Способ изготовления упругого демпфирующего элемента из проволочного нетканого материала

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при создании системы виброзащиты радиоэлектронной аппаратуры головки самонаведения авиационной ракеты. Из сплетенных витками проволочных спиралей получают сетку-матрицу, которую сворачивают и подвергают прессованию. В полученный таким образом упругий демпфирующий элемент вводят эластичный заполнитель, в качестве которого используют высокотемпературную смазку, находящуюся в разогретом состоянии. Упомянутой смазкой в условиях вакуума пропитывают упругий демпфирующий элемент. В результате обеспечивается повышение износоустойчивости полученного изделия.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для создания системы виброзащиты радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) головки самонаведения (ГСН) авиационной ракеты.

Известен "Способ изготовления упругого проволочного материала", заявка №4803085/12, 14.03.1990 г. В нем часть слоев сетки сплетают из спиралей правой свивки, а часть слоев - из спиралей левой свивки, и заготовку формируют так, что слои со спиралями правой и левой свивок чередуют в ней, причем оси спиралей всех слоев параллельны, и в детали их располагают перпендикулярно действию растягивающей силы.

Отсутствие эластичного заполнителя не позволяет применять данный способ для снижения остаточных деформаций при защите от вибрационных воздействий РЭА ГСН.

Известен "Способ изготовления проволочного нетканого материала", заявка №2354628/12, 28.04.1976 г. В нем в качестве эластичного заполнителя используют растянутые проволочные спирали, укладываемые в матрицу с взаимным перекрещиванием, а в качестве матрицы используют изготовленную из сплетенных спиралей сетку.

Из-за отсутствия смазки указанный способ также не может быть использован для защиты от вибрационных нагрузок вследствие быстрого появления остаточных деформаций в результате взаимного износа витков внутри упругого демпфирующего элемента (УДЭ). Это приводит к его усадке, появлению в амортизационной системе люфтов недопустимой величины с ее последующим разрушением.

Известен "Способ изготовления нетканого проволочного материала", заявка №2430312/12, 14.12.1976 г. В нем спирали растягивают до шага, меньшего или равного диаметру спирали, а слои сетки укладывают один на другой так, чтобы в смежных слоях оси спиралей перекрещивались под прямым углом, и прессуют. Однако для защиты от вибрационных нагрузок указанный способ не может быть использован по той же причине, что и предыдущий. Из известных способов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является "Способ изготовления упругогистерезисных элементов типа втулок из нетканого проволочного материала" (SU 592055 А1, 10.04.2001 г., В 21 F 21/00). Он включает в себя получение сетки-матрицы из сплетенных витками проволочных спиралей, сворачивание сетки-матрицы и прессование.

Однако в данном случае эластичный заполнитель вводится до прессования заготовки (в радиальном направлении в замкнутом объеме) и служит для повышения прочности на растяжение, но не исключает усадки материала под действием вибрационных нагрузок.

Таким образом, целью изобретения является повышение износоустойчивости УДЭ.

Для достижения поставленной цели сформированную из сплетенных витками проволочных спиралей сетку-матрицу свернули и отпрессовали заготовку УДЭ, при этом в УДЭ ввели эластичный заполнитель, в качестве которого использовали находящуюся в разогретом состоянии высокотемпературную смазку, которой в условиях вакуума пропитали УДЭ.

Операции по изготовлению УДЭ из проволочного нетканого материала произвели в следующем порядке:

- произвели навивку отрезков спирали на специальном приспособлении для навивки к намоточному станку;

- на аналитических весах взвесили необходимое количество спирали для УДЭ;

- произвели растяжку спиралей до необходимого шага для УДЭ;

- сформировали сетку-матрицу для УДЭ;

- сетку-матрицу свернули в рулон;

- произвели холодное прессование в осевом направлении в замкнутом объеме заготовки УДЭ;

- УДЭ обезжирили нефрасом с помощью хлопчатобумажного тампона и просушили при температуре 23±5°С в течение 30 минут;

- УДЭ поместили в термостат и выдержали при температуре 200°С в течение 1 часа;

- высокотемпературную смазку, например, "ЦИАТИМ 21" прогрели в термостате при температуре 200°С в течение 1 часа;

- загрузили УДЭ в тару со смазкой так, чтобы они были полностью покрыты ей и произвели пропитку в условиях вакуума в течение 10 минут (остаточное давление - 1 атм);

- извлекли УДЭ из тары, сняли излишки смазки с поверхности бязевым тампоном.

На базе изготовленных по приведенной технологии УДЭ была разработана и испытана система виброзащиты радоиэлектронной аппаратуры головки самонаведения авиационной ракеты. Испытания проводились на вибропрочность и виброустойчивость при воздействии случайной широкополосной вибрации. Параметры вибронагрузок соответствуют требованиям, предъявляемым к аппаратуре группы исполнения 4.1.1. по ГОСТ В20.39.304-76, суммарное время испытаний на вибропрочность (с учетом 30%-ого запаса прочности) по трем взаимно перпендикулярным осям составило 30 ч. До и после испытаний были измерены собственные резонансные частоты системы виброзащиты. Степень износа УДЭ, входящих в систему виброзащиты, оценивалась по изменению собственных резонансных частот системы виброзащиты в начале и в конце испытаний, по величине усадки УДЭ за счет остаточных деформаций после испытаний путем замера габаритных размеров УДЭ и по количеству элементов износа (осколков проволочных спиралей), появившихся на поверхности УДЭ.

Предварительно были проведены аналогичные испытания габаритно-жесткостного макета головки самонаведения с системой виброзащиты на основе УДЭ, изготовленных по той же технологии, но без введения эластичного заполнителя. При этом продолжительность испытаний на вибропрочность составила 20 ч.

Сравнение результатов испытаний макета головки самонаведения и собственно головки самонаведения показало, что:

1. Снижение собственных резонансных частот системы виброзащиты, вызванное усадкой УДЭ в конце испытаний, составило в первом случае 30%, во втором - 15%.

2. Величина усадки УДЭ в конце испытаний в первом случае составила 5%, во втором - 1%.

3. Количество выделившихся на поверхности УДЭ после испытаний осколков проволочных спиралей во втором случае оказалось на 50% меньше, чем в первом.

4. Величина максимальных перегрузок на электрорадиоэлементах радиоэлектронной аппаратуры головки самонаведения в конце испытаний в первом случае оказалось на 30% выше, чем во втором. Таким образом, пропитка УДЭ в условиях вакуума эластичным заполнителем - высокотемпературной смазкой, находящейся в разогретом состоянии, значительно снижает усадку материала при воздействии случайной широкополосной вибрации, уменьшает трение и снижает остаточные деформации. Износоустойчивость УДЭ повышается на 20-25%.

Следовательно, снижается виброперегрузка до приемлемого для радиоэлектронной аппаратуры уровня в течение всего срока эксплуатации головки самонаведения.

Способ изготовления упругого демпфирующего элемента из проволочного нетканого материала, включающий получение сетки-матрицы из сплетенных витками проволочных спиралей, сворачивание сетки-матрицы, прессование, отличающийся тем, что в упругий демпфирующий элемент вводят эластичный заполнитель, в качестве которого используют находящуюся в разогретом состоянии высокотемпературную смазку, которой в условиях вакуума пропитывают упругий демпфирующий элемент.