком большое значение  (малое демпфирование) приводит к тому, что ТПК, проскочив положение равновесия на большой скорости, приобретет значительное смещение в направлении, противоположном начальному, что увеличит время возвращения ТПК в начальное положение и в некоторых случаях может даже привести к соударению ТПК с бортом в конце обратного хода. Слишком малое значение  (большое демпфирование) приводит к тому, что время, за которое ТПК смещается от крайнего положения при прямом ходе до положения равновесия, будет слишком большим. Кроме того, возникает опасность кавитации (вскипания жидкости) в амортизаторе, который сжимался на прямом ходе, а на обратном начал растягиваться, однако в схеме с тремя аккумуляторами ее обычно можно избежать. По-видимому, =0,05-0,2.

Далее рассмотрим методику расчета основных параметров амортизаторов.

Вначале рассмотрим смещение ТПК на величину Ds₃₀. При этом дополнительные аккумуляторы давления не работают. Поскольку напорный клапан 6 открыт, демпфирующей составляющей давлений в камерах V₁ растягиваемого и сжимаемого амортизаторов можно пренебречь, т.е. давления жидкости в рабочих камерах равны давлениям газа в полостях V_г2, которые можно определить по уравнениям адиабаты (теплоотдачей в стенки пренебрегаем из-за малости времени воздействия). Заметим, что приведенная масса резинокордовой мембраны 14, как и аналогичных мембран 21 и 28 мала и давления жидкости и газа в одном и том же аккумуляторе можно считать равными. Давление в камере V_г2 сжимаемого амортизатора при Ds=Ds₃₀ равно начальному давлению в камере  V_г3 – p₃₀, а давление в камере V_г2 растягиваемого амортизатора при Ds=-Ds₃₀ равно начальному давлению в камере  V_г4 – p₄₀ (через p₄₀ будем обозначать статическое давление в камере V_г2 при Ds₃=-Ds₃₀). Имеем:

.                     (3.8)

.                     (3.9)