УДАРОЗАЩИТНАЯ ПЛАТФОРМА

Предлагаемая полезная модель относится к технике защиты от виброударных воздействий, в частности к конструкциям ударозащитных платформ, предназначенных для защиты различных технических средств от воздействия ударов большой длительности воздействия и амплитуды ускорения.
Наибольшее распространение в технике защиты от виброударных воздействий получили конструкции ударозащитных платформ [1-10], содержащих в своем составе тросовый элемент, образующий подпружиненный контур, включающий различного рода элементы демпфирования. В общем случае, тросовый элемент закреплен на основании конструкции, а на него подвешивается платформа для установки объекта защиты. Кроме того, конструкция рассматриваемых ударозащитных платформ, предусматривает устройства регулировки степени натяжения тросового элемента.
Существует также менее распространенный тип конструкции ударозащитных платформ [11], основным отличием которых является наличие пружинно-демпфирующего элемента выполненного из стального троса, один из концов которого закреплен на нижнем основании конструкции, а другой на платформе для установки объекта защиты. Такой тип конструкции, не смотря на простоту конструкции, имеет худшие тактико-технические характеристики по сравнению с рассмотренными конструкциями типа [1-10]. Конструкции ударозащитных платформ [1-10], имеют хорошие характеристики ослабления ударного воздействия на защищаемый объект, однако обладают сложной конструкцией, что усложняет их изготовление и обслуживание, а также, ввиду своей сложности, повышает риск возникновения неисправности.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является конструкция виброудароизолятора [12] для защиты от виброударных нагрузок, реализующая близкий принцип работы. Конструкция виброудароизолятора содержит пружинный элемента выполненного в виде массива из упругопористого тела и крепежные элементы. При этом пружинный элемент виброудароизолятора имеет внутренний свободный объем, связанный с атмосферой через отверстия, выполненные в крепежных элементах и выполняющие роль газодинамического демпфера. Преимуществом рассматриваемого виброудароизолятора является простота его конструкции и хорошие характеристики ослабления ударного воздействия на защищаемый объект при работе в области относительно небольших по амплитуде ускорения виброударных воздействий.
Недостатком, рассмотренной конструкции виброудароизолятора [12], является то, что он предназначен для защиты от относительно слабых ударных воздействий единичных блоков технических средств, небольшой массы. Конструкция виброудароизолятора не может обеспечить требуемый уровень защиты при воздействии ударов большой длительности воздействия и амплитуды ускорения. Кроме того, невозможна защита группы технических средств и объектов защиты большой массы. Еще одним общим недостатком всех рассмотренных конструкций платформ, является то, что в режиме ожидания, т.е. когда нет ударного воздействия, при установке защищаемого объекта и иных манипуляций, положение верхнего основания неустойчиво. Это может быть критичным, если речь идет о платформах, предназначенных для защиты рабочего места оператора и осложнять работы технического персонала.
Техническим результатом заявленной полезной модели является то, что предлагаемая ударозащитная платформа позволяет обеспечить эффективную защиту от воздействия ударов большой длительности и амплитуды ускорения, группы технических средств и объектов защиты большой массы. При этом она обладает простотой конструкции и высокой степенью надежности, а также способностью обеспечить стабилизацию верхнего основания ударозащитной платформы в режиме ожидания.
Технический результат достигается за счет того, что пружинные элементы находятся внутри замкнутого объема, образованного нижним и верхним основаниями ударозащитной платформы и гибкой эластичной оболочкой, соединяющей основания ударозащитной платформы по периметру; а также установкой стабилизирующих элементов в виде хрупких стержней.
На рисунке 1 показана конструкция ударозащитной платформы, на рисунке 2 и 3 показаны варианты исполнения конструкция ударозащитной платформы. На рисунке 4 показана осциллограмма, полученная при испытании ударозащитной платформы и демонстрирующая снижение ударного воздействия на защищаемый объект.
Конструкция ударозащитной платформы состоит из нижнего 1 и верхнего 2 оснований, соединенных межу собой по периметру эластичной оболочкой 3 через элемент крепления 4. Внутри герметичного объема, образованного верхним 2 и нижним 1 основаниями и эластичной оболочкой 3, находятся пружинные элементы 5, соединенные с нижним 1 и верхним 2 основаниями платформы. Пружинные элементы 5 могут иметь различные исполнения и быть выполненными из упругопористого материала, стальных пружин, стального троса и т.п. В верхнем основании 2 платформы предусмотрены отверстия 6 являющиеся элементом демпфера. Верхние 2 и нижнее 1 основание платформы дополнительно соединены стабилизирующими элементами в виде хрупких стержней 7.
При ударной нагрузке происходит сжатие пружинных элементов 5 в результате чего происходит уменьшение объема, образованного верхним 2 и нижним 1 основаниями и эластичной оболочкой 3. Уменьшение объема приводит к вытеснению находящемуся внутри него воздуха через отверстия 6, при прохождении через которых воздух испытывает динамическое сопротивление и отдает большую часть своей кинетической энергии в тепловую. Таким образом, механизм работы демпфера состоит в последовательной передаче энергии ударного воздействия в энергию движения воздуха, а затем при его прохождении через отверстия 6 и в результате испытываемого им динамического сопротивления в тепловую энергию.
Механизм стабилизации положения верхнего 2 оснований платформы с помощью хрупких стержней 7 состоит в следующем. В режиме ожидания, когда нет ударного воздействия, переменную механическую нагрузку (например, в случае перемещения на платформе оператора) воспринимают стержни 7. При возникновении ударного воздействия стержни 7 рассчитанные таким образом, что бы быть разрушенными при ударной нагрузке ниже опасного уровня для защищаемого объекта, ломаются и ударозащитная платформа начинает работать, как было описано выше.
На основе предлагаемых решений был изготовлен и испытан опытный образец ударозащитной платформы, с упругими элементами 5 выполненными из упругопористого материала. Ниже приведены основные характеристики опытного образца ударозащитной платформы:
Масса ударозащитной платформы, не более - 70 кг
Габариты ударозащитной платформы (ДЛИНА×ГЛУБИНА×ВЫСОТА) - 900×750×400 мм
Амортизируемая масса - до 250 кг
На рисунке 4 показана осциллограмма, полученная при испытании ударозащитной платформы и демонстрирующая снижение ударного воздействия на защищаемый объект.
Проведенные испытания подтверждают достоверность заявленного технического результата.
Источники информации принятые во внимание при составлении заявки на изобретение
7
1. Патент №2178845, Россия, МПК F16F 7/14, опубликован 27.01.2002
7
2. Патент №2167350, Россия, МПК F16F 7/14, опубликован 20.05.2001
7
3. Патент №2163985, Россия, МПК F16F 7/14, опубликован 10.03.2001
7
4. Патент №87480, Россия, МПК F16F 7/14, опубликован 10.10.2009
7
5. Патент №79629, Россия, МПК F16F 7/14, опубликован 10.01.2009
7
6. Патент №77005, Россия, МПК F16F 7/00, опубликован 10.10.2008
7
7. Патент №76091, Россия, МПК F16F 7/14, опубликован 10.09.2008
7
8. Патент №51146, Россия, МПК F16F 7/14, опубликован 27.01.2006
7
9. Заявка на изобретение №2000103407, Россия, МПК F16F 7/14, опубликован 27.01.2002
7
10. Патент №2180059, Россия, МПК F16F 7/14, опубликован 27.02.2002
7
11. Патент №86991, Россия, МПК F16F 7/14, опубликован 20.09.2009
7
12. Заявка на полезную модель №99122282, Россия, МПК F16F 7/14, (прототип)