Основых тех.экспл. суд эл.об А5_
.pdfляции. Кроме того, плесень обладает сильной гигроскопичностью, вследствие чего аппаратура покрывается водяной пленкой. Оптимальными условиями развития большинства видов плесени является высокая относительная влажность воздуха (более 85%), температура +25±5°С и неподвижность воздуха, т. е. условия, характерные для тропического влажного климата. В умеренном климате также часто складываются условия, способствующие росту плесени, например при хранении радиоаппаратуры на влажном и теплом складе с плохой вентиляцией, в судовом трюме, в теплом и влажном месте под брезентом и т. д.
Грызуны представляют опасность для аппаратуры, находящейся на хранении. Они могут серьезно повредить кабели, фидеры, обтекатели антенн и ряд других элементов. Защита от действия плесени производится как путем подбора материалов, не являющихся питательной средой для плесени, так и путем применения токсичных ингибиторов. Основные меры защиты от насекомых и грызунов – механическая защита радиоаппаратуры от их проникновения и применение ядохимикатов.
3.4.Наведенные факторы
3.4.1.Факторы производственной зоны
Основными производственными зонами, характеризующимися особенностями воздействия на судовую электрорадиоаппаратуру, принято считать:
1)помещения с кондиционированием воздуха (береговые
исудовые);
2)отапливаемые помещения (береговые и судовые);
3)открытые площадки (неотапливаемые помещения) на
берегу; 4) судовую палубу и открытые надстройки.
Параметры факторов производственной зоны, воздействующих на судовую электрорадиоаппаратуру, приведены в табл. 3.3.
Основными дестабилизирующими факторами про-
36
изводственной зоны являются: механические факторы, электризация, радиационное облучение, воздействие другой аппаратуры, климатические факторы (температура и влажность).
3.4.2.Механические факторы
Механические факторы обусловливаются ударами, вибрацией, центробежными и линейными ускорениями, возникающими при транспортировке радиоаппаратуры, а также при ее эксплуатации в результате работы двигателей, вследствие толчков, торможений, порывов ветра и т. д.
Таблица 3.3. Параметры факторов производственной зоны, влияющих на работоспособность электрорадиоаппаратуры
Производственная |
Механические факторы |
Климатические факторы |
|||
Вибрационные |
Ударные |
Температура |
Влажность |
||
зона |
|||||
перегрузки |
перегрузки |
, °С |
z, % |
||
|
|||||
Помещения с конди- |
|
|
|
|
|
ционированием воз- |
|
|
|
|
|
духа: |
|
|
|
|
|
береговые |
- |
- |
+20 5 |
60 - 80 |
|
|
|
|
|||
судовые |
3 – 10 |
15 – 30 |
|
|
|
Отапливаемые по- |
|
|
|
|
|
мещения: |
|
|
|
|
|
береговые |
- |
- |
+25 10 |
70 - 80 |
|
3 – 10 |
15 – 30 |
||||
судовые |
|
|
|||
|
|
|
|
||
Открытые площадки |
|
|
|
|
|
(неотапливаемые |
- |
- |
В соответствии с клима- |
||
помещения) на бере- |
тической зоной (см. |
||||
|
|
||||
гу |
|
|
табл. 3.2.) |
||
Судовая палуба и от- |
3 – 10 |
15-30 |
|
|
|
крытые надстройки |
|
|
|||
|
|
|
|
||
Примечание. М еханические факторы зависят от типа судна и его механических качеств
Удар - мгновенное приложение к конструкции внешних сил в течение нескольких милиили микросекунд. При ударе неупругой конструкции наблюдаются две фазы процесса: сжа-
37
тие и восстановление, в течение которых происходит преобразование кинетической энергии внешних сил в потенциальную энергию, деформация элементов конструкции сжатие) и обратное преобразование упругой деформации в кинетическую энергию (восстановление). Для совершенно неупругих конструкций на этом действие удара заканчивается. В упругих конструкциях, к которым относятся электрорадиотехнические устройства, удар вызывает колебания с затухающей амплитудой на собственной частоте конструкции, вследствие чего в хрупких материалах могут появиться трещины и изломы.
При воздействии внешних сил возникают силы противодействия (силы инерции) Fи, связанные с ускорением gи выражением
Fи mgи |
(3.4) |
где m-масса конструкции, кг (знак минус указывает, что направление силы инерции противоположно направлению ускорения).
Количественной мерой воздействия механического фактора служит вызываемая этим фактором перегрузка, характеризующаяся отношением ускорения gи, испытываемого изделием, к нормальному ускорению g = 9,81 м/с2 силы тяжести (веса) конструкции:
J |
gи |
(3.5) |
g |
Перегрузка, возникающая при ударе, рассчитывается по формуле
J уд |
v2 |
(3.6) |
|
2gs |
|||
|
|
где v – мгновенная скорость в момент удара, м/с; s- перемещение при ударе или суммарная величина упругих и остаточных деформаций ударяющихся тел, м.
Возможный диапазон перегрузок, вызываемых ударами, очень велик от нуля для стационарной береговой радиоаппара-
туры до 2·104 для аппаратуры радиовзрывателей.
38
Вибрация – продолжительные знакопеременные движения, вызываемые колебательными силами, возникающими в результате возвратно-поступательного или вращательного движения несбалансированных масс, например при работе двигателей агрегатов питания, электродвигателей, автоматов, преобразователей и прочих узлов аппаратуры. Вибрация сопровождает работу многих механизмов. Она может выполнять полезную функцию или вызывать недопустимые перегрузки оборудования. Так, полезной вибрацией является колебательное движение язычка вибрационного выпрямителя. Паразитной является, например, вибрация электрорадиоаппаратуры на судах. Если при вибрации точки тела перемещаются в одной плоскости или по одной линии, то такая вибрация называется соответственно плоскостной или прямолинейной – горизонтальной, вертикальной или наклонной. В зависимости от фигур, описываемых точками тела, различают вибрацию круговую, эллиптическую и т. п.
Изменение положения точек колеблющегося тела называется смещением s, изменение смещения во времени – скоростью вибрации v, изменение скорости – ускорением вибрации а. Скорости и ускорения, возникающие при круговых вибрациях, носят центробежный или центростремительный характер в зависимости от их направления (от центра или к центру вращательного колебания). Кроме того, вибрационные колебания характеризуются частотой fB или угловой скоростью ωв . В реальных условиях вибрация изделий имеет сложный характер. Для простоты считают, что колебания при вибрации являются гармоническими синусоидальными колебаниями, причем смещение происходит в одной или двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
Для измерения ускорений и перегрузок, возникающих при
вибрации, применяют следующие формулы: |
|
a B2 s (2 fB )2 s ; |
(3.7) |
39
JB |
|
a |
|
B2 |
|
(2 fB )2 s |
(3.8) |
|
g |
g |
g |
||||||
|
|
|
|
|
Рис. 3.3 Номограмма для пересчета вибрационных амплитуд смещений в перегрузки (ускорения) и обратно
При инженерных расчетах любая из этих величин может быть определена по номограмме, приведенной на рис. 3.3. Иногда при расчетах пользуются приближенной формулой
f 2 s
JB B , (3.9)
250
где s-амплитуда смещения, мм; fв -частота вибрации, Гц. Электрорадиоаппаратура, установленная на судах, под-
вергается действию вибрации с частотой 5 – 15 Гц и амплитудой до 0,5 мм, вызываемой судовым двигателем, и вибрации в диапазоне от 20 до 35 Гц с амплитудой до 0,25 мм, вызываемой вращением винта. Удары и вибрация обычно сопутствуют
40
друг другу. Например, к вибрации судовой электрорадиоаппаратуры, возникающей при движении судна и вызывающей 1,5
– 2 – кратную перегрузку, добавляются 7 -12 – кратные перегрузки от ударов при причаливании, маневрировании, от толчков и т. д. Поэтому при конструировании аппаратуры принимают в расчет все виды механических воздействий.
Свойство изделия противостоять разрушающему действию вибрации называется вибропрочностью, а свойство сохранять свою работоспособность как под действием вибрации, так и после ее прекращения – виброустойчивостью. Иногда вибропрочность и виброустойчивость объединяют общим по- нятием-вибростойкость. Свойство аппаратуры противостоять разрушающему действию ударов и продолжать после их воздействия выполнение своих функций называется ударной прочностью. Аналогично формулируются понятия, определяющие свойство изделий противостоять действию ветра, взрыва и других механических факторов. Так, свойство радиоаппаратуры противостоять разрушающему действию механических нагрузок, вызываемых ветром, и выполнять свои функции в условиях действия ветра, называется ветроустойчиво-
стью(ветростойкостью):
Усилие, вызываемое действием ветра, определяется (в килограммах – силах) по формуле
F |
0, 66k S v2 , |
(3.10) |
|
B |
c л |
||
|
где kc-коэффициент сопротивления, зависящий от аэродинамической формы изделия; SЛ-площадь лобового сопротивления, т. е. проекция изделия на плоскость, перпендикулярную потоку воздуха, м2; v-скорость потока воздуха, м/с.
41
3.4.3. Влияние механических факторов на судовую электрорадиоаппаратуру
Механические факторы при действии на судовую электрорадиоаппаратуру вызывают следующие неисправности: выскакивание электровакуумных приборов из ламповых панелей, ослабление сварных, винтовых и заклепочных соединений; отвинчивая винтов и гаек, обрывы проводов в местах изгибов и, следовательно, изменение индуктивно-емкостных связей в схеме, обрывы конденсаторов, резисторов, полупроводниковых приборов, закрепленных на собственных выводах; замыкание электродов внутри электровакуумных приборов; перемещение механизмов и органов управления, в результате чего изменяется настройка, регулировка или режим работы электрорадиоэлементов. Кроме того удары и вибрации обуславливают механические колебания элементов конструкции радиоаппаратуры и соответствующие колебания ее электрических параметров (например, микрофонный эффект радиоламп), что может существенно нарушить работоспособность аппаратуры. Уровень микрофонного эффекта или виброшум радиоламп особенно высок, когда катод или траверсы сеток свободно перемещаются в отверстиях слюды. Перемещение гетера, слюды или подогревателя в катодной трубке так же может быть причиной виброшумов. Уровень виброшумов радиолампы зависит, кроме того, от режима работы лампы, частоты вибраций, величины и направление приложенных перегрузок. Он увеличивается если вибрации направлены перпендикулярно плоскости, проходящей через траверсы сеток, так как в этом случае расстояние между сеткой и катодом изменяется в большей степени, чем если вибрации направлены параллельно плоскости траверс.
Наиболее опасным диапазоном частот является интервал 15 - 1400 Гц, ибо именно здесь возникают резонансы различных частей электрорадиоаппаратуры:
-в интервале 15 – 150 Гц – резонанс конструкции;
-в интервале 20 – 200 Гц – резонанс установочных деталей;
-в интервале 175 – 200 Гц – резонанс пальчиковых ламп;
42
- в интервале 800 – 1400 Гц – резонанс миниатюрных радиоламп.
Механические перегрузки радиоаппаратуры часто вызываются воздействием обслуживающего персонала на органы управления, перемена положения которых производится излишним усилием. Кроме того, иногда наблюдаются непредвиденные воздействия, например радиальный и осевой нажим на ручки управления, боковое усилие на выключатель и т.п. Необходимо так же учитывать и возможность ошибочных действий оператора (поворот в обратном направлении, попытка дальнейшего движения ручки после ее постановки на упор и т.д.). Особенно сильно указанные воздействия обслуживающего персонала сказываются на миниатюрной и микроминиатюрной радиоаппаратуре.
Причиной вибрации радиоаппаратуры может быть так же и акустическое воздействие на поверхность кожуха радиоаппарата. Источниками акустических колебаний (шумов) являются взрывы, выстрелы, вращения турбин, винтов, колебания обшивки быстроходных судов, действие других устройств, установленных вблизи электрорадноаппаратов и т.д.
Меры принимаемые для защиты электрорадиоаппаратуры от вредного воздействия механических факторов, можно разделить на две группы:
1) меры, направленные на обеспечение надлежащей жесткости и механической прочности конструкции электрорадиоаппарата;
2) меры, направленные на изоляцию элементов конструкции от механических факторов.
В последнем случае применяют различные амортизирующие средства, изолирующие прокладки, компенсаторы, демпферы и пр. К амортизирующим средствам относят рабочие амортизаторы, предназначенные для облегчения условий работы аппаратуры в процессе эксплуатации, а также транспортировочные амортизаторы, предназначенные для защиты электрорадиоаппаратуры от механических воздействий во время транспортировки и погрузочно-разгрузочных операций.
43
В качестве рабочих амортизаторов для радиоаппаратуры применяют амортизаторы из эластомеров (резина, пенопласт, неопрен и пр.), работающие на сжатие, срез или изгиб при перемещении амортизируемого устройства; в судостроении широко применяются резинометаллические корабельные амортизаторы типа АКСС (рис. 3.4. и табл. 3.4.).
Рис. 3.4. Общий вид и способ крепления амортизаторов типа АКСС
44