Разработка амортизатора для защиты транспортно-пускового контейнера с изделием, находящимся в подвижной пусковой установке, от заданного внешнего воздействия, страница 5

 23 – обратный клапан 2-го дополнительного (работающего при растяжении амортизатора) аккумулятора давления, 24 – дроссель дополнительного аккумулятора давления, 25, 29 – перфорированные стенки – упоры 2-го дополнительного аккумулятора давления, 26 – 2-й дополнительный аккумулятор давления, 27 – гидравлическая полость 2-го дополнительного аккумулятора давления, 28 – резинокордовая мембрана 2-го дополнительного аккумулятора давления, 30 – газовая полость дополнительного аккумулятора давления.

 

Рис. 3.2 Упругая (статическая) характеристика пневмогидравлического амортизатора с тремя аккумуляторами давления и пары пневмогидравлических амортизаторов, расположенных навстречу друг другу.

На рис. 3.2 использованы следующие обозначения: Ds₃₀ – ход амортизатора на сжатие при котором начинает сжиматься газ в дополнительном аккумуляторе давления, Ds_max – максимальный ход амортизатора, R_ст0 – начальное статическое усилие одного амортизатора, R_ст30 – статическое усилие амортизатора в момент начала сжатия газа газ в дополнительном аккумуляторе давления, R_Sст30= R_ст30–R_ст(-Ds₃₀)– то же для пары амортизаторов, расположенных навстречу друг другу, R_{ст max} – максимальное статическое усилие амортизатора, которое достигается при максимальном сжатии Ds=Ds_max, R_{ст min} – статическое усилие амортизатора, которое достигается при растяжении Ds=-Ds_max, R_{Sст max}=R_{ст max}-R_{ст min} – то же для пары амортизаторов, R_ст40 – статическое усилие амортизатора в момент начала расширения газа во 2-м дополнительном аккумуляторе давления (Ds=-Ds₃₀), R_Sст340=R_ст30–R_ст40 – суммарное усилие пары расположенных навстречу друг другу амортизаторов при Ds=±Ds₃₀, т.е. когда в сжимаемом амортизаторе начинает сжиматься газ в камере V_3г, а в растягиваемом начинает расширяться газ в камере V_4г.

В качестве основных исходных данных введем следующие величины:

·  максимальное усилие одной пары амортизаторов R_Σmax (здесь и ниже парой амортизаторов будем называть два амортизатора, установленные навстречу друг другу). Если все пары одинаковы, то эту величину можно определить по формуле , где m –масса контейнера с изделием, [n] – допустимая поперечная перегрузка контейнера с изделием, N – количество поясов амортизации, J_i – коэффициент, учитывающий одновременное действие перегрузок в направлении перпендикулярном i-му (вертикальных перегрузок для горизонтальной системы амортизации и горизонтальных – для вертикальной). Здесь и ниже индекс «Σ» характеризует усилия пары в целом (2-х амортизаторов). В общем случае поперечные и вертикальные перегрузки складываются по теореме Пифагора и должно выполняться условие: , отсюда . Стоит отметить, что амортизаторы, установленные в направлении, перпендикулярном рассматриваемому, при смещении в этом направлении перекашиваются и создают усилие, имеющее проекцию на рассматриваемое направление, однако проекция эта почти всегда стремится уменьшить восстанавливающую (упругую) силу и наибольшее значение упругая сила имеет при чисто горизонтальном или чисто вертикальном смещении.

·  предельное давление в рабочем цилиндре [p];

·  максимальный ход амортизатора на сжатие Ds_max. Если оси амортизаторов совпадают с горизонталью или вертикалью, эта величина равна сейсмическому зазору в соответствующем направлении. Если оси  наклонены относительно соответствующих направлений на углы a_i, эта величина равна  сейсмическому зазору, умноженному на . Ход на растяжение во всех случаях несколько больше, чем на сжатие, поскольку при смещении ТПК в направлении, перпендикулярном оси амортизатора, также происходит его растяжение, кроме того необходимо предусмотреть некоторый запас хода на возможный поворот ТПК на небольшой угол относительно его оси (полное растяжение амортизатора приводит к повреждению амортизатора или ударным нагрузкам на ТПК);

·  максимальная расчетная скорость сжатия/расширения амортизатора . Эту величину с запасом можно принять равной максимальной скорости перемещения корпуса ППУ при воздействии УВ и определять из динамических расчетов.

Далее введем параметры синтеза, которые могут рассматриваться как варьируемые. На данном этапе для каждого параметра можно приближенно указать возможные диапазоны изменения. Окончательные рекомендации можно будет сделать только после проведения численных исследований.

·  Отношение давления в полностью сжатом амортизаторе (Ds=Ds_max) к предельному:

.                                                                            (3.1)

Разность этих двух величин фактически представляет собой запас на динамический перепад давления между объемами V₁и V₂. Поскольку при приближении к предельному смещению (Ds®Ds_max) скорость уменьшения объема V₁, пропорциональная относительной скорости ТПК, должна падать (иначе неминуемо произойдет соударение), объем V₁ минимален, а площадь проходного сечения напорного клапана максимальна, такой перепад практически отсутствует, т.е. максимальное статическое давление может быть близко к предельному. При сжатии амортизатора жидкость из рабочей камеры поступает в вытеснительные (аккумуляторы) через заранее открытый напорный клапан 6 и обратный клапан 16, который имеет минимальное поджатие и при положительном перепаде давления быстро открывается на полное проходное сечение. Поэтому можно считать, что в давления в камерах V₁,V₂ и V₃ при полном сжатии амортизатора практически одинаковы, Однако, наличие клапанов указывает на опасность кратковременных забросов давления при их внезапном закрытии или полном открытии. k_pст=0,85-0,95.

·  Отношение максимального статического усилия пары амортизаторов при Ds=±Ds_max после выравнивания давлений в объемах V₁ и V₂  к максимальному усилию пары амортизаторов:

.                                                                            (3.2)

По соображениям, аналогичным рассмотренным выше для величины k_pст, для данной величины можно принять: k_Rст=0,85-0,95.    

·  Отношение начального статического усилия одного амортизатора, равного произведению начального статического давления и площади рабочего цилиндра F₁ к максимальному усилию пары амортизаторов: