Амортизирующая система контейнера

 

Изобретение относится к устройствам амортизирующих систем пусковых контейнеров и может быть использовано для снижения внешних сверхвысоких воздействий на контейнеры и изделия, расположенные в них. Система содержит контейнер, коробчатый эластомерный амортизатор с прорезями, жесткую пластину и ограничитель перемещений, выполненный в виде рамки с отбортовкой по ее периметру. Прорези выполнены сквозными и расположены в углах между боковыми стенками амортизатора. Боковые стенки выполнены с утонением изнутри и образованием по всему их периметру ослабленного сечения. Технический результат - реализация для амортизатора оптимальной переменной жесткости. 8 ил.

Изобретение относится к устройствам амортизирующих систем пусковых контейнеров и может быть использовано для снижения внешних сверхвысоких воздействий на контейнеры и изделия, расположенные в них.

Для обеспечения снижения внешних динамических нагрузок на пусковой контейнер), расположенный в шахте, последний снабжен амортизаторами. Амортизаторы установлены на боковой поверхности контейнера в кольцевом зазоре шахты. Известен эластомерный вкладыш коробчатой формы с вырезами в эластомере по патенту РФ N 2082638, кл. В 61 F 5/30, 1992 г.

Известный эластомерный вкладыш не обеспечивает требуемой поглощающей способности амортизирующей системы контейнера.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является амортизирующая система контейнера, содержащая коробчатый эластомерный амортизатор с прорезями и жесткую пластину, скрепленную снаружи с днищем амортизатора, (US патент N 5353677, кл. С1 89/1.816; 1993 г.).

Известная система не обладает требуемой энергопоглощающей способностью в радиальном направлении контейнера, т.к. амортизирующий эффект таких амортизаторов достигается в основном за счет деформаций сжатия эластомера. Такое нагружение характеризуется приблизительно постоянной жесткостью с небольшим ее увеличением при достижении предельных деформаций. Нагрузочная характеристика таких радиальных амортизаторов неприемлема для контейнеров шахтного базирования, когда под действием сверхвысоких динамических нагрузок шахта получает значительные перемещения.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка контейнера с амортизирующей системой, обеспечивающей эффективное снижение действующих со стороны шахты радиальных динамических перегрузок (≅20g) с высокими амплитудами за счет того, что эластомерный амортизатор получает деформации сжатия, затем при росте радиального перемещения шахты относительно контейнера в диапазоне рабочих нагрузок и упругой "потере устойчивости" эластомерного тела, - деформации изгиба, и в конце, при действии нагрузок, превышающих рабочие, - деформации сжатия уже изогнутого эластомерного тела. Кроме того, предлагаемая система обеспечивает минимальный перекос продольной оси контейнера и возврат в первоначальное положение при нагрузках, близких к рабочим, за счет высокой жесткости эластомера при сжатии, и исключение жесткого удара контейнера о шахту при нагрузках, превышающих рабочие.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в реализации для амортизатора при внешних нагрузках оптимальной переменной жесткости: при нагрузках, близких к рабочим, - высокой возрастающей жесткости, при рабочих нагрузках - постоянной и даже снижающейся жесткости, при сверхрабочих - значительное повышение жесткости. Кроме того, может быть получен технический результат, заключающийся в приближении реальной конструкции к расчетной схеме и упрощении этой схемы.

Поставленная задача решается тем, что амортизирующая система контейнера, содержащая коробчатый эластомерный амортизатор с прорезями и жесткую пластину, скрепленную снаружи с днищем амортизатора, согласно изобретению снабжена ограничителем перемещений амортизатора при действии как рабочих, так и сверхрабочих нагрузок, выполненным в виде рамки с отбортовкой по ее периметру, скрепленной с боковыми стенками коробчатого амортизатора по их открытому, соразмерному рамке контуру, при этом отбортовка спрофилирована с возможностью ее взаимодействия с боковыми стенками амортизатора при действии нагрузок, превышающих рабочие, а прорези выполнены сквозными и расположены в углах между боковыми стенками, последние, в свою очередь, выполнены с утонением изнутри и образованием по всему их периметру ослабленного сечения.

Отличительными особенностями амортизирующей системы заявляемой конструкции являются признаки: система снабжена ограничителем перемещений амортизатора при действии как рабочих, так и сверхрабочих нагрузок - признак существенный, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата - повышение жесткости амортизатора при начальных и близких к рабочим нагрузках, снижение жесткости - при рабочих и ее повышение при сверхрабочих нагрузках, за счет правильной ориентации боковых стенок и заданной формы их деформации, а также обеспечение минимального перекоса продольной оси контейнера и возврат в первоначальное положение при нагрузках, близких к рабочим; - ограничитель перемещений выполнен в виде рамки - признак существенный, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, аналогичного предыдущему признаку; - рамка снабжена отбортовкой - признак существенный, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, аналогичного предыдущим признакам, а также значительного повышения жесткости амортизатора при сверхрабочих нагрузках, за счет ограничения деформаций изгиба боковых стенок амортизатора; - рамка скреплена с боковыми стенками коробчатого амортизатора по их открытому, соразмерному рамке, контуру - признак существенный, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, аналогичного первому признаку; - отбортовка спрофилирована с возможностью ее взаимодействия с боковыми стенками амортизатора при действии нагрузок, превышающих рабочие - признак существенный, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата - значительного повышения жесткости амортизатора при сверхрабочих нагрузках и исключения жесткого удара контейнера о стенку шахты за счет ограничения деформаций изгиба боковых стенок амортизатора; - прорези выполнены сквозными - признак существенный, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата - снижение жесткости амортизатора при рабочих нагрузках за счет исключения жесткого уголкового элемента в месте стыковки боковых стенок и отделения боковых стенок друг от друга для раздельной их работы на изгиб, а также приближение реальной конструкции к расчетной схеме (изгиб пластины с большим прогибом); - прорези расположены в углах между боковыми стенками - признак существенный, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, аналогичного предыдущему признаку; - на боковых стенках изнутри выполнены утонения с образованием по всему их периметру ослабленного сечения - признак существенный, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, аналогичного предыдущему, и, кроме того, обеспечивается заданная форма изгиба боковых стенок для взаимодействия с профилированной отбортовкой и значительного повышения тем самым жесткости амортизатора при сверхрабочих нагрузках.

Указанные признаки конструктивно взаимосвязаны и являются, как уже отмечено, существенными, так как каждый из них в отдельности и все вместе направлены на решение поставленной задачи с достижением упомянутого технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие предложенного технического решения критерию "новизна".

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской работы по оптимизации характеристик амортизирующих систем для снижения внешних сверхвысоких динамических воздействий на пусковые контейнеры и изделия находящиеся в них, что свидетельствует о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид амортизирующей системы контейнера, на фиг. 2 - поперечное сечение контейнера А-А, на фиг. 3 - сечение Б-Б контейнера (общий вид амортизатора), на фиг. 4 - сечение В-В амортизатора, на фиг. 5 - сдеформированный амортизатор при нагрузках, близких к рабочим, на фиг. 6 - то же, при рабочих нагрузках, на фиг. 7 - то же, при нагрузках, превышающих рабочие, на фиг. 8 - диаграмма нагружения амортизатора.

Амортизирующая система 1 контейнера 2 содержит коробчатый эластомерный амортизатор 3 с прорезями 4 и жесткую пластину 5, скрепленную снаружи с днищем 6 амортизатора 3. Система также содержит ограничитель перемещений 7, выполненный в виде рамки 8 с отбортовкой 9 по ее периметру, скрепленной с боковыми стенками 10 коробчатого амортизатора 3 по их открытому, соразмерному рамке 8 контуру 11. Отбортовка 9 спрофилирована с возможностью ее взаимодействия с боковыми стенками 10 и снабжена полкой 12 для крепления к шпангоуту 13 контейнера 2. Прорези 4 выполнены сквозными и расположены между боковыми стенками 10 в их углах 14. На боковых стенках 10 выполнены изнутри утонения 15 с образованием по всему их периметру ослабленного сечения 16.

Внешнее воздействие на контейнер 2 со стороны шахты 17 можно представить нагрузкой 18 (см. фиг. 3, 5-7). При нагрузке 18, близкой к рабочей ((см. фиг. 5) и участок 19 диаграммы нагружения амортизатора (фиг. 8)), амортизатор деформируется за счет деформаций сжатия Δу боковых стенок 10. При дальнейшем повышении нагрузки 18 происходит упругая "потеря устойчивости" (участок 20 диаграммы (фиг. 8)) боковых стенок 10 и они начинают изгибаться по ослабленному сечению 16 в месте утонения 15. Повышение точности момента наступления "потери устойчивости" обеспечивается постоянной ориентацией боковых стенок 10 за счет скрепления их с рамкой 8 и наличия жесткой пластины 5, скрепленной с верхней стенкой 6 амортизатора, точностью выполнения утонения 15. Направление выполнения утонения 15 (изнутри) обеспечивает изгиб боковых пластин 10 в сторону отбортовок 9.

Деформация Δ₁у (см. фиг. 6) амортизатора в диапазоне 21 (см. фиг. 8) рабочих нагрузок 18 обеспечивается изгибом боковых стенок 10. В этом диапазоне 21 за счет снижения жесткости амортизатора и значительной протяженности диапазона 21 происходит эффективное гашение сверхвысоких внешних воздействий (до 20g) больших амплитуд.

В случае "пробоя" амортизатора (см. фиг. 7) при нагрузке 18, превышающей рабочую в диапазоне 22 (см. фиг. 8), жесткий удар исключается за счет взаимодействия сдеформированных боковых стенок 10 и отбортовки 9.

Использование изобретения позволяет создать амортизирующую систему контейнера, способную эффективно гасить сверхвысокие перегрузки, действующие со стороны шахты. В настоящее время созданы опытные образцы амортизаторов. Статические и динамические испытания показали их достаточную эффективность.

Новое техническое решение при реализации его в амортизирующей системе контейнера воспроизводимо промышленным способом и востребовано промышленностью.

Формула изобретения

Амортизирующая система контейнера, содержащая коробчатый эластомерный амортизатор с прорезями и жесткую пластину, скрепленную снаружи с днищем амортизатора, отличающаяся тем, что она снабжена ограничителем перемещений амортизатора при действии как рабочих, так и сверхрабочих нагрузок, выполненным в виде рамки с отбортовкой по ее периметру, скрепленной с боковыми стенками коробчатого амортизатора по их открытому соразмерному рамке контуру, при этом отбортовка спрофилирована с возможностью ее взаимодействия с боковыми стенками амортизатора при действии указанных нагрузок, а прорези выполнены сквозными и расположены в углах между боковыми стенками, последние выполнены с утонением изнутри и образованием по всему их периметру ослабленного сечения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 27.04.2005        БИ: 12/2005

---