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

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а более конкретно к усовершенствованию виброизолирующих кольцевых опор двигателей внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано для снижения шума и вибрации дизелей и других механизмов судовых и стационарных энергетических установок и применяться также для самых различных объектов, например трубопроводов, упругих опор вращающихся валов, соединительных муфт и т.д.

В машиностроении, в том числе в системах виброизоляции ДВС, используются кольцевые резино-металлические виброизоляторы, которые состоят из двух внутреннего и наружного колец, между которыми в качестве упругого элемента закреплена способом сварки-вулканизации резина /1/.

Однако указанные резино-металлические виброизоляторы для изготовления требуют сложного и специального технологического процесса производства, состоящего из четырех основных этапов, а именно изготовления металлической арматуры, изготовления пресс-формы, в которых производится вулканизация резины с металлической арматурой, подготовка арматуры к обрезиниванию, обрезинивание арматуры.

Кроме того, механические свойства резины зависят от температуры, а характеристики со временем изменяются, особенно при воздействии агрессивных сред и облучений, при знакопеременной нагрузке каждый элементарный объем резины является источником тепла, что может расти до недопустимого уровня и недостаточно эффективны для ослабления вибраций низких частот.

Известна виброизолирующая кольцевая опора, содержащая упругий элемент из стальных отрезков троса, опорные элементы с отверстиями для упругого элемента, установленные в поперечной плоскости по внутреннему и наружному диаметрам последнего /2/.

Существенными недостатками указанной опоры являются недостаточная энергоемкость, неравножесткость по трем осям координат и неустойчивость к поворотным или крутильным вибрациям при работе объекта.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является виброизолирующая кольцевая опора двигателя внутреннего сгорания, содержащая упругий элемент из троса, навитого по спирали с образованием торообразной формы, предназначенные для крепления к фундаменту и двигателю два опорных кольца с отверстиями, через которые пропущены витки упругого элемента, и элементы крепления последнего /3/.

Особенностью такой виброизолирующей опоры является то, что опорные кольца расположены на витках троса с двух наружных по поперечной плоскости тора противоположных сторон.

Крепление опоры к объекту и фундаменту осуществляется с параллельным расположением центральной поперечной плоскости торообразного упругого элемента. При этом одно кольцо служит опорой объекта, а другое - опорой фундаментной рамы.

Существенными недостатками такой опоры являются:
1. Невозможность использования в качестве кольцевой опоры двигателя с тремя и более опорными креплениями, например, в виде цапф и фланцев.

2. Неравножесткость по продольной плоскости тора как параллельно, так и перпендикулярно к продольной оси коленчатого вала двигателя.

3. Недостаточная жесткость опоры в горизонтально-поперечном и продольном направлениях.

4. Смещение подвижного опорного кольца относительно фундамента объекта из-за наклона внутренних полувитков. Наклон внутренних полувитков в одну сторону способствует смещению в сторону подвижного опорного кольца, когда опора нагружается под действием номинальной нагрузки, а при работе объекта, например двигателя, под действием вынуждающих сил и моментов отрицательный эффект смещения увеличивается.

Техническим результатом является усовершенствование виброизолирующих опор ДВС.

Технический результат достигается тем, что в виброизолирующей кольцевой опоре двигателя внутреннего сгорания, содержащей упругий элемент из троса, навитого по спирали с образованием торообразной формы, предназначенные для крепления к двигателю и фундаменту два опорных кольца с отверстиями, через которые пропущены витки упругого элемента, и элементы крепления последнего, упругий элемент установлен вертикально, опорные кольца расположены по наружному и внутреннему диаметрам упругого элемента, а каждый полувиток, находящийся с одной стороны от вертикальной плоскости симметрии упругого элемента, расположен в соответствующей радиальной плоскости.

Виброизолирующая кольцевая опора, установленная внутренним кольцом на цапфу ДВС, а наружным кольцом соединенная с рамой представлена на фиг.1, 2. На фиг.1 изображен общий вид опоры, продольный разрез, на фиг.2 - вид с торца опоры. На фиг.3 изображен упругий элемент из троса, навитого по спирали с образованием торообразной формы, представлен без опорных элементов.

Виброизолирующая опора состоит из торообразного упругого элемента 1 из троса, навитого по спирали (фиг.1, 2, 3), по крайней мере, двух внутреннего 2 подвижного и неподвижного наружного 3 опорных колец со средствами размещения и крепления витков троса.

Средствами крепления витков троса упругого элемента 1 могут служить, например, отверстия в неразъемных опорных пластинах, в которых протянутые и размещенные витки троса зажимают опрессованием, или разъемные опорные пластины с полукруглыми пазами, между которыми проходит виток троса и зажимается винтом или другими прижимными элементами в виде, например, П-образных пластин и т.д.

Крепление виброизолирующей опоры к двигателю 4 и фундаменту 5 на фиг.1 и 2 осуществлено внутренним 2 и наружным 3 опорными кольцами. При этом внутреннее 2 опорное кольцо установлено на цапфу 6 и фиксируется от осевого смещения (по оси) крышкой 7 с крепежными средствами 8, а наружное 3 опорное кольцо крепится к фундаменту 5 ⊥-образной стойкой 9 крепежными средствами 10.

Позициями А, В, С, D на фиг.2, 3 обозначены один из секторных элементов тора, где каждая буква является узловой точкой, расстоянии АВ и СD - участками-дугами опорных пластин. Так как расстояние АВ по сравнению с СD незначительное, элемент АВСD образует пирамидальный спектр.

Крепление кольцевой виброизолирующей опоры между двигателем и фундаментом может быть осуществлено различными способами.

Например, для двигателя с системой виброизоляции с трехопорными кольцевыми виброизоляторами, два из которых боковые, а третий торцевой, крепление первых - боковых - виброизоляторов к основанию осуществляется, например, L-образной или ⊥-образной стойкой, а торцевого (кроме указанных) может быть осуществлено также с помощью коромысла с центральным отверстием, соответствующим наружному диаметру кольца виброизолятора, где и устанавливается кольцевой виброизолятор.

При этом во внутреннее кольцо виброизолятора устанавливается цапфа, которая предусматривается на двигателе, как правило, при проектировании, а присоединение виброизолирующей опоры к основанию осуществляется через крайние опорные отверстия коромысла.

Виброизолирующая кольцевая опора двигателя работает следующим образом.

Колебательная энергия от цапфы 6 двигателя 4 передается через внутреннее 2, подвижное опорное кольцо витками торообразного упругого элемента 1. За счет трения между стальными жилами троса происходит рассеивание колебательной энергии и значительное снижение передачи возмущающих усилий через стойку 9 на основание 5.

Благодаря расположению опорных колец по внутреннему и внешнему диаметрам торообразного упругого элемента 1 в поперечно-центральной его плоскости ОYХ и образования пирамидо-подобных секторов АВСD смежными витками торообразного упругого элемента 1 и участками АВ и СD опорных колец 2, 3, в которых образуются узлы секторных элементов АВСD, составляющие в сумме тор, виброизолятор имеет пространственную устойчивость и способность равномерно-симметричного восприятия и распределения нагрузок, а следовательно, достижения существенного эффекта виброизоляции двигателя.

Таким образом, указанные особенности опоры обеспечивают возможность его использования в качестве кольцевой виброизолирующей опоры с вертикальным расположением торообразного упругого элемента в системах виброизоляции двигателей с цапфовым или фланцевым креплением.

Использование: изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а более конкретно к усовершенствованию виброизолирующих кольцевых опор ДBС, и может использоваться для снижения шума и вибрации дизелей и других механизмов судовых и стационарных установок и применяться для самых различных объектов, например трубопроводов, упругих опор вращающихся валов, соединительных муфт и т.д. Сущность изобретения: виброизолирующая кольцевая опора состоит из торообразного упругого элемента из троса, навитого по спирали, по крайней мере двух внутреннего подвижного и наружного неподвижного опорных колец со средствами укладки, стяжки и защемления-крепления витков троса, при этом упругий элемент установлен вертикально, а опорные кольца расположены по наружному и внутреннему диаметрам упругого элемента. Колебательная энергия от опоры двигателя передается через внутреннее кольцо витками торообразного упругого элемента. За счет трения между стальными жилами троса происходит рассеивание колебательной энергии и значительное снижение передачи возмущающих усилий через стойку на фундамент. Благодаря расположению опорных пластин по внутреннему и внешнему диаметрам тора опора приобретает пространственную устойчивость, способность равномерно-симметричного восприятия и распределения нагрузок, а следовательно, достижения существенного эффекта виброизоляции двигателя. 3 ил.

Виброизолирующая кольцевая опора двигателя внутреннего сгорания, содержащая упругий элемент из троса, навитого по спирали с образованием торообразной формы, предназначенные для крепления к фундаменту и двигателю два опорных кольца с отверстиями, через которые пропущены витки упругого элемента, и элементы крепления последнего, отличающаяся тем, что упругий элемент установлен вертикально, опорные кольца расположены по наружному и внутреннему диаметрам упругого элемента, а каждый полувиток, находящийся с одной стороны от вертикальной плоскости симметрии упругого элемента, расположен в соответствующей радиальной плоскости.