К главной странице

Что такое IK код и как с ним работать

Сидельников А.И.

IK код защиты оболочки от ударных нагрузок

Многие сталкивались с кодом IP (Ingress Protection Rating) , что переводится как степень защиты оболочки от проникновения. Использование только кода IP без указания механической стойкости оболочки бессмысленно.
Действительно внешние предметы при определенной силе удара будут проникать в оболочку и вместо оболочки со степенью защиты от проникновения IP65 вы получаете за те же деньги оболочку со степенью защиты от внешних предметов только IP40.

Поэтому был принят дополненный международный стандарт EN 62262, который ввел числовой классификатор, описывающий способность оболочки не разрушаться от действий внешних нагрузок - код IK (код ударной нагрузки).
Неразрушающий удар происходит, если кинетическая энергия, накопленная движущимся телом вместе с энергией статической нагрузки (если она присутствует) может перейти в потенциальную энергию сил упругости оболочки. Код IK для оболочки определяет максимальное значение этой энергии и по сути определяет ударную вязкость защитной оболочки.
В случае если механический удар о защитную оболочку осуществляют отдельные предметы, например камешки, то расчет энергии удара можно вести через коэффициент восстановления.
Компания "НТФ Новые Технологии" продает напольные короба которые являются защитными оболочками для прокладки кабелей, которые выдерживают нагрузку веса человека при ходьбе и беге. По напольным коробам часто возникают вопросы о их способности выдерживать не только массу пешехода, но и наезды грузов перевозимых на ручных тележках , электрокарах и автомобилях

Расчет допустимый массы тележки при наезде на напольный короб

Выполним упрощенный расчет, приняв, что на начальном этапе столкновения колес тележки с защитной оболочкой оболочка представляет наклонную плоскость с углом α к горизонту.
Вторым упрощением будет допущение, что весь груз сосредоточен на передней оси тележки.
Импульс удара колеса направленный по нормали к поверхности полностью поглощается силой упругости защитной оболочки.
Импульс удара направленный под углом α к горизонту остается постоянным ( gsinα*tстолк << Vcosα, где tсток время столкновения, V скорость тележки, g ускорение свободного падения).
Согласно свойству колеса, вектор скорость оси колеса параллелен поверхности движения, поэтому после “удачного” столкновения скорость центра масс груза будет направлена под углом α к горизонту.

Часть кинетической энергии перешедшей в потенциальную энергию деформации оболочки составит:
Wд= (1-cos2α ) * m V2 /2

где V- скорость до столкновения, m - масса груза

Из-за малого угла наклона поверхности защитной оболочки и небольшой длины тележки не будем учитывать малое изменение Wд для случая если масса сосредоточена не на передней оси тележки а смещена назад.
Рассмотрим задачу на определение максимальной массы перевозимого груза тележки, которую может выдержать защитная оболочка с кодом ударной прочности IK07(энергия удара 5Дж , радиус бойка 2,5 см.)
Условием для не разрушения оболочки является неравенство:

((1-cos2α) * m V2 /2)/Sкол <5Дж /(3,14*2,52)=0,26 Дж/см2
где Sкол – площадь пятна столкновения колес о защитную оболочку.

Вычислим максимальную массу одноосной одноколесной тележки, которая может без разрушения переехать напольный короб. Скорость с которой грузчик перемещает тележку 0,7 м/c , cosα=0,87 ( приняты габариты напольного короба Efapel).

m<0,26 *2* Sкол /(0,24*0,49) =4,42* Sкол

Примем, что радиус колеса намного превышает длину наклонной поверхности защитной оболочки, тогда горизонтальный размер пятна столкновения будет примерно равен ширине профиля покрышки колеса тележки , а высота не меньше длины поверхности 2,9 см (для напольного короба Efapel 50x12 мм)
Тогда максимальная масса одноколесной ручной тележки с шириной шины 4см не должна превышать 51 кг.
Для одновременного наезда двухколесной ручной тележки масса не должна превышать 102кг.
Из сказанного выше ясно, что если масса двухколесной тележки превысит 102 кг и горизонтальная скорость будет не меньше 0,7 м/c., то защитная оболочка будет пробита.

Cила ударной нагрузки, в отличие от статической не зависит от количества колес, на которых везут груз, а определяется площадью столкновения и энергией удара. Поэтому ясно, что если наезд двухколесной тележки будет боковой, то ширина пятна соприкосновения будет другой. Поэтому в качестве практической рекомендации можно принять среднею допустимую массу груза движущейся тележки 80кг.
Если транспортное средство использует автомобильные шины с шириной покрышки 23см , то максимальная масса которую выдержит напольный короб при одновременном наезде передних колес без повреждения составит 590 кг.

Здесь можно в Москве купить напольный короб для защиты кабелей