RU2163985C1

RU2163985C1 - Seismoshock protective device

Info

Publication number: RU2163985C1
Application number: RU99122201A
Authority: RU
Inventors: И.Я. Мансуров; В.Г. Журавский; О.И. Мансуров
Original assignee: Мансуров Ибрагим Яхъяевич; Журавский Виталий Григорьевич; Мансуров Олег Ибрагимович
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-03-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device is designed to protect radioelectronic equipment and other objects against seismic and vibration-shock effects of large amplitude and considerable duration transmitted through base in vertical and horizontal planes. It may also be used for protective against vibration-shock overloads during transportation and transfer of loads of up to 500 kg. The device consists of external and internal platforms secured by bearing rope over external platform perimeter. It is provided additionally with flexible adjusting members positioned horizontally in external platform corners and with damping ropes arranged on external platform in longitudinal and lateral directions, in horizontal plane under internal platform. Bearing rope is made as a contour consisting of turns of smaller-diameter rope passed through bushing holes of external and internal platforms. The device provides for higher degree of protection of radioelectronic equipment and other objects within low-frequency range and at effect of sign-variable impact loads of different form and duration transmitted through base. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

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. The invention relates to the field of mechanical engineering and is intended to protect electronic equipment (CEA) and other objects from seismic and vibration impacts of large amplitude and duration transmitted through the base in vertical and horizontal planes and can be used to protect against vibration shock overloads arising from movement and transportation cargo.

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]. One of the analogues of the said device is a cable shock absorber, which is a cylindrical rod fixed to the base and connected to a similar rod on the device by means of an eight-shaped solid cable, alternately enveloping one or the other rod. The number of cable loops is selected depending on the required stiffness and static deformation of the shock absorber [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. The disadvantage of this shock absorber is the inability to perceive shocks of large amplitude and duration due to the small movement of the cable between the rods. The characteristics of this shock absorber are nonlinear, and the amplitude of the oscillations significantly affects the magnitude of the gain in resonance and the resonant frequency.

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]. Another analogue of the claimed device is a combined all-metal shock absorber, consisting of an upper and lower set of flat three-beam springs connected at the ends of these beams with a cable that forms a ring around the perimeter of these springs. The shock absorber is equipped with emergency stoppers and is attached at certain points to the protected object and base. Designed to protect individual devices and devices. The number of shock absorbers is selected depending on the weight, characteristics and configurations of the protected object [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. The disadvantages of this shock absorber include small horizontal movements, which exclude the possibility of protection against vibro-shock overloads of large amplitude and duration in the horizontal plane. These shock absorbers are designed to protect objects weighing up to 100 kg during transportation.

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]. The closest prototype of the claimed seismic impact protective device is a cable shock absorber, consisting of a base with connecting devices fixed to it, with which the cable elements form a closed loop. On these elements, in places of their greatest deviation, with the help of couplings, a closed additional cable element is fixed on which a base plate is fixed for installing the protected object. Both cables of the circuit are equipped with threaded bushings for regulating the tension of the cables [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. The disadvantage of this cable shock absorber is the lack of elastic elements that perceive peak amplitude emissions during strong shocks, which can lead to cable breakage or destruction of racks. The four-support plate mounting design reduces the effectiveness of object protection during horizontal impact, transmitted through the base. A narrow range of changes in cable tension with the help of threaded sleeves does not allow, due to a small change in stiffness, to remove the natural frequency of the shock absorber beyond the resonant effects in the low frequency region, which can lead to dangerous vibrations and rocking of the protected object.

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. The technical result of the proposed seismic shock protective device is an increased degree of protection of CEA and other objects in the field of low frequencies and alternating shock loads of various shapes and durations transmitted through the base in horizontal and vertical planes.

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. The specified technical result is achieved due to the fact that the seismic shock protective device, consisting of the outer and inner platforms fixed along the perimeter of the outer platform with a support cable, is additionally equipped with elastic control elements mounted horizontally at the corners of the outer platform and damping cables located on the outer platform in the longitudinal and transverse directions in the horizontal plane, and the support cable is made in the form of a contour consisting of turns of a cable of a smaller diameter, about launched through the sleeve holes of the outer and inner platforms and laid parallel to each other.

На фиг. 1 представлена схема сейсмоударного защитного устройства и контура опорного троса (фиг. 2). In FIG. 1 is a diagram of a seismic impact protective device and a support cable loop (FIG. 2).

На основании 1, выполненном в виде прямоугольной наружной платформы, закреплены стойки 2, количество которых определяется размерами основания и грузоподъемностью платформы. On the base 1, made in the form of a rectangular outer platform, racks 2 are fixed, the number of which is determined by the dimensions of the base and the carrying capacity of the platform.

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. Through the sleeve holes 3 of the racks of the outer 1 and inner 4 platforms, a thin flexible cable was repeatedly passed around the platform perimeter, the number of turns of which depends on the required characteristics of the protective device and the mass of the object to be protected.

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. Repeatedly missed thin cable forms the contour of the support cable 5, stretched at the corners of the outer platform with tensioning devices equipped with springs with adjusting elements 6 and located in a horizontal plane.

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. On the outer platform, in the longitudinal and transverse directions in the horizontal plane, there are cables running under the inner platform and acting as a damper of amplitude emissions 7. The ends of these cables are equipped with elastic adjusting elements 8, and their number is selected from the damping conditions of the internal platform vibrations.

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. The proposed seismic protection device operates as follows: the protected object, the center of mass of which is aligned with the center of mass of the platform 4, is subjected to vibro-shock effects of great force transmitted through the base. With vertical action (along the y axis), a sharp increase in acceleration is transmitted to the sections of the cable 5, symmetrically fixed between the supports 2 of the outer and inner platforms, and the transverse vibrations of the sections of the cable 5 between the supports are converted into longitudinal movements of the cable, perceived by the springs 6 with adjusting elements.

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. With horizontal impact, for example along the x axis, the movement of the platform is perceived by sections of the cable located along the z axis, while the supports of the upper platform 4 slip along the x axis. A similar pattern occurs when exposed to the z axis. Adjusting elements allow you to change the stiffness of the system by tensioning the springs, compensate for the static sag and longitudinal tension of the cable, which is formed as a result of the "training" of the cable. The carrying capacity, rigidity and damping properties of the working cable are provided by changing the number of turns of the thin cable from which the support cable is formed.

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. The damping cables 7 are laid in a horizontal plane longitudinally and transversely to the sides of the outer platform in such a way that, being located under the inner platform at a certain distance, they perceive the vertical amplitude emission of the external impact sequentially after the support cable. The ends of these cables also have elastic adjusting elements 8. At the same time, these cables play the role of limiters of emissions of maximum permissible amplitude values.

Предварительные исследования подтверждают технический результат, описанный в материалах заявки. Preliminary studies confirm the technical result described in the application materials.

В настоящее время разработаны чертежи, изготовлен экспериментальный образец и проведены испытания. At present, drawings have been developed, an experimental sample has been made, and tests have been carried out.

Источники информации:
1. В. С.Ильинский "Защита аппаратов от динамических воздействий". Энергия. Москва, 1970 г., 6 - 20.Sources of information:
1. V. S. Ilyinsky "Protection of apparatus from dynamic influences." Energy. Moscow, 1970, 6 - 20.

2. А/с СССР N 1693298 от 22.07.91 г., класс F 16 F 7/14. 2. A / s of the USSR N 1693298 from 07.22.91, class F 16 F 7/14.

3. А/с СССР N 1670233 от 15.04.91 г., класс F 16 F 7/14. 3. A / s of the USSR N 1670233 dated 04/15/91, class F 16 F 7/14.

Claims

A seismic impact protective device comprising an outer and inner platform fastened with a support cable connected to struts fixed to the external platform, characterized in that it is equipped with elastic adjusting elements mounted horizontally at the corners of the external platform, and damping cables mounted on the external platform in the longitudinal and transverse directions in the horizontal plane, while the support cable is repeatedly passed through the sleeve holes of the platforms around their perimeter.