RU118705U1

RU118705U1 - IMPACT PROTECTIVE PLATFORM

Info

Publication number: RU118705U1
Application number: RU2012105938/11U
Authority: RU
Inventors: Ольга Владимировна Горшкова; Виктор Вольфович Гольдин; Дмитрий Николаевич Кондратьев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственный Центр "Квадра"
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2012-07-27

Abstract

1. Ударозащитная платформа, состоящая из пружинных элементов и демпфирующего механизма, выполненного в виде замкнутого объема, имеющего связь с атмосферой через отверстия, обеспечивающие динамическое сопротивление при прохождении через них воздуха, отличающаяся тем, что пружинные элементы находятся внутри замкнутого объема, образованного нижним и верхним основаниями ударозащитной платформы и гибкой эластичной оболочкой, соединяющей основания ударозащитной платформы по периметру. ! 2. Ударозащитная платформа по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит стабилизирующие элементы в виде хрупких стержней. 1. An impact-resistant platform, consisting of spring elements and a damping mechanism made in the form of a closed volume, which has a connection with the atmosphere through openings that provide dynamic resistance when air passes through them, characterized in that the spring elements are located inside a closed volume formed by the lower and upper the bases of the shockproof platform and a flexible elastic shell connecting the bases of the shockproof platform along the perimeter. ! 2. An impact-resistant platform according to claim 1, characterized in that it further comprises stabilizing elements in the form of fragile rods.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике защиты от виброударных воздействий, в частности к конструкциям ударозащитных платформ, предназначенных для защиты различных технических средств от воздействия ударов большой длительности воздействия и амплитуды ускорения.The proposed utility model relates to techniques for protection against vibro-shock impacts, in particular, to designs of shock-proof platforms designed to protect various technical means from shock impacts of long exposure durations and acceleration amplitudes.

Наибольшее распространение в технике защиты от виброударных воздействий получили конструкции ударозащитных платформ [1-10], содержащих в своем составе тросовый элемент, образующий подпружиненный контур, включающий различного рода элементы демпфирования. В общем случае, тросовый элемент закреплен на основании конструкции, а на него подвешивается платформа для установки объекта защиты. Кроме того, конструкция рассматриваемых ударозащитных платформ, предусматривает устройства регулировки степени натяжения тросового элемента.The most widespread in the technology of protection against vibration impacts are the designs of shock-proof platforms [1-10], which contain a cable element forming a spring-loaded circuit, including various kinds of damping elements. In the general case, the cable element is fixed on the basis of the structure, and a platform for installing the object of protection is suspended on it. In addition, the design of the shockproof platforms under consideration provides devices for adjusting the degree of tension of the cable element.

Существует также менее распространенный тип конструкции ударозащитных платформ [11], основным отличием которых является наличие пружинно-демпфирующего элемента выполненного из стального троса, один из концов которого закреплен на нижнем основании конструкции, а другой на платформе для установки объекта защиты. Такой тип конструкции, не смотря на простоту конструкции, имеет худшие тактико-технические характеристики по сравнению с рассмотренными конструкциями типа [1-10]. Конструкции ударозащитных платформ [1-10], имеют хорошие характеристики ослабления ударного воздействия на защищаемый объект, однако обладают сложной конструкцией, что усложняет их изготовление и обслуживание, а также, ввиду своей сложности, повышает риск возникновения неисправности.There is also a less common type of construction of shockproof platforms [11], the main difference of which is the presence of a spring-damping element made of a steel cable, one end of which is fixed to the lower base of the structure, and the other to the platform for installing the object of protection. This type of design, despite the simplicity of the design, has the worst tactical and technical characteristics compared with the considered type designs [1-10]. The designs of shockproof platforms [1-10] have good characteristics of attenuation of impact on the protected object, however, they have a complex structure, which complicates their manufacture and maintenance, and, due to their complexity, increases the risk of malfunction.

Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является конструкция виброудароизолятора [12] для защиты от виброударных нагрузок, реализующая близкий принцип работы. Конструкция виброудароизолятора содержит пружинный элемента выполненного в виде массива из упругопористого тела и крепежные элементы. При этом пружинный элемент виброудароизолятора имеет внутренний свободный объем, связанный с атмосферой через отверстия, выполненные в крепежных элементах и выполняющие роль газодинамического демпфера. Преимуществом рассматриваемого виброудароизолятора является простота его конструкции и хорошие характеристики ослабления ударного воздействия на защищаемый объект при работе в области относительно небольших по амплитуде ускорения виброударных воздействий.The closest analogue of the proposed utility model is the design of a vibration shock absorber [12] for protection against vibration shock loads, which implements a close principle of operation. The design of the shock absorber contains a spring element made in the form of an array of an elastic-porous body and fasteners. In this case, the spring element of the shock absorber has an internal free volume connected with the atmosphere through openings made in the fastening elements and acting as a gas-dynamic damper. The advantage of the vibration shock absorber under consideration is the simplicity of its design and good characteristics of attenuation of impact on the protected object when working in the region of relatively small acceleration amplitudes of vibration impacts.

Недостатком, рассмотренной конструкции виброудароизолятора [12], является то, что он предназначен для защиты от относительно слабых ударных воздействий единичных блоков технических средств, небольшой массы. Конструкция виброудароизолятора не может обеспечить требуемый уровень защиты при воздействии ударов большой длительности воздействия и амплитуды ускорения. Кроме того, невозможна защита группы технических средств и объектов защиты большой массы. Еще одним общим недостатком всех рассмотренных конструкций платформ, является то, что в режиме ожидания, т.е. когда нет ударного воздействия, при установке защищаемого объекта и иных манипуляций, положение верхнего основания неустойчиво. Это может быть критичным, если речь идет о платформах, предназначенных для защиты рабочего места оператора и осложнять работы технического персонала.The disadvantage of the considered design of the shock absorber [12] is that it is designed to protect against relatively weak impacts of individual blocks of technical equipment, of small weight. The design of the shock absorber cannot provide the required level of protection when exposed to shocks of long exposure duration and acceleration amplitude. In addition, it is impossible to protect a group of technical means and objects of protection of a large mass. Another common drawback of all considered platform designs is that in standby mode, i.e. when there is no impact, when installing the protected object and other manipulations, the position of the upper base is unstable. This can be critical when it comes to platforms designed to protect the operator’s workplace and complicate the work of technical personnel.

Техническим результатом заявленной полезной модели является то, что предлагаемая ударозащитная платформа позволяет обеспечить эффективную защиту от воздействия ударов большой длительности и амплитуды ускорения, группы технических средств и объектов защиты большой массы. При этом она обладает простотой конструкции и высокой степенью надежности, а также способностью обеспечить стабилизацию верхнего основания ударозащитной платформы в режиме ожидания.The technical result of the claimed utility model is that the proposed shockproof platform allows to provide effective protection against the effects of shocks of long duration and amplitude of acceleration, a group of technical means and objects of protection of large mass. Moreover, it has a simplicity of design and a high degree of reliability, as well as the ability to stabilize the upper base of the shockproof platform in standby mode.

Технический результат достигается за счет того, что пружинные элементы находятся внутри замкнутого объема, образованного нижним и верхним основаниями ударозащитной платформы и гибкой эластичной оболочкой, соединяющей основания ударозащитной платформы по периметру; а также установкой стабилизирующих элементов в виде хрупких стержней.The technical result is achieved due to the fact that the spring elements are inside a closed volume formed by the lower and upper bases of the shockproof platform and a flexible elastic shell connecting the base of the shockproof platform around the perimeter; as well as the installation of stabilizing elements in the form of brittle rods.

На рисунке 1 показана конструкция ударозащитной платформы, на рисунке 2 и 3 показаны варианты исполнения конструкция ударозащитной платформы. На рисунке 4 показана осциллограмма, полученная при испытании ударозащитной платформы и демонстрирующая снижение ударного воздействия на защищаемый объект.Figure 1 shows the design of the shockproof platform, Figures 2 and 3 show the design options for the shockproof platform. Figure 4 shows the waveform obtained by testing the shockproof platform and showing a decrease in the impact on the protected object.

Конструкция ударозащитной платформы состоит из нижнего 1 и верхнего 2 оснований, соединенных межу собой по периметру эластичной оболочкой 3 через элемент крепления 4. Внутри герметичного объема, образованного верхним 2 и нижним 1 основаниями и эластичной оболочкой 3, находятся пружинные элементы 5, соединенные с нижним 1 и верхним 2 основаниями платформы. Пружинные элементы 5 могут иметь различные исполнения и быть выполненными из упругопористого материала, стальных пружин, стального троса и т.п. В верхнем основании 2 платформы предусмотрены отверстия 6 являющиеся элементом демпфера. Верхние 2 и нижнее 1 основание платформы дополнительно соединены стабилизирующими элементами в виде хрупких стержней 7.The design of the shockproof platform consists of the lower 1 and upper 2 bases connected to each other along the perimeter by an elastic shell 3 through a fastener 4. Inside the sealed volume formed by the upper 2 and lower 1 bases and the elastic shell 3, there are spring elements 5 connected to the lower 1 and the top 2 bases of the platform. The spring elements 5 can have various designs and be made of elasto-porous material, steel springs, steel cable, etc. In the upper base 2 of the platform, holes 6 are provided which are an element of the damper. The upper 2 and lower 1 base of the platform are additionally connected by stabilizing elements in the form of brittle rods 7.

При ударной нагрузке происходит сжатие пружинных элементов 5 в результате чего происходит уменьшение объема, образованного верхним 2 и нижним 1 основаниями и эластичной оболочкой 3. Уменьшение объема приводит к вытеснению находящемуся внутри него воздуха через отверстия 6, при прохождении через которых воздух испытывает динамическое сопротивление и отдает большую часть своей кинетической энергии в тепловую. Таким образом, механизм работы демпфера состоит в последовательной передаче энергии ударного воздействия в энергию движения воздуха, а затем при его прохождении через отверстия 6 и в результате испытываемого им динамического сопротивления в тепловую энергию.Under shock loading, the spring elements 5 are compressed, resulting in a decrease in the volume formed by the upper 2 and lower 1 bases and the elastic shell 3. The decrease in volume leads to the displacement of the air inside it through the openings 6, when passing through which the air experiences dynamic resistance and gives off most of its kinetic energy into heat. Thus, the mechanism of operation of the damper consists in the sequential transfer of the energy of the impact into the energy of air movement, and then when it passes through holes 6 and as a result of the dynamic resistance experienced by it into thermal energy.

Механизм стабилизации положения верхнего 2 оснований платформы с помощью хрупких стержней 7 состоит в следующем. В режиме ожидания, когда нет ударного воздействия, переменную механическую нагрузку (например, в случае перемещения на платформе оператора) воспринимают стержни 7. При возникновении ударного воздействия стержни 7 рассчитанные таким образом, что бы быть разрушенными при ударной нагрузке ниже опасного уровня для защищаемого объекта, ломаются и ударозащитная платформа начинает работать, как было описано выше.The mechanism for stabilizing the position of the upper 2 base of the platform using brittle rods 7 is as follows. In standby mode, when there is no shock, the rods 7 perceive a mechanical stress (for example, when moving on the operator’s platform). When a shock occurs, the rods 7 are designed so that they would be destroyed when the shock load is below the dangerous level for the protected object, break down and the shockproof platform starts to work, as described above.

На основе предлагаемых решений был изготовлен и испытан опытный образец ударозащитной платформы, с упругими элементами 5 выполненными из упругопористого материала. Ниже приведены основные характеристики опытного образца ударозащитной платформы:Based on the proposed solutions, a prototype of a shockproof platform with 5 elastic elements made of an elastic-porous material was manufactured and tested. Below are the main characteristics of the prototype shockproof platform:

Масса ударозащитной платформы, не более - 70 кгWeight of shockproof platform, not more than - 70 kg

Габариты ударозащитной платформы (ДЛИНА×ГЛУБИНА×ВЫСОТА) - 900×750×400 ммDimensions of shockproof platform (LENGTH × DEPTH × HEIGHT) - 900 × 750 × 400 mm

Амортизируемая масса - до 250 кгDepreciable weight - up to 250 kg

На рисунке 4 показана осциллограмма, полученная при испытании ударозащитной платформы и демонстрирующая снижение ударного воздействия на защищаемый объект.Figure 4 shows the waveform obtained by testing the shockproof platform and showing a decrease in the impact on the protected object.

Проведенные испытания подтверждают достоверность заявленного технического результата.The tests confirm the reliability of the claimed technical result.

Источники информации принятые во внимание при составлении заявки на изобретениеSources of information taken into account when preparing an application for an invention

1. Патент №2178845, Россия, МПК⁷ F16F 7/14, опубликован 27.01.20021. Patent No. 2178845, Russia, IPC ⁷ F16F 7/14, published January 27, 2002

2. Патент №2167350, Россия, МПК⁷ F16F 7/14, опубликован 20.05.20012. Patent No. 2167350, Russia, IPC ⁷ F16F 7/14, published May 20, 2001

3. Патент №2163985, Россия, МПК⁷ F16F 7/14, опубликован 10.03.20013. Patent No. 2163985, Russia, IPC ⁷ F16F 7/14, published March 10, 2001

4. Патент №87480, Россия, МПК⁷ F16F 7/14, опубликован 10.10.20094. Patent No. 87480, Russia, IPC ⁷ F16F 7/14, published October 10, 2009

5. Патент №79629, Россия, МПК⁷ F16F 7/14, опубликован 10.01.20095. Patent No. 79629, Russia, IPC ⁷ F16F 7/14, published January 10, 2009

6. Патент №77005, Россия, МПК⁷ F16F 7/00, опубликован 10.10.20086. Patent No. 77005, Russia, IPC ⁷ F16F 7/00, published October 10, 2008

7. Патент №76091, Россия, МПК⁷ F16F 7/14, опубликован 10.09.20087. Patent No. 76091, Russia, IPC ⁷ F16F 7/14, published September 10, 2008

8. Патент №51146, Россия, МПК⁷ F16F 7/14, опубликован 27.01.20068. Patent No. 511146, Russia, IPC ⁷ F16F 7/14, published January 27, 2006

9. Заявка на изобретение №2000103407, Россия, МПК⁷ F16F 7/14, опубликован 27.01.20029. Application for invention No.2000103407, Russia, IPC ⁷ F16F 7/14, published on January 27, 2002

10. Патент №2180059, Россия, МПК⁷ F16F 7/14, опубликован 27.02.200210. Patent No. 2180059, Russia, IPC ⁷ F16F 7/14, published ^on 02.27.2002

11. Патент №86991, Россия, МПК⁷ F16F 7/14, опубликован 20.09.200911. Patent No. 86991, Russia, IPC ⁷ F16F 7/14, published September 20, 2009

12. Заявка на полезную модель №99122282, Россия, МПК⁷ F16F 7/14, (прототип)12. Application for utility model No. 99122282, Russia, IPC ⁷ F16F 7/14, (prototype)

Claims

1. The shock-proof platform, consisting of spring elements and a damping mechanism, made in the form of a closed volume, having a connection with the atmosphere through openings providing dynamic resistance when air passes through them, characterized in that the spring elements are inside the closed volume formed by the lower and upper the bases of the shockproof platform and a flexible elastic shell connecting the bases of the shockproof platform around the perimeter.

2. The shockproof platform according to claim 1, characterized in that it further comprises stabilizing elements in the form of brittle rods.