АМОРТИЗИРУЮЩАЯ ТКАНАЯ ЛЕНТА ПОРОГОВОГО СРАБАТЫВАНИЯ
SHOCK-ABSORBING WOVEN TAPE OF THRESHOLD ACTUATION

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в амортизирующих устройствах транспортных ремней безопасности, предохранительных поясов монтажников и любых энергопоглощающих устройствах, преимущественно в улавливающих узлах установок для гашения кинетической энергии движущихся масс.
Основным атрибутом конструкции тканых лент порогового срабатывания является наличие в их составе двух параллельно расположенных относительно друг друга тканых полосок, соединенных между собой системой нитей, служащих одновременно энергопоглощающими элементами, разрываемыми под действием заданной пороговой нагрузки. На одном из концевых участков лент порогового срабатывания соединенные между собой тканые полоски методом надреза разделяют с образованием язычков заданной длины, которые фиксируют на двух разных плоскостях амортизирующего устройства. В случае перемещения одной или обеих плоскостей с закрепленными на них язычками тканых полосок соединяющие их нити разрываются, при этом происходит превращение кинетической энергии движущихся тел в работу разрыва соединительных энергопоглощающих нитей.
Известна конструкция амортизирующего узла автомобильного ремня безопасности, содержащая два параллельно расположенных относительно друг друга слоя тканой ленты, соединенных между собой швейными нитками, служащими энергопоглощающими элементами. При заданном пороге нагрузки швейные нити разрушаются, в результате чего происходит амортизация ударной нагрузки [Патент Великобритании №1260397, кл. А62В 35/00, 1972 и Патент Великобритании №1458119, кл. А62В 35/00, 1976].
Недостатком данной конструкции является необходимость использования специальных швейных ниток. Кроме того, строчки прошивки должны располагаться строго перпендикулярно основным нитям тканых лент и направлению приложения нагрузки, так как даже незначительные перекосы, которых крайне трудно избежать, снижают возможность одновременного разрыва швейных ниток по всей длине строчек, что приводит к неравномерности разрывной нагрузки, а следовательно, к снижению надежности работы амортизирующего устройства.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является амортизирующая раздираемая тканая лента порогового срабатывания, содержащая два параллельно расположенных относительно друг друга фоновых слоя, выполненных переплетением основных и уточных нитей и соединенных между собой системой амортизируемых разрываемых амортизируемых нитей, образующих с каждым из фоновых слоев ячейки треугольной формы. [Авторское свидетельство СССР № 1172954, МКИ D03D 1/00, A62B 35/00, F16F 7/12, опубл. 15.08.1985, бюл. №30].
Недостатком данной амортизирующей тканой ленты порогового срабатывания является высокая неравномерность разрыва энергопоглощающих нитей, составляющая 50-60% пороговой нагрузки, обусловленная наличием в ней дополнительной системы энергопоглощающих разрываемых нитей основы.
Технической задачей настоящего изобретения является создание амортизирующей тканой ленты порогового срабатывания, не содержащей в конструкции дополнительной системы разрываемых нитей основы и обладающей большей равномерностью разрыва в ней энергопоглощающих нитей, не превышающей 40% пороговой нагрузки.
Данная задача решена за счет того, что предлагаемая амортизирующая тканая лента порогового срабатывания содержит два параллельно расположенных один над другим фоновых слоя с фиксированными кромками, выполненных полотняным переплетением основных и уточных нитей. Фоновые слои соединены между собой уточными нитями, которые, в чередующемся порядке переплетаясь с нитями основы каждого из фоновых слоев, образуют в них примыкающие друг к другу дискретные тканые участки полотняного переплетения. Разрываемыми амортизирующими элементами в предлагаемой ленте служат непереплетенные с основой прямолинейные участки уточных нитей, наклонно расположенные в местах их перехода от одного фонового слоя к другому и обратно. Минимальный раппорт по основе, который повторяется в ленте нечетное число раз, равен 8, а полный раппорт по утку равен
у
R=2m+2,
где m - нечетное число закрепляющих уточных петель, образуемых в каждом фоновом слое после перехода утка из слоя в слой.
Для более прочного закрепления уточных нитей в фоновых слоях ленты с целью дополнительного повышения равномерности разрыва путем снятия внутренних напряжений в нитях и фиксации их взаиморасположения в фоновых слоях, амортизирующая тканая лента порогового срабатывания выполняется из однородных по сырьевому составу синтетических термопластичных нитей в основе и утке и дополнительно подвергается термической обработке при температуре, равной 70-80% от температуры размягчения исходных нитей, длительностью не менее 15 минут. Указанный диапазон температур обусловлен тем, что при температурах ниже минимальной величины свойства исходных нитей остаются практически неизменными, а следовательно не происходит снятия внутренних напряжений в нитях и фиксации их взаиморасположения в фоновых слоях ленты, а при температурах выше максимальной величины происходит необратимая деструкция структуры исходных нитей, что приводит к непрогнозируемому изменению их свойств и делает ленту непригодной к использованию по прямому целевому назначению.
На фиг.1 приведен рисунок минимального раппорта переплетения предлагаемой амортизирующей тканой ленты порогового срабатывания с совмещенными с ним схемами расположения нитей в сечениях ленты вдоль нитей основы и утка. В минимальном раппорте переплетения по основе лента имеет по одной паре уточных нитей, переходящих из одного фонового слоя в другой слой.
1
8
1
8
На фиг.1 приняты следующие условные обозначения нитей: O…О - нити основы с порядковыми номерами от 1 до 8; У…У - нити утка с порядковыми номерами от 1 до 8.
На фиг.2 приведена схема расположения нитей основы и утка в поперечном сечении ленты порогового срабатывания с одной парой соединительных уточных нитей, переходящих из слоя в слой на участке одного раппорта по утку.
На фиг.3 приведена схема расположения нитей основы и утка в поперечном сечении ленты порогового срабатывания с тремя парами соединительных уточных нитей, переходящих из слоя в слой на участке одного раппорта по утку.
1
2
л
На фиг.2 и фиг.3 приняты следующие условные обозначения нитей: O - нити основы верхнего фонового слоя ленты, O - нити основы нижнего фонового слоя ленты, У - нити утка, В - ширина ленты.
На фиг.4 приведена схема разрыва предлагаемой ленты порогового срабатывания и схема графика изменения разрывной нагрузки амортизирующими участками уточных нитей. На фиг.4 приняты следующие условные обозначения: Р - приложенная к ветвям ленты пороговая нагрузка; А - амплитуда колебания (перепад) разрывной нагрузки; 1, 2 - первый и второй фоновые слои ленты; 3 - непереплетенные с основой прямолинейные участки уточных нитей, служащие разрываемыми амортизируемыми элементами предлагаемой ленты порогового срабатывания.
Предлагаемую амортизирующую ленту порогового срабатывания изготавливают на челночных ткацких или лентоткацких станках из всех видов текстильных нитей, преимущественно из химических крученых комплексных нитей.
Для подтверждения технического результата изобретения были изготовлены экспериментальные ленты порогового срабатывания предложенной конструкции. Термообработка образцов лент порогового срабатывания производилась в термостате при температуре 175±5°С в течение 15 минут.
Технические характеристики изготовленных лент предлагаемой структуры приведены в таблице 1.
Данные таблицы 1 показывают, что заявляемая лента обладает большей степенью равномерности разрыва энергопоглощающих нитей, составляющей от 17 до 35% нагрузки порога срабатывания, при 50-60% у аналогов, т.е. по основным своим свойствам она явно превосходит известные аналоги.
На амортизирующие тканые ленты порогового срабатывания марок ЛТПСБ-12/100, ТПСБ-12/150, ЛТПСБ-12/80, ЛТПСБ-32/120, ЛТПСБ-32/140, ЛТПСБ-32/80, ЛТПСБ-52/140, ЛТПСБ-52/150, ЛТПСБ-52/110 составлены технические условия ТУ 8378-058-00302379-2008 «Тканые ленты порогового срабатывания серии «Барьер», а на процесс их производства - технологический регламент.