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 энергетических установок и может применяться также для самых различных объектов, соединительных муфт, трубопроводов и т.д.

Известна опора, содержащая упругий элемент из дугообразных отрезков троса и опорные диски для крепления концов троса [1].

Существенными недостатками такой опоры являются недостаточная устойчивость и энергоемкость из-за небольшой плотности расположения и ориентации отрезков троса упругого элемента в пространстве, а также невозможность установки и крепления в системах виброизоляции ДВС с цапфовым креплением опор, где характер нагружения упругого элемента изменяется.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является виброизолирующая опора, содержащая упругий элемент из изогнутых во внутрь опоры отрезков стального троса, расположенных между кольцами, имеющими средства укладки [2].

Недостатком известной виброизолирующей опоры является невысокая энергоемкость и недостаточная устойчивость.

Техническим результатом изобретения является повышение энергоемкости опоры и увеличение ее устойчивости.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной виброизолирующей опоре, содержащей упругий элемент из изогнутых отрезков стального троса, расположенных между кольцами, имеющими средства укладки, каждый отрезок троса изогнут по гиперболе, опора снабжена расположенными в ее поперечной плоскости симметрии с возможностью продольного перемещения и предназначенным для связи с двигателем дополнительным кольцом с отверстиями, через которые пропущены отрезки троса.

Кроме того, для достижения высокой энергоемкости и эффективности виброизоляции опора может быть снабжена полым цилиндром с фиксирующими элементами на его торцах, коаксиально установленным и охватывающим основное и дополнительное кольцо или дополнительным упругим элементом, охватывающим отрезки трос, расположенным между ними и внутренней поверхностью полого цилиндра и выполненным или из троса, или металлической витой проволоки, или сетки, или резины, или композиционного материала.

На фиг.1 изображен общий вид опоры, поперечный разрез.

На фиг.2 представлено сечение А-А на фиг.1.

На фиг.3 представлены поперечный разрез опоры с дополнительным полым цилиндром и дополнительными упругими элементами.

На фиг.4 представлен вид Б по фиг.3.

На фиг.5-11 представлены некоторые варианты крепления опор в зависимости от конструкции присоединительных элементов системы виброизоляции объекта (агрегата с ДВС).

На фиг.3-8 - отрезки троса, изогнутые по гиперболе, расположены вертикально, а на фиг.9-11 - горизонтально.

Виброизолирующая опора содержит упругий элемент 1 из дугообразных отрезков стального троса, расположенных между кольцами 2, 3, имеющими средства укладки, например, отверстиями, дополнительное кольцо 4 с отверстиями, через которые пропущены отрезки троса. Дополнительное кольцо 4 расположено в поперечной плоскости симметрии опоры с возможностью продольного перемещения и предназначено для связи с двигателем, отрезки троса изогнуты во внутрь опоры по гиперболе.

Каждая пара смежных дугообразных отрезков троса ДЕ и FG с соответствующими частями крайних ДF и EG и средних НI пластин колец 2, 3 и дополнительным кольцом 4 образует две одинаковые равнобочные трапеции ДНIF и ЕНIG, расположенные таким образом, что короткое их основание составляет общую прямую НI на дополнительном кольце 4, а длинное основание ДF и ЕG каждой из трапеций расположено соответственно на крайних кольцах 2, 3. При этом в местах пересечения их с тросом образуется шесть узлов, два из которых НI расположены на дополнительном кольце 4 и являются общими, а по два ДF и ЕG - на крайних кольцах 2, 3.

Для увеличения энергоемкости и улучшения эффективности виброизоляции упругий элемент 1 может быть провулканизирован с резиной, композитным и другими материалами (на фиг.1-11 не показаны).

Опора может быть также снабжена полым цилиндром 5 с фиксирующими элементами 6, 7 на его торцах, коаксиально установленным и охватывающим основные кольца 2, 3 и дополнительное кольцо 4.

В объеме, образованном отрезками троса и цилиндрической поверхностью полого цилиндра, размещен дополнительный упругий элемент 8, например, из троса, металлической витой проволоки или сетки, стальной путанки, резины, композитного и другого материала (3, 4, 8, 11).

Опора, выполненная таким образом, обеспечивает достижение высокой энергоемкости и эффективности.

Представленные варианты (фиг.5-11) виброизолирующей опоры обеспечивают крепление с объектом (двигателем, подмоторной или промежуточной рамой объекта) 9 и фундаментом 10 как в горизонтальном положении цапф 11 с крепежным средством 12, так и в вертикальном, причем дополнительное кольцо 4 может быть в свободном или фиксированном состоянии.

Общий принцип работы представленных на фиг.1-11 виброизолирующих опор заключается в следующем.

При возмущающих воздействиях на виброизолирующую опору как, например, от дизель-генератора, так и от корпуса, например, судна или отдельных его конструкций и под действием динамических нагрузок, например, от неуравновешенных сил и моментов, благодаря значительному (особенно фиг.5, 6, 9, 10) допустимому перемещению, опора эффективно гасит вибрацию, а внутреннее демпфирование, происходящее за счет трения между жилами троса (особенно фиг.3, 4, 8, 11) по закону упругого гистерезиса, что особенно важно при резонансе, обеспечивает поглощение и рассеяние большой части энергии низко- и высокочастотных колебаний независимо от направления их действия.

Однако ввиду отличия виброизолирующих опор по расположению упругого элемента 1 относительно объекта 9 и их вариантности, каждая из них имеет свои особенности.

По характеру погружения виброизолирующие опоры с вертикальным расположением упругого элемента (фиг.5-8) по сравнению с виброизолирующими опорами с горизонтальным расположением упругого элемента (фиг.9-11) существенно отличаются, т.к. у первых вертикальное усилие действует симметрично по касательной (по оси опоры) центральной части дуги отрезку троса, а у вторых - вертикально (относительно оси опоры).

Однако, несмотря на указанное отличие, у всех вариантов (фиг.5-11) каждая пара дугообразных отрезков троса с кольцами 2, 3 и дополнительным кольцом 4 образует два трапецеидальных элемента НДFI и НIGE (фиг.1), которые в совокупности образуют гиперболоид, обладающий высокой устойчивостью.

Важная особенность виброизолирующей опоры заключается в том, что дополнительное кольцо 4 во всех представленных вариантах (фиг.5-11, кроме фиг. 6) может быть установлено как свободно, так и неподвижно относительно дугообразных отрезков упругого элемента 1. Свободное крепление дополнительного кольца 4 к средней части дуг отрезков троса упругого элемента 1 при работе опоры за счет трения кусков троса о соответствующую цилиндрическую поверхность отверстий кольца 4 дополнительно обеспечивает поглощение и рассеяние энергии колебаний.

Следующая важная особенность виброизолирующей опоры заключается в том, что для достижения высокой энергоемкости и эффективности виброизоляции, главным образом благодаря потерям на трение в объеме, образованном между упругим элементом и цилиндрической поверхностью полого цилиндра, размещен дополнительный упругий элемент 8 (фиг.3, 4, 8, 11), например, из троса в виде "бухты", металлической проволоки или сетки, стальной путанки, резины, композитного и другого материала.

Дополнительный упругий элемент 8 обеспечивает также страховку виброизолирующей опоры от чрезмерного (недопустимого, нерасчетного) перемещения.

Использование: изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а более конкретно к усовершенствованию виброизолирующих опор двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для снижения шума и вибрации дизелей и других механизмов судовых и стационарных энергетических установок. Сущность изобретения: виброизолирующая опора содержит упругий элемент из изогнутых по гиперболе вовнутрь опоры отрезков стального троса, три пластины в виде колец, два из которых расположены на крайних противоположно-поперечных плоскостях гиперболоида с установленными и фиксированными соответствующими концами отрезков троса упругого элемента и прикреплены к фундаменту, а третье - на центральной поперечной плоскости симметрии с возможностью как свободного продольного перемещения, так и фиксации и прикрепленного к двигателю. Виброизолирующая опора, кроме того, может иметь полый цилиндр с фиксирующими элементами на его торцах, коаксиально установленный и охватывающий кольца, а также дополнительный упругий элемент, охватывающий отрезки стального троса, расположенный между ними и внутренней поверхностью полого цилиндра. Дополнительный упругий элемент может быть выполнен или из троса, или металлической витой проволоки, или сетки, или резины, или композиционного материала. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащая упругий элемент из изогнутых вовнутрь опоры отрезков стального троса, расположенных между кольцами, имеющими средства укладки, отличающаяся тем, что каждый отрезок троса изогнут по гиперболе, а опора снабжена расположенными в ее поперечной плоскости симметрии с возможностью продольного перемещения и предназначенными для связи с двигателем дополнительным кольцом с отверстиями, через которые пропущены отрезки стального троса. 2. Виброизолирующая опора ДВС по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена полым цилиндром с фиксирующими элементами на его торцах, коаксиально установленным и охватывающим основные и дополнительное кольца. 3. Виброизолирующая опора ДВС по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным упругим элементом, охватывающим отрезки стального троса, расположенным между ними и внутренней поверхностью полого цилиндра и выполненным или из троса, или металлической витой проволоки, или сетки, или резины, или композиционного материала.