ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩАЯ ТКАНАЯ ЛЕНТА ПОРОГОВОГО СРАБАТЫВАНИЯ
ENERGY-ABSORPTION 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 устройств, преимущественно в энергопоглощающих узлах для гашения ударной нагрузки, не превышающей 100 кгс.
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, снижению надежности работы амортизирующего устройства.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является энергопоглощающая 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 энергопоглощающих разрываемых нитей, образующих с каждым из фоновых слоев ячейки треугольной формы [авторское свидетельство СССР №1172954, МКИ D03D 1/00, A62В 35/00, F16F 7/12, опубл. 15.08.1985, бюл. №30].
Недостатком данной тканой ленты порогового срабатывания является низкая равномерность разрыва энергопоглощающих нитей, составляющая 60% пороговой нагрузки. Это делает ленту неприменимой в энергопоглощающих устройствах для гашения ударной нагрузки до 100 кгс.
Технической задачей настоящего изобретения является создание энергопоглощающей тканой ленты порогового срабатывания, обладающей большей (не более 50%) равномерностью разрыва в ней энергопоглощающих нитей.
Данная задача решена за счет того, что предлагаемая энергопоглощающая тканая лента порогового срабатывания содержит два параллельно расположенных относительно друг друга фоновых слоя с фиксированными кромками, выполненными полотняным переплетением основных и уточных нитей и соединенных между собой системой энергопоглощающих разрываемых нитей, образующих с каждым из фоновых слоев ячейки треугольной формы.
Фоновые слои расположены в одной плоскости и 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, содержащие не менее двух полотняных раппортов. Разрываемыми энергопоглощающими элементами служат непереплетенные с основой участки уточных нитей, наклонно расположенных в местах их перехода от одного фонового слоя к другому и обратно. Полный раппорт тканой ленты порогового срабатывания по основе равен 4. Полный раппорт по утку равен:
Ry=4m-2,
где m - число периферийных закрепляющих уточных петель каждого фонового слоя в раппорте по утку, равное не менее 2, образуемых соединительными уточными нитями с нитями основы на периферийных кромках каждого из фоновых слоев.
В ленте порогового срабатывания разрывная нагрузка одиночных нитей основы должна быть не менее чем в 1,5 раза больше разрывной нагрузки нитей утка.
С целью повышения равномерности разрыва энергопоглощающих нитей фоновые слои ленты порогового срабатывания могут быть выполнены двухслойным полотняным переплетением. При выполнении фоновых слоев двухслойным переплетением полный раппорт по основе равен 8, а полный раппорт по утку определяется уравнением:
Ry=8(2+1/m),
где m - число периферийных закрепляющих уточных петель каждого фонового слоя в раппорте по утку, равное 2 или 4, образуемых соединительными уточными нитями с нитями основы на периферийных кромках каждого из фоновых слоев.
Для более прочного закрепления уточных нитей в фоновых слоях ленты и с целью дополнительного повышения равномерности разрыва путем снятия внутренних напряжений в нитях и фиксации их взаиморасположения в фоновых слоях, тканая лента порогового срабатывания выполнена из однородных по сырьевому составу синтетических термопластичных нитей в основе и утке и подвергнута термической обработке при температуре, равной 70-80% от температуры размягчения исходных нитей, длительностью не менее 15 минут.
1
2
Л1
Л2
На фиг.1 приведена схема расположения нитей основы и утка (вид сверху) предлагаемой тканой ленты порогового срабатывания, выполненной полотняным переплетением и имеющей в полном раппорте переплетения по утку по две периферийные закрепляющие кромочные уточные петли. На фиг.1 приняты следующие условные обозначения нитей: O - нити основы первого фонового слоя, O - нити основы второго фонового слоя; У - нити утка; В, В - ширина первого и второго фонового слоя.
На фиг.2 приведен рисунок полного раппорта переплетения предлагаемой тканой ленты порогового срабатывания на базе двухслойного переплетения с совмещенными с ним схемами расположения нитей в сечениях ткани вдоль нитей основы и утка. Лента имеет в полном раппорте переплетения по утку по две периферийные закрепляющие кромочные уточные петли.
На фиг.3 приведена схема расположения нитей основы и утка в поперечном сечении двухслойной ленты порогового срабатывания.
1
8
1
20
На фиг.2 и фиг.3 приняты следующие условные обозначения нитей: O…O - нити основы с порядковыми номерами от 1 до 8; У…У - нити утка с порядковыми номерами от 1 до 20.
Л1
Л2
На фиг.4 приведена схема разрыва предлагаемой ленты порогового срабатывания и график изменения разрывной нагрузки энергопоглощающими участками уточных нитей. На фиг.4 приняты следующие условные обозначения: Р - приложенная к ветвям ленты пороговая нагрузка; А - амплитуда колебания разрывной нагрузки; В, В - ширина первого и второго фонового слоя ленты.
Предлагаемую ленту порогового срабатывания изготавливают из химических комплексных крученых нитей на одночелночных лентоткацких станках.
Для подтверждения технического результата изобретения были изготовлены экспериментальные ленты порогового срабатывания предложенной конструкции. Термообработка образцов лент порогового срабатывания отрезками длиной по 1,5 м производилась в термостате при температуре 175±5°С в течение 15 минут.
Технические характеристики изготовленных лент предлагаемой структуры приведены в таблице.
Данные таблицы показывают, что заявляемая лента обладает большей степенью равномерности разрыва энергопоглощающих нитей, составляющей от 30 до 50% нагрузки порога срабатывания, при 60% у аналогов, т.е. по своим свойствам она превосходит известные аналоги.
На тканые ленты порогового срабатывания марок ЛТПСО - 1С-50/90, ЛТПСО - 1T-48/70, ЛТПСО - 2С-42/80, ЛТПСО - 2Т-40/60 составлены технические условия ТУ 8378-056-00302379-2007 «Тканые ленты порогового срабатывания серии «ОБЕРЕГ», а на процесс их производства - технологический регламент.