ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ ОПОРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F16F7/14 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а более конкретно к усовершенствованию виброизолирующих опор двигателей внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано для снижения и вибрации дизелей и других механизмов судовых и стационарных энергетических установок и может применяться также для самых различных объектов, соединительных муфт, трубопроводов и т.д.

Известна опора [1] содержащая упругий элемент из последовательно соединенных отрезков троса, дисковые обоймы, втулки, в которых закреплены концы тросов, и фиксирующие устройства, выполненные в виде профилированной втулки, установленной вдоль упругого элемента с возможностью перемещения.

Существенными недостатками такой опоры являются недостаточная энергоемкость из-за небольшой плотности расположения упругого элемента в пространстве и значительной незастрахованностью от разрушения при ударных нагрузках, большие габариты (особенно по высоте), невозможность регулирования характеристик в условиях эксплуатации объекта.

Изобретение направлено на усовершенствование известных виброизолирующих опор ДВС, т.е. увеличения энергоемкости, страховки, ударозащиты и -изоляции, уменьшения высоты, а также регулировки характеристик в эксплуатационных условиях.

Это достигается за счет того, что дугообразные отрезки стального троса изогнуты к оси опоры и образуют гиперболическую форму, а их концы направлены к периферии опорных обойм и стянуты-уложены и зафиксированы в них по окружности.

Опорные обоймы выполнены с выступами, направленными друг к другу, и со сквозными резьбовыми отверстиями, между которыми установлена, по крайней мере, одна цилиндрическая пружина сжатия.

Hижний конец пружины центрируется выступом нижней опорной обоймы, а верхний конец снабжен направляющим стаканом, перемещающимся по выступу верхней опорной обоймы.

В некоторых случаях направляющий стакан может быть предусмотрен также с нижнего конца пружины, так, например, для обеспечения возможности регулирования напряжения пружины сжатия не только верхним крепежным болотом, но и нижним.

Указанная пружина может быть установлена между опорными дисками без предварительного натяжения, с предварительным натяжением и с зазором, значения которых могут также регулироваться непосредственно на объекте в условиях эксплуатации, для чего болт крепления к опоре (или опоры к фундаменту) выполнен с удлинением и снабжен фиксирующим от поворота средством (контргайка, шайба и т. д.).

В определенных условиях, так, например, если регулировка характеристик опоры непосредственно на объекте в условиях эксплуатации не требуется, то пружина сжатия может быть установлена между фланцами и без направляющего стакана.

Hа фиг. 1 представлены поперечный разрез и вид сверху виброизолирующей опоры.

Виброизолирующая опора содержит упругий элемент 1 из дугообразных отрезков троса, изогнутых к вертикальной оси и образующих гиперболическую форму, опорные верхний 2 и нижний 3 обоймы, между которыми установлена, по крайней мере, одна цилиндрическая пружина сжатия 4 с направляющим стаканом 5. Концы C, D дугообразных отрезков стального троса упругого элемента 1 направлены к периферии опорных обойм 2, 3, где стянуты-уложены по окружности и зафиксированы-закреплены. Средствами крепления отрезков стального троса упругого элемента 1 могут служить, например, отверстия в неразъемных опорных обоймах 2, 3, в которых протянутые и размещенные концы троса зажимают (защемляют) опрессованием или разъемные опорные обоймы с полукруглыми пазами, между которыми проходит трос и зажимается винтом или другими прижимными элементами в виде, например, П-образных пластин и т.д.

Опорные обоймы 2, 3 в центральной части имеют внутренние выступы E, F с центральным резьбовым отверстием, между которыми устанавливается пружина сжатия 4.

Hижний конец пружины сжатия 4 центрируется выступом F нижней опорной обоймы 3, а верхний конец пружины 4 с направляющим стаканом 5 выступом E верхней опорной обоймы 2.

Пружина сжатия 4 при сборке виброизолирующей опоры может быть выбрана и установлена между опорными обоймами 2, 3 с произвольным (различным) натяжением, по значению которого разделяют (характеризуют, рассматривают) три типа виброизолирующих опор, которые представлены на фиг. 2 4.

Hа фиг. 2 представлена виброизолирующая опора с предварительным натяжением пружины сжатия 4 (В<<0), на фиг. 3 без предварительного натяжения (B=O) и на фиг. 4 с зазором (В > 0).

Так как пружина 4 сжимается (фиг. 2, 7) не в сторону начальной точки отсчета верхней обоймы 2, а в противоположную сторону к нижней обойме 3 и свободного осевого расстояния между тарелкой 5 пружины 4 не существует (болт 6 образовал не только контакт, но и держит пружину 4 в напряженном деформированном состоянии), то зазор В приобретает отрицательный знак ( В < 0).

Кроме того, указанные значения натяжения каждого типа опор могут регулироваться непосредственно на объекте в условиях эксплуатации, для чего болт 6 крепления двигателя 7 к опоре или болт 8 крепления опоры к фундаменту 9 выполнен с удлинением и снабжен фиксирующим от поворота средством 10 ( контргайка, шайба и т.д.).

Hа фиг. 5 представлена виброизолирующая опора с зазором (В > 0), где можно получить В=0 (натяжение отсутствует) и В < 0 (натяжение отрицательное или пружина с натяжением).

Hа фиг. 6 представлена виброизолирующая опора без предварительного натяжения (В 0), где можно произвести натяжение пружины.

Hа фиг. 7 представлена виброизолирующая опора с предварительным натяжением пружины сжатия 4 (В < 0), где можно произвести изменение-увеличение натяжения пружины.

Виброизолирующая с предварительным натяжением пружины сжатия (В < 0 фиг. 7) может быть использована, например, при:
а) необходимости увеличения номинальной нагрузки опоры без изменения его габаритных размеров (энергоемкая опора);
б) недостаточной жесткости основного торсового упругого элемента 1 гиперболической формы (энергоемкая опора);
в) необходимости гашения вибраций преимущественно низкой частоты;
г) необходимости одновременного сочетания эффективности троса и пружины;
д) необходимости использования эффективности, обусловленной главным образом пружиной.

Виброизолирующая опора без предварительного натяжения (B O, фиг. 6) при номинальной нагрузке на опору, упругий элемент 1 и пружина сжатия 4 получают соответствующую (расчетную, заданную ) деформацию одновременно и при работе агрегата (например дизель-генератора) совместно (одновременно), реагируя на вибрацию, обеспечивают требуемую виброизоляцию.

Виброизолирующая опора с зазором пружины 4 (В > O, фиг. 5) обладает лучшим свойством защиты (страховки) от ударов и больших деформаций сжатия.

Другая особенность опоры заключается в управляемости (возможность регулирования характеристик) в условиях эксплуатации непосредственно на объекте.

Регулировка характеристики опоры осуществляется верхним (нижним или одновременно верхним и нижним) болтом 6 крепления двигателя 7 к опоре.

Заворачиванием или отворачиванием болта 6 изменяется положение его торца относительно стакана 5 пружины 4, чем обеспечивается возможность работы каждого типа опор (фиг. 2 4) в различных режимах (фиг. 5 7).

Для виброизолирующих объектов, требующих защиту (страховку) от ударов и сотрясений, наиболее эффективно может быть использована виброизолирующая опора, представленная на фиг. 4, 5.

Рассмотрим работу указанной виброизолирующей опоры, установленной, например, между нижней полкой 7 подмоторной (промежуточной) рамы судового дизель-генераторного агрегата и судовым фундаментом (набором) 9 (фиг. 4, 5).

Образующие гиперболоид дуги троса упругого элемента 1 опоры под действием веса агрегата 7 (дизель-генератора) получают определенный (расчетный, заданный) прогиб (деформацию), вследствие чего зазор В соответственно уменьшается.

При возмущающих воздействиях на виброизолирующую опору как от дизель-генератора, так и от корпуса судна или отдельных его конструкций и под действием динамических нагрузок, например, неуравновешенных сил и моментов, благодаря значительному допустимому перемещению опоры эффективно гасит вибрацию, а внутреннее демпфирование, происходящее за счет сил трения между жилами троса по закону упругого гистерезиса, что особенно важно при резонансе, обеспечивает поглощение и рассеяние большей части энергии и низко- и высокочастотных колебаний независимо от направления их действия.

При случайных сильных сотрясениях, вызываемых ударными нагрузками за счет сообщенной энергии, происходит дополнительное перемещение (деформация) от обычного эксплуатационного состояния. В результате чего часть сообщенной энергии рассеивается упругим элементом 1, а часть пружиной 4, т.к. зазор B (см. фиг. 5) резко уменьшается, принимая отрицательное значение (B< O), т.е. происходит сжатие-натяжение пружины 4.

Здесь также крепежным болтом 6 можно произвести изменение зазора B и, тем самым, влиять на характеристику пружины 4 по эффективности рассеивания сообщенной энергии удара (фиг. 6,7).

Таким образом, опора регулируемая и в зависимости от положения пружины 4 может быть представлена в трех вариантах, при этом регулировка опоры обеспечивается также в условиях эксплуатации объекта.

Использование: изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а более конкретно - к усовершенствованию виброизолирующих опор двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: виброизолирующая опора содержит упругий элемент из дугообразных отрезков троса, изогнутых к вертикальной оси опоры, обоймы с резьбовыми стержневыми крепежными элементами, в которых закреплены по окружности соответствующие концы отрезков троса. Между отрезками троса расположена, по крайней мере, одна цилиндрическая пружина сжатия с направляющим стаканом. Опора обеспечивает возможность измерения натяжения пружины, а следовательно, регулировки характеристик опоры в целом. 7 ил.

Виброизолирующая спора двигателя внутреннего сгорания ДВС, содержащая упругий элемент из дугообразных отрезков троса, изогнутых к вертикальной оси опоры, обоймы с резьбовыми стержневыми крепежными элементами, в которых закреплены по окружности соответствующие концы отрезков троса, отличающаяся тем, что она снабжена расположенными между отрезками троса по крайней мере одной цилиндрической пружиной сжатия и направляющим стаканом, резьбовые стержневые элементы выполнены в виде болтов, обоймы выполнены с выступами, направленными друг к другу, и со сквозными центральными резьбовыми отверстиями, болты установлены в последних, направляющий стакан установлен с возможностью осевого перемещения на выступе одной из обойм, пружина установлена между стаканами и противолежащей ему обоймой с охватом ее выступа и стакана, а дугообразные отрезки троса выполнены гиперболической формы.