СЕЙСМОЗАЩИТНАЯ ПЛАТФОРМА

Полезная модель относится к машиностроению и касается защиты электротехнических устройств и радиоэлектронной аппаратуры от виброударных и сейсмических воздействий, передаваемых через основание в вертикальной и горизонтальной плоскости.
Известны сейсмозащитные платформы, которые представляют собой коробчатую конструкцию, состоящую из основания, горизонтальной платформы в виде опорной площадки на коробчатой конструкции и узла компенсации вертикальных и горизонтальных перемещений в виде гнутой боковой стенки коробчатой конструкции из тонколистового металла. Такие цоколи эффективно демпфируют вертикальные воздействия за счет тяжести объекта защиты, но передают на объекты защиты практически всю энергию горизонтальных колебаний, т.к. основание и горизонтальная платформа у них жестко связаны боковой стенкой и горизонтальные виброударные воздействия передаются практически без демпфирования с основания на верхнюю горизонтальную платформу. Такие устройства эффективны при отсутствии специальных требований по условиям защиты электротехнических устройств. Однако в настоящее время получили широкое распространение электротехнические устройства с паспортным уровнем допустимого механического воздействия, который ниже, чем допускаются в помещениях, где размещаются щиты, шкафы, панели, элементы КРУЭ с этими устройствами. Например, микропроцессорные терминалы Сименс имеют допустимую амплитуду виброперемещения ± 0,075 мм при 10 Гц, а помещения ЦЩУ, где эти устройства должны эксплуатироваться, имеют группу механических воздействий М38 по ГОСТ17516.1-90 с проектным уровнем виброперемещения ± 0,3 мм, что в 4 раза выше требуемого параметра, поэтому размещение таких устройств в шкафах на обычных сейсмостойких цоколях недопустимо.
Наиболее близким аналогом заявленной сейсмозащитной платформы является сейсмоударная защитная платформа, описанная в патенте РФ №2178845, опубл. 27.01.2002 г., которая имеет основание в виде наружной рамы, горизонтальную платформу, расположенную внутри рамы и узлы компенсации вертикальных и горизонтальных воздействий. Основание и горизонтальная платформа связаны между собой не жестко через узлы компенсации, представленные в виде тросов, торсионов и круглых упругих стержней.
Такая платформа эффективно компенсирует внешние горизонтальные и вертикальные механические воздействия, но имеет существенный недостаток: габариты изделия в сборе превышают габариты стандартного сейсмостойкого цоколя, что приводит к увеличению требуемой площади помещений для установки необходимого количества шкафов (панелей и т.д.) по сравнению с типовыми проектными решениями, где в качестве защиты используются стандартные сейсмостойкие цоколи.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в уменьшении габаритов устройства при повышении его эффективности.
Техническим результатом использования предложенной сейсмозащитной платформы является обеспечение возможности избирательной установки стандартного сейсмостойкого цоколя или настоящей сейсмозащитной платформы без изменения габаритных размеров комплексов оборудования, но с соблюдением требуемого уровня компенсации вертикальных и горизонтальных воздействий на защищаемый объект в зависимости от характеристик устройств, которые будут установлены внутри защищаемого объекта.
Указанная задача решается за счет того, что сейсмозащитная платформа, содержащая основание, подвижную горизонтальную платформу для крепления защищаемого оборудования, устройства компенсации вертикальных и горизонтальных перемещений характеризуется тем, что подвижная горизонтальная платформа размещена на основании через узлы качения и связана с основанием устройствами защиты от опрокидывания, выполненными в виде шарнирных механизмов с шаровыми головками, установленными на осях, закрепленных в подвижной горизонтальной платформе и на основании.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен разрез платформы по узлам качения; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.3 - изображен разрез платформы по шарнирному узлу.
На основании 1 сейсмозащитной платформы размещена подвижная горизонтальная платформа 2. На поверхности горизонтальной подвижной платформы 2 установлен объект защиты (шкаф) 3, который соединен с ней через устройства компенсации вертикальных перемещений 4. Например, набор тарельчатых пружинных шайб, зафиксированных на оси вертикального перемещения. Платформа 2 через узел качения 5 имеет возможность перемещения относительно сферических поверхностей. Подвижная горизонтальная платформа связана с основанием шарнирами защиты 6 от опрокидывания по ширине и шарнирами защиты от опрокидывания по глубине.
Шарнирные механизмы 6 представляют собой шаровые связи, которые установлены на осях 8 и 9, закрепленных, соответственно, в подвижной горизонтальной платформе 2 и в основании 1.
Шаровые головки шарниров 7 имеют отверстие для установки на оси 8 и 9, при этом обеспечивается свободное скольжение шаровых головок по осям. На осях установлены ограничители 10.
Описываемая сейсмозащитная платформа работает следующим образом: при механическом воздействии на основание 1, оно получает вертикальное и горизонтальное перемещение.
Вертикальное перемещение передается на подвижную платформу 2 и сразу гасится в устройстве 4 набором тарельчатых пружин. Горизонтальное перемещение основания не передается на подвижную платформу только в том случае, если имеется проскальзывание и выполняется условие:
а≥kg, где
а - ускорение перемещения основания при внешнем воздействии;
k - коэффициент трения в устройствах компенсации;
g - ускорение свободного падения.
Таким образом если ускорение перемещения основания превышает kg, то подвижная горизонтальная платформа проскальзывает относительно основания и не перемещается в горизонтальной плоскости, а вместе с ней не перемещается и защищаемый объект.
В связи с тем, что в помещениях размещения электротехнических устройств и РЭА обычный уровень вибрации не превышает группы М4, М40 и М38 по ГОСТ 17516.1-90 с небольшими виброперемещениями (соответственно ±1,2; ±0,6; ±0,3 мм при 10 Гц), то для снижения воздействия вибрации на защищаемый объект необходимо максимально снизить коэффициент трения в узлах качения.
Описанная платформа имеет небольшие габариты, не превышающие размер стандартного цоколя, и достаточную эффективность снижения вибраций как вертикальных, так и горизонтальных.