УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ОТ УДАРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к устройствам смягчения ударов и вибровоздействий на объект и может быть использовано в космической технике, автомобильной промышленности, судостроении, приборостроении и т.п., в частности, обеспечения крепления и защиты аппаратуры, приборов, устройств и оборудования различного назначения от одиночных ударов, вызываемых взрывом а именно для уменьшение одиночного ударного воздействия на оборудование, при размещении его в помещениях, подверженных сейсмоударным воздействиям вызванных взрывом, с длительностью 30-50 мс и высокими значениями амплитуд ускорений 2…20g. Это связано с тем, что большинство современного оборудования не выдерживает воздействия более 5-7g.
Известно устройство для защиты оборудования от ударного воздействия, содержащее основание, шток, один конец которого имеет шарнир для связи с амортизируемым объектом, и крестообразный энергопоглощающий элемент, связанный с основанием и штоком посредством скоб, установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях, одна - на основании, а вторая - на другом конце штока, и соединенных лапками с энергопоглощающим элементом, в котором крестообразный энергопоглощающий элемент выполнен в виде двух пар торсионов из пластичного материала, расположенных вдоль лучей крестообразного энергопоглощающего элемента, жестко скрепленных одними концами с лапками скоб, а другими - с призмой, установленной в центре энергопоглощающего элемента и имеющей на своих торцах цилиндрические поверхности, образующие которых параллельны осям соответствующих скоб, находящихся с ними в контакте по своим внутренним поверхностям. (RU №2221177).
Недостатком этого технического решения является конструктивная сложность, а также зависимость эффективности от направления ударного воздействия.
Известно также устройство для защиты оборудования от ударных нагрузок, содержащее корпус и расположенный внутри него шток упругого элемента в виде по крайней мере одной плоской крестообразной пружины и скоб установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях: одна на основании корпуса, а другая на другом конце штока и соединенных лапками с крестообразной пружиной. (RU №1583678). Однако это техническое решение имеет ограниченную область применения - защита от ударных воздействий аппаратуры РЭА массой до 150 кг.
Технической задачей, на решение которой направлено данное предложение, является защита от ударного воздействия размещенного на объекте оборудования, способного функционировать при значениях амплитуд ускорений не более 5-7g, размещенного на объектах, подверженных воздействиям при различных направлениях воздействия с длительностью 30-50 мс и значениями амплитуд ускорений до 20g.
Для решения этой задачи предлагается устройство защиты размещенного на объекте оборудования от ударного воздействия, содержащее прикрепленные одним концом к защищаемому оборудованию, а другим концом - к объекту по меньшей мере один амортизатор, выполненные спирально-тросовыми с неразъемными фиксирующими основаниями и прикрепленные к бетонным элементам объекта химическим анкером, а к оборудованию - болтовым соединением
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых показаны примеры реализации устройства защиты размещенного на объекте оборудования от ударного воздействия нагрузок с различным расположением спирально-тросовых с неразъемными фиксирующими основаниями амортизаторов, прикрепленных к бетонным элементам объекта химическим анкером, а к оборудованию - болтовым соединением. Выбор схемы расположения определяется параметрами защищаемого оборудования. Испытания показали, что эффект защиты от одиночного ударного воздействия оборудования, способного функционировать при значениях амплитуд ускорений не более 5-7g и размещенного на объектах, подверженных воздействиям при различных направлениях воздействия с длительностью 30-50 мс и значениями амплитуд ускорений до 20g достигается независимо от схемы расположения амортизаторов. По мнению заявителя, это объясняется тем, что физика процессов в спирально-тросовых амортизаторах с неразъемными фиксирующими основаниями практически не зависит от направления воздействия.
На фигурах обозначены:
Защищаемое оборудование 1, амортизатор 2, трос 3 амортизаторов 2, неразъемные фиксирующие основания 4 амортизаторов 2, анкер 5, двухкомпонентный винилэстеровый состав 6, болтовое соединение 7, объект 8.
Совокупность существенных признаков заявляемого устройства защиты размещенного на объекте оборудования от ударных нагрузок не следуют явным образом из изученного уровня техники, имеет существенные отличия от рассмотренных аналогов. Поэтому заявитель считает, что заявляемое устройство защиты размещенного на объекте оборудования от ударных нагрузок соответствует критерию охраноспособности «новизна».
Заявителем изготовлены и испытаны опытные образцы устройства защиты размещенного на объекте оборудования от ударных нагрузок Испытания показали возможность промышленного изготовления и эффективного использования предлагаемого технического решения. Поэтому заявитель считает, что предложение соответствует критерию «промышленная применимость».
Устройство работает следующим образом:
Защищаемое оборудование 1 на амортизаторах 2, выполненных из тросов 3, зафиксированных в неразъемных фиксирующих основаниях 4 анкерами 5 устанавливается в объекте, который может подвергаться воздействию с амплитудой ускорений до 20g длительностью 30-50 мс, независимо от направления.
При указанном исполнении устройства защиты размещенного на объекте оборудования от ударных нагрузок смещение объекта 8 при воздействии (взрыве) передается через анкер 5, зафиксированный в объекте двухкомпонентным винилэстеровым составом 6, который обеспечивает прочность соединения за счет проникновения двухкомпонентного винилэстерового состава 6 в бетон объекта 8, болтовые соединения 7 и спирально-тросовый амортизатор 2 с неразъемными фиксирующими основаниями 4. Благодаря жесткому креплению элементов демпфирование динамической (вибрационной или ударной) нагрузки происходит в спирально-тросовом амортизаторе 2 с неразъемными фиксирующими основаниями 4, в котором демпфирование обеспечивается за счет сухого трения между проволоками и прядями троса 3, при этом механическая энергия преобразуется в тепловую, что обеспечивает увеличение эффективности ударо- и виброзащиты с увеличением амплитуды перемещения. При попадании системы в область резонансных частот амплитуда колебаний увеличивается лишь в 1,5-2,5 раза (против 5-6 раз у резинометаллических).
Следует отметить, что при указанных режимах воздействия разрушения крепления анкеров 5 в бетон, нарушения болтовых соединений 7 не наблюдалось.
Устройство может длительно эксплуатироваться при температуре окружающей среды от - 80 до +260 градусов С, при попадании на амортизаторы 2 брызг масла, дизтоплива, морской и пресной воды. Отклонение от номинальной просадки амортизаторов 2 под действием номинальной статической нагрузки в течение первого месяца эксплуатации не превышает нескольких процентов, затем амортизаторы 2 самоустанавливаются в оптимальное положение.