ВИБРОУДАРОЗАЩИТНАЯ ПЛАТФОРМА

Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена преимущественно для защиты измерительной аппаратуры от внешних динамических воздействий, например, землетрясений или взрывов, при испытаниях на открытой местности или полигоне, но также может быть использована для защиты указанной аппаратуры при ее транспортировке.
Известна встроенная настольная виброударозащитная площадка, состоящая из наружной рамы прямоугольной формы и расположенной внутри нее с заданным зазором платформы для размещения объекта защиты, а также из соединяющих раму и платформу отрезков тросов и упругих элементов, создающих провисание платформы с объектом ниже уровня столешницы, обеспечивающее необходимый ход платформы с объектом при горизонтальном динамическом воздействии (см. описание полезной модели по патенту №76091, кл. F16F 7/14, публ. 10.09.2008, БИ №25).
Этот аналог обладает следующими недостатками:
- конструкция аналога предназначена для защиты объекта определенного веса (примерно 20 кг, как указано в описании);
- отсутствует возможность регулировки, необходимой при изменении веса защищаемого объекта;
- конструкция имеет ограничения по уровню виброударного воздействия, превышение которого может привести к пробою амортизирующих элементов и к ударам площадки о раму;
- конструкция аналога чувствительна к наклонам транспортного средства;
- конструкция аналога защищает объект только от горизонтально направленного воздействия.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является тросовый амортизатор, содержащий закрепленные к основанию и образующие замкнутый контур тросовые элементы, соединительные элементы последних, дополнительный тросовый элемент также замкнутого контура, соединенный с основным тросовым амортизатором и с опорной платой для установки аппаратуры, а также механизмы для регулировки натяжения тросовых элементов основных и дополнительных амортизаторов (см. описание к патенту на изобретение №1670233, кл. F16F 7/14, публ. 15.08.1991, БИ №18).
Прототип имеет следующие недостатки:
- при наличии внецентрового ударного воздействия не обеспечивается необходимая защита объекта вследствие неспособности перемещения опорной платы параллельно самой себе;
- конструкция прототипа подвержена возникновению внутрирезонансных явлений;
- конструкция сложна в настройке, так как содержит многочисленные механизмы регулировки, сложность настройки заключается еще и в том, что конструкция не имеет критерия, по которому производят настройку в отсутствии воздействия;
- при изменении веса защищаемого объекта система защиты выходит из оптимального режима защиты и снова требует регулировки.
На практике возникает необходимость произвести замеры каких-либо параметров на местности или на полигоне при производстве взрывов, при извержении вулканов или при землетрясениях, то есть в полевых условиях при значительных ударных воздействиях. В этом случае требуются устройства защиты измерительной аппаратуры, которые можно было бы, доставив на местность, быстро развернуть и оперативно подготовить к работе.
Целью создания заявляемой полезной модели является повышение удобства эксплуатации виброударозащитных устройств в полевых условиях за счет упрощения процесса настройки на оптимальный режим работы.
Для достижения поставленной цели у виброударозащитной платформы, содержащей станину, устанавливаемую на грунт или пол здания (транспортного средства), и стол для установки аппаратуры, соединенный со станиной основными и дополнительными тросовыми амортизационными элементами, стол снабжен полостями для варьирования своего веса путем размещения в них балласта, основные амортизационные элементы одними концами жестко соединены со стойками станины, а другими концами к боковым поверхностям стола, а дополнительные амортизационные элементы выполнены из отрезков троса, объединенных попарно, причем середины отрезков троса в каждой паре соединены и жестко присоединены к раме станины, а концы отрезков троса в каждой паре разведены и жестко соединены с нижней поверхностью стола.
Кроме того, виброударозащитная платформа выполнена разборной.
На фиг.1 показано заявляемое устройство, вид спереди. На фиг.2 показано заявляемое устройство, вид сбоку. На фиг.3 показано заявляемое устройство, вид сверху. На фиг.4 показан узел регулировки уровня стола заявляемого устройства.
Заявляемая полезная модель содержит станину (в терминологии прототипа «основание») рамной конструкции, содержащую колонны 1 с ножками 2 и раму 3. Заявляемая полезная модель содержит также стол 4 для установки измерительной, регистрирующей и тому подобной аппаратуры. Стол 4 подвешен к колоннам 1 посредством основного подвеса 5, выполненного из отрезков троса. Заявляемая полезная модель содержит также дополнительный амортизационный подвес 6, выполненный из отрезков троса, объединенных попарно. Середины отрезков троса в каждой паре соединены вместе и жестко присоединены к раме 3 станины, а концы отрезков тросов в каждой паре разведены в стороны друг от друга и жестко закреплены к нижней поверхности стола 4.
Стол 4 снабжен полостями 7, расположенными под столешницей, выполненными в виде шкафов или поддонов, для установки в них аккумуляторов для электропитания аппаратуры, системного блока компьютера, и размещения балласта, в качестве которого можно использовать подручные средства, такие как камни и грунт.
Колонны 1 станины снабжены съемными ножками 2, которые перед установкой заявляемого устройства на местности закапывают или забивают в грунт. Колонны 1 соединяют с ножками 2 через узел установки стола 4 по уровню. Узел установки содержит винт 8, вкручивающийся в колонну 1 снизу и опирающийся на опорную пластину 9. Винт 8 имеет паз, в который входит пластина-фиксатор 10, закрепленная на опорной пластине 9 винтом 11. Опорная пластина 9 закреплена на фланце ножки 2 винтом 12. С помощью винта 8 и приборов- уровнемеров устанавливают поверхность стола 4 строго горизонтально.
Вся конструкция заявляемой полезной модели является разборной. Колонны 1 и рама 3 соединены болтовым соединением. Основной подвес 5 и дополнительные амортизаторы 6 также выполнены съемными.
Известные конструкции амортизаторов обычно снабжены механизмами регулировки на оптимальный режим работы, как это видно, например, из конструкции прототипа. Заявляемая же конструкция виброударозащитной платформы не имеет регулировочных механизмов.
Любая ударозащитная система имеет силовую характеристику Р(х), где Р - сила воздействия, х - перемещение защищаемого объекта. Оптимальный режим работы заявляемой защитной конструкции происходит на определенном участке силовой характеристики Р(х), в пределах которого перемещение стола с защищаемым объектом мало зависит от воздействия Р. Чтобы выйти на этот участок силовой характеристики, дополнительный амортизатор 6 должен находится в таком положении, когда его середина, закрепленная к раме 3, и концы, закрепленные к нижней поверхности стола 4, располагаются в одной плоскости.
Это достигается следующим образом. Параметры основных и дополнительных амортизационных элементов 5 и 6, а, именно, количество отрезков троса, длину и диаметр отрезков троса, рассчитывают на значение веса защищаемого объекта заведомо большее, чем значение веса реального объекта. После сборки заявляемой конструкции и установки на стол 4 измерительной аппаратуры в пустые полости 7 стола 4 добавляют балласт до достижения расчетного веса и приведения конструкции в оптимальное рабочее состояние.
Заявляемую полезную модель доставляют на место проведения работ в разобранном виде. Размечают места расположения ножек 2 и закапывают или забивают ножки 2 в грунт. Устанавливают на ножки 2 колонны 1. Затем присоединяют к колоннам 1 тросы основного подвеса 5 и раму 3, контролируя уровнемером ее горизонтальное расположение. На раме 3 монтируют середины соединенных попарно тросов дополнительного подвеса 6. Затем к повесам 5 и 6 присоединяют стол 4 с пустыми полостями 7. Контролируют горизонтальное расположение стола 4. Устанавливают блоки питания и другие вспомогательные блоки в полости 7. Устанавливают на стол 4 измерительную аппаратуру, которая является защищаемым объектом. Визуально проверяют положение в пространстве концов и середин дополнительных амортизационных элементов 6, которые должны располагаться в одной плоскости. Поскольку вес защищаемого объекта меньше расчетного, то это условие возможно не будет соблюдено. В этом случае необходимо увеличить вес стола 4 путем заполнения поддонов балластом, имеющимся на местности, в результате чего и достигается окончательная настройка амортизационной системы стола 4. Заявляемая конструкция допускает изменение веса защищаемого объекта в пределах 10% от его веса.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом. При воздействии сейсмоудара его энергия передается через ножки 2, колонны 1 на раму 3. При этом отрезки троса основного подвеса 5 и дополнительного подвеса 6 начинают упруго деформироваться, запасая энергию колебаний, выполняя функцию фильтров колебаний. Тем самым, они препятствуют распространению и передаче ударной волны на стол 4 и защищаемый объект.
Продольные ударные колебания гасятся, во-первых, за счет подвешивания стола 4 с защищаемым объектом и, во-вторых, в связи с наличием свободного хода дополнительного амортизационного подвеса 6.
Заявляемая полезная модель обладает следующими преимуществами;
- возможность выполнения работ в полевых условиях;
- упрощение конструкции;
- ускорение и упрощение процесса настройки;
- расширение диапазона веса защищаемых объектов;
- нечувствительность к внецентровому воздействию ударной нагрузки;
- повышение эффективности защиты при мощных воздействиях.