ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ОПОРА Российский патент 1994 года по МПК F16F9/04 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности для виброизоляции или в качестве упругого элемента, например в тормозных устройствах и т. д.

Известно виброизолирующее устройство, содержащее амортизационные камеры под давлением рабочей среды, которые образованы последовательно установленными резинокордными оболочками (РКО), скрепленными с наружными и внутренними фланцами.

Указанное устройство при подаче рабочей среды под давлением в амортизационные камеры работоспособно и прочно только при наличии нагрузки, соответствующей распорному усилию от действия указанного давления. В противном случае возникают недопустимые деформации и разрушение РКО. Этот недостаток сужает область применения устройства, особенно если оно используется в качестве упорного (тыльного) элемента в амортизации крупногабаритных механизмов силовой установки судна. Например, для обеспечения устойчивого (среднего) положения механизма при крене и дифференте судна данное устройство необходимо устанавливать парами (навстречу друг другу) для взаимного нагружения, так как в среднем положении механизма нагрузка на устройство отсутствует.

Указанный недостаток устранен в известной пневматической опоре, содержащей два основания, скрепленные между собой посредством соединительных элементов, опорную плиту и образующие, по крайней мере, две пневмокамеры резинокордные оболочки, установленные с двух сторон опорной плиты и прикрепленные одними бортами к соответствующим основаниям, а другими - к опорной плите [2] .

Данное устройство, примененное в системе амортизации механизма, обеспечит ему устойчивое (среднее) положение только при отсутствии дополнительных (внешних) сил, либо при их малых величинах, например, вибрациях механизма. При воздействии на механизм и устройство нагрузок большой амплитуды, например качки судна, пикирования, взлета самолета или сейсмических нагрузок, данное устройство не сможет обеспечить механизму устойчивое положение относительно фундамента (корпуса судна, самолета), так как при изменении нагрузки на устройство механизм смещается в направлении действия внешней силы, что определяется равенством распорных усилий в верхней и нижней группах пневмокамер, работающих как сообщающиеся сосуды.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей пневматической опоры.

Поставленная цель достигается за счет нелинейной нагрузочной характеристики устройства, которая обеспечивается тем, что известная опора снабжена дисками с выступами, установленными с двух сторон опорной плиты. Основания имеют упоры, установленные с осевыми и радиальными зазорами по отношению к выступам на дисках, а другие борта соответствующих резинокордных оболочек прикреплены к последним.

Соединительные элементы могут быть выполнены в виде сегментов цилиндрической оболочки, а плита иметь проушины, размещенные в промежутках между сегментами и с целью повышения вибропоглощающих свойств может быть выполнена в виде, по крайней мере, двух стальных пластин и размещенного между ними, по крайней мере, одного слоя из вязкоупругого материала.

На фиг. 1 изображена пневматическая опора, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Пневматическая опора содержит два основания 1, скрепленные между собой посредством соединительных элементов в виде сегментов цилиндрической оболочки 2, опорную плиту 3 с проушинами, размещенными в промежутках между сегментами 2 цилиндрической оболочки, пневмокамеры 4, 5, образованные резинокордными оболочками 6, 7, диски 8, 9 с выступами 10, 11. Основания 1 имеют упоры 12, 13, установленные с зазорами Δ_o и Δ_o по отношению к выступам 10, 11 дисков. Опорная плита 3 выполнена из двух стальных пластин и размещенного между ними слоя полимерной пленки с коэффициентом потерь колебательной энергии в ней ≈ 0,5. Для подвода воздуха в камеры 4, 5 предусмотрены каналы со штуцерами 14, 15.

На фиг. 3 изображена нагрузочная характеристика устройства, состоящая из трех участков: на первом участке при перемещениях, меньших зазора Δ_o, устройство работает как виброизолятор с суммарной жесткостью двух пневмокамер; на втором участке при перемещениях больших зазора Δ_o происходит замыкание одного из упоров 12, 13 оснований 1 с выступами 10, 11 дисков, и при нагрузках больших Q₁, но меньших Q_p устройство работает как жесткий упор; на третьем участке при нагрузках больших Q_p, между одним и дисков 8, 9 и плитой 3 образуется зазор, и устройство работает снова как виброизолятор с жесткостью одной из пневмокамер.

Применение предлагаемого устройства в системе амортизации механизма обеспечит ему устойчивое (среднее) положение (отпадает необходимость установки упорных амортизаторов парами) при возможных углах наклонения (крен, дифферент) или смещениях фундамента (корпус судна), при которых воздействующая внешняя сила (Q) не превышает распорное усилие (Q_p), создаваемое давлением газа в пневмокамерах. При увеличении внешней силы более Q_p смещение механизма от среднего положения остается постоянным и не изменяется до тех пор, пока внешняя сила не превысит значения Q_p. В результате снижаются деформации неопорных связей механизма и резинокордных оболочек самого устройства, что увеличивает их ресурс, исключается необходимость применения специальных систем регулирования давления газа в амортизаторах в зависимости от изменения нагрузки на них.

Вибрации, распространяясь от виброактивного механизма, существенно снижаются предлагаемым устройством вследствие известного эффекта взаимодействия виброизоляции (в РКО) с вибропоглощением в слоистой плите 3, в которой изгибные деформации стальных пластин приводят к значительным сдвиговым деформациям в полимерной пленке (Колесников А. Е. Шум и вибрация; Л. : Судостроение, 1988, с. 228-231).

Таким образом, изобретение расширит эксплуатационные возможности пневматической опоры за счет нелинейной нагрузочной характеристики при одновременном улучшении вибропоглощающих свойств. (56) 1. Патент Великобритании N 1293393, кл. F 2 S, 1970.

2. Патент Великобритании N 1471416, кл. F 2 S, 1974.

Использование: в машиностроении, а именно для виброизоляции машин или в тормозных устройствах. Сущность изобретения: пневматическая опора содержит два основания, опорную плиту, две пневмокамеры и диски с выступами. Пневмокамеры образованы резинокордными оболочками. Оболочки установлены с двух сторон опорной плиты и прикреплены одними бортами к соответствующим основаниям. Диски с выступами установлены с двух сторон опорной плиты. Основания имеют упоры, установленные с зазорами по отношению к выступам на дисках. Другие борта резинокордных оболочек прикреплены к выступам на дисках. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ОПОРА , содеpжащая два основания, скpепленные между собой посpедством соединительных элементов, опоpную плиту и обpазующие по кpайней меpе две пневмокамеpы pезинокоpдные оболочки, установленные с двух стоpон опоpной плиты и пpикpепленные одними боpтами к соответствующим основаниям, отличающаяся тем, что, с целью pасшиpения эксплуатационных возможностей, она снабжена дисками с выступами, установленными с двух стоpон опоpной плиты, основания имеют упоpы, установленные с осевыми и pадиальными зазоpами по отношению к выступам на дисках, а дpугие боpта соответствующих pезинокоpдных оболочек пpикpеплены к последним. 2. Подвеска по п. 1, отличающаяся тем, что соединительные элементы выполнены в виде сегментов цилиндpической оболочки, а плита имеет пpоушины, pазмещенные в пpомежутках между сегментами. 3. Подвеска по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью повышения вибpопоглощающих свойств, опоpная плита выполнена в виде по кpайней меpе одного слоя из вязкоупpугого матеpиала.