ПЛАТФОРМА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ МОЩНЫХ УДАРНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для защиты шкафов и стоек с аппаратурой от мощных знакопеременных ударов большой амплитуды и длительности, передаваемых через основание в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Может быть использована для защиты объектов от механических воздействий, возникающих при работе на ходу, транспортировке и перемещениях контейнеров и грузов.
Одним из аналогов предложенной платформы является тросовый амортизатор, состоящий из отрезков тросов, образующих замкнутый контур, внутри которого второй тросовый контур с платформой, развернутый относительно первого на 90° градусов. Натяжение тросов осуществляется с помощью резьбовых втулок [1].
Известно, что для эффективного гашения амплитуды ударного импульса необходимо значительное перемещение объекта защиты («ход») для обеспечения плавного гашения энергии ударного импульса. Недостатком указанного тросового амортизатора является отсутствие упругих элементов, малая величина перемещения платформы; отсюда неспособность эффективно противостоять ударным импульсам большой амплитуды и длительности.
Наиболее близким прототипом предложенной платформы является виброзащитная площадка, где виброизоляция осуществляется введением упругодемпфирующих связей между опорной плитой и колеблющейся поверхностью. Характерным является выбор опорной схемы виброизоляции и наличие промежуточных масс.
Виброзащитная площадка спроектирована в привязке к буровой установке, типа «айр-мини-бур» на базе СКВ-2НП. Она содержит основание и опорную плиту, соединенные между собой виброизоляторами, состоящими из упругих элементов, изготовленных из отрезков стального троса. Каждая пара
виброизоляторов с общей промежуточной массой установлена относительно другой пары под углом β. Сами промежуточные массы выполнены на разных уровнях и не соприкасаются. Такое расположение создает устойчивость опорной плиты в горизонтальной плоскости и обеспечивает параллельное перемещение опорной плиты относительно основания.
Вместе с тем за счет круговой податливости упругих элементов обеспечивается пространственная виброизоляция [2].
Виброзащитная площадка предназначена для изоляции от вибраций и не может обеспечить из-за малого «хода» эффективную защиту от мощных ударов большой амплитуды и длительности.
Техническим результатом предложенной платформы для защиты от мощных ударных импульсов является повышенная степень защиты объектов от воздействия знакопеременных ударных воздействий и низкочастотных колебаний, передаваемых через основание в вертикальной и горизонтальных плоскостях.
Указанный технический результат достигается за счет того, что платформа для защиты от мощных ударных импульсов, состоящая из наружной прямоугольной рамы и расположенной внутри ее площадки для установки объекта защиты, снабжена продольно и поперечно расположенными в горизонтальной плоскости внутри рамы отрезками гибких стальных тросов, пропущенных в местах пересечения под платформой на разных уровнях сквозь втулки, расположенные в стойках, закрепленных снизу по углам площадки. Концы этих тросов выведены наружу под определенным углом сквозь втулочные отверстия в стенках наружной рамы и, охватывая снаружи круговые сегменты с канавками для тросов, закреплены на концах четырех цилиндрических пружин таким образом, что одна пружина, расположенная снаружи вдоль каждой внешней стороны рамы, растягивается тросами с обеих сторон.
На рис.1 представлена схема платформы для защиты от мощных ударных импульсов. Наружная прямоугольная рама заданной высоты (1) соединена с расположенной внутри площадкой для установки объекта защиты (2) с помощью отрезков гибких стальных тросов (3), проложенных внутри рамы под площадкой в продольном и поперечном направлении относительно сторон рамы.
Тросы, проходя сквозь втулочные отверстия в стенках наружной рамы (4), пропущены под прямым углом в местах их пересечения сквозь стоечные втулки (5), расположенные на разных уровнях в корпусах стоек (6), которые закреплены снизу углами площадки на определенном расстоянии от вершины угла.
Тросы, выведенные под определенным углом наружу сквозь втулочные отверстия рамы, заведены с внешней стороны через сегменты (7), имеющие канавки на концы цилиндрических пружин (8) таким образом, что одна пружина растягивается с противоположных сторон двумя тросами.
Таким образом, на каждой стороне прямоугольной рамы имеется по одной пружине, растягиваемой тросами с двух сторон. Вместо пружин растяжения с прицепами на концах можно использовать пружины сжатия, т.е. внешние тяги закреплены на противоположных концах и направленные навстречу работают на растяжение.
Платформа для защиты от мощных ударных импульсов работает следующим образом. При ударном воздействии, направленном в вертикальной плоскости, энергия удара передается через наружную раму на площадку с установленным на ней объектом защиты. При этом роль упругих элементов системы амортизации играют цилиндрические пружины, а демпфирующими элементами являются отрезки стальных гибких тросов вместе с втулочными элементами. Отклонение площадки с грузом под действием ударного импульса в вертикальной плоскости вызывает провис тросов, который зависит от силы удара. Натяжение тросов передается на пружины растяжения, которые,
сжимаясь после окончания ударного импульса, возвращают площадку в исходное положение.
За счет больших потерь в витках троса и трения троса во втулках происходит эффективное гашение ударного импульса. При этом обеспечивается нелинейное демпфирование ударного воздействия.
При ударном воздействии в горизонтальной плоскости с любого направления площадка с защищаемым объектом перемещается вдоль тех тросов, в направлении которых действует вектор удара. При этом тросы, натянутые в поперечном направлении, воспринимают энергию удара и передают его на пружину, которая после окончания ударного воздействия возвращает площадку в исходное положение, так как тросы подведены изнутри к втулочным отверстиям в стенках наружной рамы под определенным углом α, происходит дополнительное торможение площадки за счет расхождения тросов, причем это торможение возрастает при приближении площадки к краю наружной рамы.
[1] И.Я.Мансуров и др. «Тросовый амортизатор» Авторское свидетельство СССР №1670233 от 15.04.91 г.
[2] В.Ф.Горбунов и И.Г.Резников «Канатные виброизоляторы» Новосибирск. Издательство «Наука» Сибирское отделение 1988 г.