Система подвески контейнера

 

Изобретение относится к устройствам, уменьшающим воздействие внешних нагрузок на пусковой ракетный контейнер. Система подвески контейнера, установленного вертикально на платформе, содержит упругие кольцевые эллипсообразные элементы амортизаторов, выполненные из комбинации чередующихся слоев композиционного и антифрикционного материалов. На внутренних противоположных поверхностях упругих кольцевых эллипсообразных элементов закреплены с образованием щелевого зазора и возможностью смыкания при ударном воздействии элементы адаптации нагрузки в виде трапециевидных пластин из упругожесткого материала типа резины или полиуретана. Изобретение позволяет повысить эффективность энергопоглощения ударных нагрузок и надежность функционирования контейнера. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам системы подвески контейнеров и может быть использовано в них для уменьшения внешних воздействий на контейнеры.

К системам подвески контейнеров предъявляются повышенные требования по повышению надежности их функционирования в условиях динамического воздействия внешних нагрузок с обеспечением прочности и устойчивости контейнеров.

Известна система подвески контейнера, установленного на платформе с размещением между контейнером и платформой элементов амортизации (патент США N 4878416, кл. 89-1.180.1980).

Элементы амортизации указанной системы подвески являются сложными по конструкции и технологии их изготовления.

Известна система подвески контейнера, вертикально установленного на платформе, в которой амортизаторы содержат упругие проволочные элементы и демпфирующие подушки (заявка РФ N 2000102204 от 01.02.2000 г, МПК⁷ F 41 F 3/042).

Конструкция этой системы подвески не содержит резерва для повышения энергопоглощения c многократно увеличенными внешними воздействиями.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является изобретение по патенту США N 4422627, кл. 267-148, 1983. В системе подвески контейнера, вертикально установленного на платформе, амортизаторы, размещенные между контейнером и платформой, выполнены в виде упругих кольцевых эллипсообразных элементов из слоистого композиционного материала на основе армировки из жгутов или волокон преимущественно периметрального направления и полимерного связующего и элементы адаптации нагрузки, расположенные по их малым осям симметрии.

Указанная система амортизации не позволяет эффективно релаксировать динамическую нагрузку повышенной мощности при внешнем воздействии.

Основной задачей изобретения является создание системы подвески контейнера, позволяющей многократно релаксировать внешние динамические нагрузки с заданной степенью энергопоглощения.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении надежности функционирования системы амортизации и ее эффективности использования.

Основная задача решена и технический результат достигнут за счет изменения конструкции и реализации новой концепции работы ее амортизаторов, способных энергопоглощать внешнюю динамическую нагрузку с одновременной ее релаксацией для уменьшения воздействия на контейнер.

Для этого в системе подвески контейнера, вертикально установленного на платформе, содержащей размещенные между контейнером и платформой амортизаторы в виде упругих кольцевых эллипсообразных элементов из композиционного материала на основе армировки из жгутов или волокон преимущественно периметрального направления и полимерного связующего и элементы адаптации нагрузки, расположенные по их малым осям симметрии, упругие кольцевые эллипсообразные элементы амортизаторов системы выполнены из комбинации эквидистантно расположенных чередующихся слоев композиционного материала и конгруэнтных кольцевых слоев пленочного антифрикционного материала между ними с частичным внедрением его между волокнами, а элементы адаптации нагрузки выполнены в виде трапециевидных пластин из упругожесткого материала типа резины или полиуретана, закрепленных на внутренних противоположных поверхностях упругих кольцевых эллипсообразных элементов с образованием плоского щелевого зазора между ними и возможностью смыкания ими при ударном нагружении. Слои композиционного и антифрикционного материалов выполнены в объемном соотношении от 1: 0,001 до 1:0,01. Слои композиционного материала могут быть выполнены из стеклопластика на основе стекложгута окружного направления и стеклонитей осевого направления, пропитанных эпоксисодержащим связующим, а антифрикционные слои - из фторопластовой пленки толщиной 0,01-0,09 мм.

Отличительными особенностями системы подвески контейнера являются следующие признаки: - выполнение упругих кольцевых эллипсообразных элементов амортизаторов системы из комбинации слоев композиционного и антифрикционного материалов, - эквидистантное, чередующееся расположение слоев композиционного и антифрикционного материалов, их конгруэнтность, - частичное внедрение антифрикционного материала между волокнами слоев композиционного материала, - выполнение элементов адаптации нагрузки в виде трапециевидных пластин из упругожесткого материала типа резины или полиуретана, - закрепление пластин на внутренних противоположных поверхностях упругих кольцевых эллипсообразных элементов, - образование плоского щелевого зазора между пластинами и возможность смыкания ими при ударном нагружении, - объемное соотношение слоев композиционного и антифрикционного материалов, - выполнение слоев композиционного материала из стеклопластика на основе стекложгута окружного направления и стеклонитей осевого направления, пропитанных эпоксисодержащим связующим, а антифрикционных слоев - из фторопластовой пленки толщиной 0,01-0,09 мм.

Указанные отличительные признаки системы подвески контейнера являются существенными, так как каждый из них в отдельности и совместно направлен на решение поставленной задачи и достижение нового технического результата. Создание конструкции упругого элемента амортизатора и на ее основе системы подвески контейнера за счет комбинации слоев композиционного материала на основе армировки из жгутов или волокон преимущественно периметрального направления и полимерного связующего и антифрикционных слоев, конгруэнтно расположенных, чередующихся с ними, позволяет повысить энергопоглощающую способность подвески за счет срабатывания при определенных максимальных нагрузках слоев пленочного антифрикционного материала, расслаивания по нему, тем самым достигается релаксация нагрузки и в работу включаются элементы адаптации нагрузки в виде трапециевидных пластин из упругожесткого материала типа резины или полиуретана, которые при максимальном ударном нагружении смыкаются и адаптируют ударную нагрузку в заключительной стадии максимального хода амортизаторов.

Указанные отличительные существенные признаки системы подвески контейнера являются новыми, так как их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипе, не обнаружено, что позволяет характеризовать предложенное техническое решение соответствием критерию "новизна".

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками позволяет решить поставленную задачу создания системы подвески контейнера на основе новой концепции работы упругих элементов амортизации и достичь новый технический результат, что характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями от известного уровня техники, аналогов и прототипа. Новое техническое решение является результатом научно-исследовательской работы, творческого вклада без использования стандартных технических решений или рекомендаций в данной области техники, является неочевидным для специалистов отрасли, оригинальным, в совокупности новых и известных существенных признаков характеризуется соответствием критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами и кратким их описанием.

На фиг. 1 представлен общий вид системы подвески контейнера, вертикально установленного на платформе, на фиг. 2 - принципиальная конструкция упругого кольцевого эллипсообразного элемента амортизатора, на фиг. 3 - поперечное сечение упругого элемента, на фиг. 4 - схема релаксации слоев упругого элемента амортизатора при воздействии ударной нагрузки с показом их разобщения.

Более подробное описание сущности изобретения с указанием позиций на чертежах состоит в следующем.

Система подвески контейнера 1, вертикально установленного на платформе 2, содержит размещенные между контейнером 1 и платформой 2 амортизаторы 3, выполненные в виде упругих кольцевых эллипсообразных элементов из чередующихся упругих слоев 4 и антифрикционных слоев 5. Упругие слои 4 выполнены из композиционного материала на основе жгутов 6 преимущественно периметрального окружного направления, пропитанных полимерным связующим. В слои могут быть включены нити 7 осевого направления. Каждый жгут 6 состоит из нитей 8. Упругие слои 4 и антифрикционные слои 5 выполнены за единый технологический процесс последовательной их намоткой. Антифрикционные слои 5 в процессе намотки и отверждения полимерного связующего композиционного материала упругого элемента частично внедряются между волокнами 7,8. Этим обеспечивается более полный контакт и надежное плотное соединение слоев. Элементы 9,10 адаптации нагрузки выполнены из упругожесткого материала типа резины или полиуретана, надежно закреплены (винтами, клеем) на поверхностях 11,12 упругих кольцевых эллипсообразных элементов амортизаторов 3, выполнены в виде трапециевидных пластин. Между элементами 9,10 адаптации нагрузки образован плоский щелевой зазор 13.

Функционирование системы подвески контейнера заключается в следующем.

При нагружении амортизаторов 3 весом вертикально установленного контейнера 3 упругие слои 4 деформируются по упругому закону независимо от влияния антифрикционных слоев 5. За счет подбора слоев 4 определенной толщины напряжения, возникающие в материале каждого упругого слоя, одинаковые. При нагружении контейнера динамическими, ударными нагрузками внешнего воздействия амортизаторы 3 деформируются с исчезновением контакта упругих слоев 4 с антифрикционными слоями 5 с образованием отслоений 14 в зоне 15 концентраций напряжений. За счет дальнейшего сжатия амортизаторов 3 элементы 9,10 адаптации нагрузки смыкаются между собой, включаются в работу на сжатие, ударная нагрузка релаксирует, уменьшается концентрация напряжений и амортизаторы не выходят из строя, окончательно не разрушаются. Были изготовлены амортизаторы в объемном соотношении слоев композиционного материала и антифрикционного материала от 1: 0,001 до 1:0,01, из стеклопластика на основе стекложгута окружного направления и стеклонитей осевого направления, пропитанных эпоксисодержащим связующим в комбинации с антифрикционными слоями из фторопластовой пленки толщиной 0,01- 0,09 мм, и испытаны на максимальное воздействие ударными нагрузками на сжатие. Результаты испытаний положительные, подтвердили основную концепцию по обеспечению системы подвески контейнера эффективного энергопоглощения с релаксацией ударной нагрузки и обеспечение надежного функционирования контейнера без разрушения.

Таким образом, новое техническое решение в предложенной совокупности существенных признаков позволяет создать систему подвески контейнера более эффективную по сравнению с известным уровнем техники, воспроизводимую промышленным способом, соответствующую критерию "промышленная применимость", т.е. уровню изобретения.

Следует отметить, что форма выполнения изобретения представляет собой только возможные предпочтительные варианты его осуществления, могут быть различные комбинации в отношении формы, размеров и расположения отдельных элементов, если все это не выходит за пределы объема изобретения, изложенного в пунктах формулы. Объем изобретения следует понимать шире, чем то конкретное выполнение, приведенное в описании, формуле и чертежах. Кроме того, предложенное техническое решение не ограничивается его использованием только в системах подвески контейнеров, может быть использовано в других областях техники, где требуется применение таких упругих элементов амортизации повышенной надежности и других свойств, описанных в материалах заявки.

Формула изобретения

1. Система подвески контейнера, вертикально установленного на платформе, содержащая размещенные между контейнером и платформой амортизаторы в виде упругих кольцевых эллипсообразных элементов из слоистого композиционного материала на основе армировки из жгутов или волокон преимущественно периметрального направления и полимерного связующего и элементы адаптации нагрузки, расположенные по их малым осям симметрии, отличающаяся тем, что упругие кольцевые эллипсообразные элементы амортизаторов системы выполнены из комбинации эквидистантно расположенных чередующихся слоев композиционного материала и конгруэнтных кольцевых слоев пленочного антифрикционного материала между ними с частичным внедрением его между волокнами, а элементы адаптации нагрузки выполнены в виде трапециевидных пластин из упругожесткого материала типа резины или полиуретана, закрепленных на внутренних противоположных поверхностях упругих кольцевых эллипсообразных элементов с образованием плоского щелевого зазора между ними и возможностью смыкания при ударном нагружении.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что слои композиционного и антифрикционного материалов выполнены в объемном соотношении от 1:0,001 до 1: 0,01.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что слои композиционного материала выполнены из стеклопластика на основе стекложгута окружного направления и стеклонитей осевого направления, пропитанных эпоксисодержащим связующим, а антифрикционные слои - из фторопластовой пленки толщиной 0,01-0,09 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4