ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ ОПОРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2002 года по МПК F16F7/14 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а более конкретно - к усовершенствованию виброизолирующих опор двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано для снижения шума и вибрации дизелей и других механизмов судовых и стационарных электрических установок.

Виброизолирующие опоры ДВС известны.

Известна виброизолирующая опора ДВС, которая содержит упругий элемент, выполненный из стального троса и имеет форму спирали, две пары металлических пластин с поперечными канавками на внутренних поверхностях для обхвата и фиксирования витков спирали с двух диаметрально противоположных сторон. При этом верхняя пара пластин служит опорой двигателя, нижняя неподвижная - опорой фундаментной рамы /1/.

Недостатком такой опоры является то, что при нормальной жесткости в вертикальном направлении она обладает недостаточной сдвиговой жесткостью, то есть жесткостью в горизонтальном направлении, что приводит к превышению допустимых пределов сдвига, особенно в судовых условиях во время качки и недостаточной энергоемкостью.

Известны также виброизолирующая опора и способ изготовления тросового амортизатора.

Особенностью такого амортизатора (опоры) является то, что упругий элемент из стального троса выполнен в виде замкнутой спирали, имеющей форму тора, а опорные планки выполнены с отверстиями, через которые пропущены витки спирали /2/.

Недостатком указанной опоры является недостаточная энергоемкость из-за небольшой плотности расположения упругого элемента в пространстве и значительной просадки под номинальной нагрузкой.

Изобретение направлено на усовершенствование виброизолирующих опор ДВС. Это достигается тем, что опора снабжена дополнительным упругим элементом, выполненным, по крайней мере, из одного отрезка троса, переплетенного, по крайней мере, один раз в горизонтальной плоскости опоры перпендикулярно вертикальным полувиткам основного упругого элемента.

Кроме того, дополнительный упругий элемент уложен, по крайней мере, в виде ряда и переплетен с основным упругим элементом, или с одинаковым огибанием полувитков троса основного упругого элемента и прилеганием последних друг к другу, или восьмеркообразным огибанием полувитков троса основного упругого элемента.

Для расширения возможности изменения жесткостных и демпфирующих характеристик виброизолирующей опоры без изменения его габаритов плетение может быть выполнено различным образом, например, с односторонним и двухсторонним без или с пропуском (или обходом) полувитков (или дуг) основного упругого элемента, причем кусок(ки) троса(сов) может(гут) быть переплетен(ием) со сплошным волнообразным или с противоположно-восьмеркообразным расположением одного (или нескольких) ряда(рядов) относительно другого.

В зависимости от значения величины тугости, т.е. силы или плотности прилегания тросов основного и дополнительного упругих элементов друг к другу, а также величины "площади" плетения, происходит изменение собственной частоты колебания виброизолятора, номинальной нагрузки и демпфирующих свойств виброизолирующей опоры.

Указанные особенности легко обеспечить как перед установкой виброизолирующей опоры под несущую (подмоторную раму) объекта, так и непосредственно, т. е. когда виброизолирующая опора установлена между объектом и его фундаментом.

Благодаря такой возможности регулировки характеристики виброизолирующей опоры для конкретного объекта появляется возможность достижения высокой эффективности виброизоляции.

Виброизолирующая опора ДВС с основным и дополнительным упругими элементами представлена на фиг.1-8.

Виброизолирующая опора состоит из основного упругого элемента 1 в виде спирали из стального троса, витки 2 которого пропущены через отверстия опорных планок (фланцев, колец) 3, 4.

Средствами укладки, фиксации, стяжки и крепления при этом могут служить, например, крепежные болты, винты, заклепки, крепежные устройства в виде П-образных пластин (скобок), отверстия в опорных планках (фланцах, кольцах), в которых (или через которые пропускают) трос упругого элемента и зажимаются (защемляются, фиксируются) опрессованием.

На фиг. 1-8 представлен один из указанных выше вариантов укладки, фиксации и крепления основного упругого элемента, т.е. с помощью крепежных винтов 5. При этом опорные планки 3, 4 выполнены прижимными планками (кольцами) 6, 7.

На опорных фланцах предусмотрены резьбовые отверстия 8 для крепления с одной стороны к опоре объекта (например, лапе двигателя) и с другой стороны к основанию (например, судовому фундаменту).

Дополнительный упругий элемент 9 на представленных фиг.1-8 сплетен по горизонтальной плоскости опорных планок (фланцев) 3, 4 перпендикулярно дугообразным вертикальным полувиткам (дугам) 2 основного упругого элемента 1.

Как следует из рисунков (фиг. 1-8) плетение дополнительного упругого элемента 9 с основным упругим элементом 1 - полная.

На фиг. 1, 3, 5 трос дополнительного упругого элемента 9 переплетен с противоположно-восьмеркообразным расположением одного ряда относительно другого, а на фиг. 2, 6, 7, 8 - с одинаковым огибанием полувитков 2 троса основного упругого элемента 1.

Указанные примеры, а также их сочетание обеспечивают широкую возможность изменения основных характеристик опоры в широких пределах и поэтому особенности плетения имеют существенное значение.

Следовательно, виброизолирующую опору можно применять для самых различных объектов и решения различных задач виброизоляции.

Виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При работе двигателя, установленного, например, на судне или ином транспортном средстве, кроме внутренних сил и моментов, возникающих в двигателе и приводящих к вибрации фундамента, возникают также статические возмущающие силы от качки, крена, дифферента, которые приводят к недоступным перемещениям (сдвигам) двигателя.

Поэтому, кроме виброизолирующих опор, в таких двигателях предусматривают торцевые, боковые и вертикальные ограничители с упругими элементами, смягчающими и ограничивающими ударный характер этих перемещений (сдвигов).

Использование в дизельных (или других) установках транспортных средств виброизолирующих опор предлагаемых конструкций избавляет от использования указанных дополнительных ограничителей благодаря наличию дополнительного упругого элемента 9, плетение которого с основным упругим элементом 1 образует плетеную поверхность в виде пространственного тела. Предотвращение увеличения амплитуд смещения (любого - вращательного, продольного и поперечного направлений) выше допустимых норм (значений) происходит за счет тормозящего действия плетеных упругих элементов 1 и 9.

При этом тормозящее действие происходит плавно, так как тросовое плетение также является упругим элементом, а совместное взаимодействие с основным упругим элементом носит упругий характер.

Сочетание металлической структуры троса, представляющей плетение из проволоки и образующей основной упругий элемент пространственной формы, с плетением их тросом обеспечивает увеличение энергоемкости виброизолирующей опоры, без изменения габаритов опоры.

Причем энергоемкость с учетом выше отмеченных возможностей плетения может быть получена в широких пределах.

Кроме того, сложное переплетение упругих элементов, имеющих различную конфигурацию, обеспечивает хорошее противостояние вибрационным и линейным нагрузкам, выдерживание многократных ударов высокой интенсивности. При этом поглощающая способность их близка к пружинным виброизоляторам, а рассеивающая превосходит сетчатые виброизоляторы или так называемые виброизоляторы "металлическая резина" (МР).

Колебательная энергия от опоры объекта, например, судового дизель-генератора передается через крепежную верхнюю опорную планку (фланец) 3 на плетеные упругие элементы 1, 9. За счет трения между тросами основного 1 и дополнительного 9 упругих элементов, а также между стальными жилами тросов, происходят рассеивание (диссипация) колебательной энергии и значительное снижение передачи возмущающих усилий на фундамент.

Таким образом, виброизолирующая опора обеспечивает надежную виброизоляцию объекта от воздействия внешних сил, хорошее противостояние вибрационным и линейным нагрузкам, выдерживание многократных ударов высокой интенсивности, широкие возможности изменения характеристик без изменения габаритов и решения различных задач виброизоляции.

Использование: изобретение относится к виброизолирующим опорам и позволяет снизить шум, вибрацию ДВС и других машин преимущественного транспортного назначения. Сущность изобретения: виброизолирующая опора содержит упругий элемент, выполненный в виде спирали из стального троса, витки которого пропущены через отверстия опорных планок, дополнительный упругий элемент, выполненный, по крайней мере, из одного отрезка троса, переплетенного, по крайней мере, один раз в горизонтальной плоскости опоры перпендикулярно вертикальным полувиткам основного упругого элемента. Также дополнительный упругий элемент может быть уложен, по крайней мере, в два ряда и переплетен с основным упругим элементом, или с одинаковым огибанием полувитков троса основного упругого элемента, или с восьмеркообразным огибанием полувитков троса основного упругого элемента. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащая упругий элемент, выполненный в виде спирали из стального троса, витки которого пропущены через отверстия опорных планок, и элементы крепления, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным упругим элементом, выполненным, по крайней мере, из одного отрезка троса, переплетенного, по крайней мере, один раз в горизонтальной плоскости опоры перпендикулярно вертикальным полувиткам основного упругого элемента. 2. Виброизолирующая опора ДВС по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительный упругий элемент уложен, по крайней мере, в два ряда и переплетен с основным упругим элементом или с одинаковым огибанием полувитков троса основного упругого элемента, или с восьмеркообразным огибанием полувитков троса основного упругого элемента.