СЕЙСМОУДАРНОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2001 года по МПК F16F7/14 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для защиты радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) и других объектов от сейсмических и виброударных воздействий большой амплитуды и длительности, передаваемых через основание в вертикальной и горизонтальной плоскостях и может быть использовано для защиты от виброударных перегрузок, возникающих при перемещении и транспортировке грузов.

Одним из аналогов упомянутого устройства является тросовый амортизатор, представляющий собой цилиндрический стержень, закрепленный на основании и соединенный с аналогичным стержнем на приборе посредством восьмиобразного сплошного троса, поочередно огибающего то один, то другой стержень. Количество петель троса выбирается в зависимости от требуемой жесткости и статической деформации амортизатора [1].

Недостаток этого амортизатора заключается в неспособности воспринимать удары большой амплитуды и длительности из-за малого перемещения троса между стержнями. Характеристики этого амортизатора являются нелинейными, а амплитуда колебаний существенно влияет на величину коэффициента усиления в резонансе и резонансную частоту.

Другим аналогом заявляемого устройства является комбинированный цельнометаллический амортизатор, состоящий из верхнего и нижнего набора плоских трехлучевых пружин, соединенных на концах этих лучей тросом, образующим кольцо по периметру этих пружин. Амортизатор снабжен аварийными ограничителями и крепится в определенных точках к защищаемому объекту и основанию. Предназначен для защиты отдельных приборов и устройств. Количество амортизаторов выбирается в зависимости от веса, характеристик и конфигураций защищаемого объекта [2].

К недостаткам этого амортизатора следует отнести малые горизонтальные перемещения, исключающие возможность защиты от виброударных перегрузок большой амплитуды и длительности в горизонтальной плоскости. Эти амортизаторы предназначены для защиты объектов весом до 100 кг при их транспортировке.

Наиболее близким прототипом заявленного сейсмоударного защитного устройства является тросовый амортизатор, состоящий из основания с закрепленными на нем соединительными устройствами, с помощью которых тросовые элементы образуют замкнутый контур. На этих элементах, в местах их наибольшего отклонения с помощью соединительных муфт закреплен замкнутый дополнительный тросовый элемент, на котором закреплена опорная плита для установки защищаемого объекта. Оба троса контура снабжены резьбовыми втулками для регулирования натяжения тросов [3].

Недостатком этого тросового амортизатора является отсутствие упругих элементов, воспринимающих пиковые амплитудные выбросы при сильных ударах, что может привести к обрыву троса или разрушению стоек. Четырехопорная конструкция крепления плит снижает эффективность защиты объекта при горизонтальном ударном воздействии, передаваемом через основание. Узкий диапазон изменения натяжения тросов с помощью резьбовых втулок не позволяет за счет малого изменения жесткости вывести собственную частоту амортизатора за пределы резонансных воздействий в области низких частот, что может привести к опасным колебаниям и раскачиванию защищаемого объекта.

Техническим результатом предлагаемого сейсмоударного защитного устройства является повышенная степень защиты РЭА и других объектов в области низких частот и знакопеременных ударных нагрузок различной формы и длительности, передаваемых через основание в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Указанный технический результат достигается за счет того, что сейсмоударное защитное устройство, состоящее из наружной и внутренней платформ, закрепленных по периметру наружной платформы опорным тросом, дополнительно снабжено упругими регулирующими элементами, установленными горизонтально по углам наружной платформы и демпфирующими тросами, расположенными на наружной платформе в продольном и поперечном направлениях в горизонтальной плоскости, а опорный трос выполнен в виде контура, состоящего из витков троса меньшего диаметра, пропущенного через втулочные отверстия наружной и внутренней платформ и уложенных параллельно друг другу.

На фиг. 1 представлена схема сейсмоударного защитного устройства и контура опорного троса (фиг. 2).

На основании 1, выполненном в виде прямоугольной наружной платформы, закреплены стойки 2, количество которых определяется размерами основания и грузоподъемностью платформы.

Через втулочные отверстия 3 стоек наружной 1 и внутренней 4 платформ многократно пропущен по периметру платформы тонкий гибкий трос, количество оборотов которого зависит от требуемых характеристик защитного устройства и массы объекта защиты.

Многократно пропущенный тонкий трос образует контур опорного троса 5, растянутого по углам наружной платформы натяжными устройствами, снабженными пружинами с регулировочными элементами 6 и расположенными в горизонтальной плоскости.

На наружной платформе в продольном и поперечном направлениях в горизонтальной плоскости проложены тросы, проходящие под внутренней платформой и выполняющие роль демпфера амплитудных выбросов 7. Концы этих тросов снабжены упругими регулировочными элементами 8, а их количество выбирается из условий демпфирования колебаний внутренней платформы.

Предложенное сейсмозащитное устройство работает следующим образом: защищаемый объект, центр масс которого совмещен с центром массы платформы 4, подвергается виброударным воздействиям большой силы, передаваемым через основание. При вертикальном воздействии (по оси y) резкое увеличение ускорения передается на участки троса 5, закрепленные симметрично между опорами 2 наружной и внутренней платформ, а поперечные колебания участков троса 5 между опорами преобразуются в продольные перемещения троса, воспринимаемые пружинами 6 с регулировочными элементами.

При горизонтальном воздействии, например вдоль оси x, перемещение платформы воспринимают участки троса, расположенные вдоль оси z, при этом происходит проскальзывание опор верхней платформы 4 вдоль оси x. Аналогичная картина происходит при воздействии по оси z. Регулировочные элементы позволяют путем натяжения пружин изменять жесткость системы, компенсировать статический провис и продольное растяжение троса, которое образуется в результате "тренировки" троса. Грузоподъемность, жесткость и демпфирующие свойства рабочего троса обеспечиваются изменением числа витков тонкого троса, из которого образован опорный трос.

Демпфирующие тросы 7 проложены в горизонтальной плоскости продольно и поперечно сторонам наружной платформы таким образом, что, располагаясь под внутренней платформой на определенном расстоянии, они воспринимают вертикальный амплитудный выброс внешнего удара последовательно после опорного троса. Концы этих тросов также имеют упругие регулировочные элементы 8. Одновременно эти тросы играют роль ограничителей выбросов предельно допустимых значений амплитуды.

Предварительные исследования подтверждают технический результат, описанный в материалах заявки.

В настоящее время разработаны чертежи, изготовлен экспериментальный образец и проведены испытания.

Источники информации:
1. В. С.Ильинский "Защита аппаратов от динамических воздействий". Энергия. Москва, 1970 г., 6 - 20.

2. А/с СССР N 1693298 от 22.07.91 г., класс F 16 F 7/14.

3. А/с СССР N 1670233 от 15.04.91 г., класс F 16 F 7/14.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для защиты радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) и других объектов от сейсмических и виброударных воздействий большой амплитуды и длительности, передаваемых через основание в вертикальной и горизонтальной плоскостях; может быть использовано для защиты от виброударных перегрузок, возникающих при транспортировке и перемещении грузов до 500 кг. Сейсмоударное защитное устройство состоит из наружной и внутренней платформ, закрепленных по периметру наружной платформы опорным тросом, дополнительно снабжено упругими регулирующими элементами, установленными горизонтально по углам наружной платформы, и демпфирующими тросами, расположенными на наружной платформе в продольном и поперечном направлениях в горизонтальной плоскости под внутренней платформой. Опорный трос выполнен в виде контура, состоящего из витков троса меньшего диаметра, пропущенного через втулочные отверстия наружной и внутренней платформ. Технический результат - повышенная степень защиты РЭА и других объектов в области низких частот и знакопеременных ударных нагрузок различной формы и длительности, передаваемых через основание. 2 ил.

Сейсмоударное защитное устройство, содержащее наружную и внутреннюю платформы, скрепленные опорным тросом, связанным со стойками, закрепленными на наружной платформе, отличающееся тем, что оно снабжено упругими регулировочными элементами, установленными горизонтально по углам наружной платформы, и демпфирующими тросами, установленными на наружной платформе в продольном и поперечном направлениях в горизонтальной плоскости, при этом опорный трос многократно пропущен через втулочные отверстия платформ по их периметру.