ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ ОПОРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2002 года по МПК F16F15/08 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам снижения вредного воздействия вибрации.

Известен, например, двухпластинчатый виброизолятор, состоящий из верхней пластины, соединяемой с механизмом, нижней пластины, соединяемой с судовым фундаментом, и резинового массива между верхней и нижней пластинами. (см. Скуридин А.А., Михеев Е.M. Борьба с шумом и вибрацией судовых ДВС. - Л.: Судостроение, 1970, с.184, рис. 96) [1].

Однако такая виброизолирующая опора не имеет страхующих устройств и при нарушении связи упругого элемента (резины) с одной или обеими пластинами механизма на данной лапе лишается надежной связи с фундаментом. Это ограничивает в некоторой мере применение опоры в судовых условиях. Кроме того, для изготовления резиносварной виброизолирующей опоры требуется специальная технология (см. [1], с. 187).

Известна также виброизолирующая опора ДВС, принятая за прототип (см. SU, авторское свидетельство 1575927, кл. F 16 F 15/08, 1988).

Опора содержит два протяженных элемента - верхнюю и нижнюю опорные пластины, на обращенных друг к другу поверхностях которых выполнены впадины и выступы, смещенные относительно друг друга на половину расстояния между выступами, и размещенный между ними упругий резиновый элемент.

Крепление упругого элемента к опорным нижней и верхней пластинам производится болтами. При этом головки болтов с шайбами непосредственно прижаты к горизонтальной плоскости резины, а концы завернуты симметрично к выступам пластин.

Существенным недостатком указанной виброизолирующей опоры является его ненадежность, которая обусловлена тем, что, во-первых, острая кромка шайб болтов непосредственным касанием с поверхностью резины при деформациях ведет к ее разрушению, во-вторых, из-за ограниченности зазора между головками болтов и плоскостями впадин опорных пластин при резких ударах после деформации упругого элемента только в пределах указанного зазора дальнейшее усилие ударного характера уже воспринимается болтами, что приводит к неизбежному их искривлению и повреждению резьб, а также к существенному ухудшению виброизоляции вследствие металлического контакта объекта с фундаментом и, в-третьих, прохождение болтов непосредственно через сквозные отверстия, предусмотренные в резине, снижает надежность.

Изобретение направлено на усовершенствование виброизолирующих опор ДВС, а именно, в направлении повышения надежности и долговечности, в расширении областей применения, включая судовые условия, возможности регулировки характеристик и технологии изготовления.

Указанный технический результат достигается тем, что виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания, содержащая верхнюю и нижнюю опорные пластины и упругий элемент, снабжена соединяющим средством, верхняя и нижняя опорные пластины выполнены с чередующимися отверстиями и выемками-карманами, причем отверстия одной опорной пластины расположены против выемок-карманов другой опорной пластины, соединяющее средство содержит болтовое соединение и верхнюю и нижнюю нажимные пластины с отверстиями-перфорацией диаметром отверстий, равным 0,2-2 диаметра крепежного болта, с общей площадью перфорации до 70% площади нажимной пластины и с отверстием под болтовое соединение, через которые и соответствующие им отверстия и карманы-выемки опорных пластин пропущено болтовое соединение, при этом верхняя и нижняя нажимные пластины расположены соответственно между верхней опорной пластиной и упругим элементом и упругим элементом и нижней опорной пластиной, болтовое соединение предназначено для крепления соответственно верхней нажимной пластины к нижней опорной пластине и нижней нажимной пластины к верхней опорной пластине, причем головки болтов верхней нажимной пластины размещены в выемках-карманах верхней опорной пластины без контакта с ней, а гайки прижаты к нижней опорной пластине, головки болтов нижней нажимной пластины размещены в выемках-карманах нижней опорной пластины без контакта с ней, а гайки прижаты к верхней опорной пластине.

Виброизолирующая опора ДВС поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструктивная схема виброизолирующей опоры и ее крепление к объекту, на фиг. 2 - вид опоры сверху и снизу, на фиг.3 - поперечный разрез опоры. Здесь опора имеет форму прямоугольного параллелепипеда.

На фиг.4-8 представлены виброизолирующие опоры, имеющие вид прямоугольно-квадратного параллелепипеда и цилиндра.

Виброизолирующая опора состоит из верхней опорной пластины 1, соединяемой с двигателем 2, нижней опорной пластины 3, соединяемой с фундаментом 4, упругого элемента 5, соединяющего средства, которое содержит верхнюю нажимную пластину 6 и нижнюю нажимную пластину 7 с болтовыми соединениями 8, 9, 10 и 11, 12, 13.

Верхняя 1 и нижняя 3 пластины выполнены с чередующимися отверстиями F и выемками-карманами Н, расположение которых у одной, например, верхней опорной пластины 1 относительно другой - нижней опорной пластины 5 смещенное, т. е. против отверстий F одной пластины на другой пластине расположены выемки-карманы Н.

Верхняя 6 и нижняя 7 нажимные пластины расположены, соответственно, между верхней опорной пластиной 1 и упругим элементом 5 и между упругим элементом 5 и нижней опорной пластиной 3.

Нажимные пластины 6 и 7 выполнены с отверстиями I и J, которые также соответствуют отверстиям F и выемкам-карманам Н опорных пластин 1 и 3. Указанные отверстия и выемки-карманы предназначены для болтовых соединений - креплений 8-13 соответственно верхней нажимной пластины 6 к нижней опорной пластине 5 соединениями 8, 9, 10 и креплений нижней нажимной пластины 7 к верхней опорной пластине 1 соединениями 11, 12, 15, при этом головки болтов 9 верхней нажимной пластины 6 размещены в выемках-карманах Н верхней опорной пластины 1 без контакта с ней, а гайки 10 прижимаются к нижней опорной пластине 3 и, наоборот, головки болтов 11 нижней нажимной 7 размещены в выемках-карманах Н нижней опорной пластины 3 без контакта с ней, а гайки 13 прижимаются к верхней опорной пластине 1.

Крепление верхней опорной пластины 1 к двигателю 2 и нижней опорной пластины 5 к фундаменту 4 осуществляется соответственно болтами 14, 15.

Нажимные пластины 6 и 7 могут быть выполнены из металла, неметаллического и композиционного материала как с перфорацией (на фиг.1-8 не показано), так и без перфорации.

Для опор с нажимными пластинами 6 и 7 из металла в отверстиях F, I, J могут быть предусмотрены специальные неметаллические втулки (на фиг.1-8 не показаны).

Виброизолирующая опора ДВС работает следующим образом.

При действии сжимающей нагрузки от ДВС, приходящейся на верхнюю опорную пластину 1, происходит сжатие через верхнюю нажимную пластину 6 упругого элемента 5, а при сжимающей нагрузке от других источников через фундамент 4 (например судна) происходит также сжатие упругого элемента 5, но только через нижнюю нажимную пластину 7, причем в первом и во втором случаях соответствующие крепежные болтовые соединения 8, 9, 10 и 11, 12, 13 не нагружены, а если допустим, что они до установки были предварительно натянуты, то здесь разгружаются.

При растягивающих нагрузках также происходит сжатие упругого элемента 5, но механизм взаимодействия деталей здесь иной.

Например, если растягивающие нагрузки поступают от ДВС 2, то сжатие упругого элемента 5 происходит через нижнюю нажимную пластину 7 и соответствующие болтовые соединения 11, 12, 15, а если растягивающие нагрузки поступают от фундамента 4, то также происходит сжатие упругого элемента 5, но через верхнюю нажимную пластину 6 и соответствующие болтовые соединения 8, 9, 10.

Таким образом, сущность работы технического решения заключается в обеспечении работы сжатия упругого элемента 5 не только при действии сжимающих нагрузок, но и растягивающих.

Благодаря тому, что упругий элемент 5 не сварен, т.е. не вулканизирован к нажимным пластинам 6, 7, он получает возможность свободно проскальзывать относительно нажимных пластин 6, 7, а отсутствие мест вулканизаций (скрепления) исключает концентрацию напряжения.

Аналогичная возможность проскальзывания имеет место между нажимными и опорными пластинами 1, 6 и 3, 7.

Для изменения упругодемпфирующих характеристик упругого элемента 5, а также сил трения между упругим элементом 5 и нажимными пластинами 6, 7 последние могут быть также выполнены с перфорацией диаметра отверстий, равного 0,2-2 диаметра крепежного болта с общей (суммарной) площадью перфорации до 70% площади нажимной пластины 6 или 7.

Указанные соотношения более точно необходимо определить экспериментально, так как они зависят от свойств материала упругого элемента 5, геометрической формы и т.д.

Для обеспечения деформации сдвига упругого элемента 5 в любом направлении отверстия F, I, J в опорных и нажимных пластинах 1, 3, 6, 7 выполнены с зазором в пределах допустимой деформации.

Подбор жесткости осуществляется варьированием ширины опорных площадок нажимных 6, 7 и опорных 1, 3 пластин общей площади и высоты упругого элемента 5 и при необходимости перфорации нажимных пластин 6, 7.

Следовательно, виброизолирующая опора обладает достаточной универсальностью в изготовлении и подборе параметров и грузоподъемности.

Доступ к крепежным элементам 8-13 позволяет обеспечить возможность регулировки характеристик опоры непосредственно на объекте.

Кроме того, виброизолирующая опора может быть установлена под объект (ДВС) как без предварительного натяга упругого элемента 5, так и с предварительным натягом, а также не требует установки, например, боковых, торцевых, страховочных упоров и других дополнительных устройств.

Отмеченные выше особенности конструкции и работы виброизолирующей опоры обеспечивают долговечность и надежность упругого элемента 5, эффективную виброизоляцию в различных направлениях от воздействия статических (например, от крена, дифферента) и динамических (например, от случайных воздействий, ударов, неуравновешенных сил и моментов и т.д.) нагрузок.

Виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания относится к машиностроению. Опора содержит верхнюю и нижнюю опорные пластины, выполненные с чередующимися отверстиями и выемками-карманами, причем отверстия одной опорной пластины расположены против выемок-карманов другой опорной пластины. Верхняя и нижняя нажимные пластины с отверстиями-перфорацией диаметром отверстий, равным 0,2-2 диаметра крепежного болта, с общей площадью перфорации до 70% площади нажимной пластины и с отверстиями под болтовое соединение расположены соответственно между верхней опорной пластиной и упругим элементом и упругим элементом и нижней опорной пластиной. Болтовое соединение предназначено для крепления соответственно верхней нажимной пластины к нижней опорной пластине и нижней нажимной пластины к верхней опорной пластине. 8 ил.

Виброизолируюшая опора двигателя внутреннего сгорания, содержащая верхнюю и нижнюю опорные пластины и упругий элемент, отличающаяся тем, что она снабжена соединяющим средством, верхняя и нижняя опорные пластины выполнены с чередующимися отверстиями и выемками-карманами, причем отверстия одной опорной пластины расположены против выемок-карманов другой опорной пластины, соединяющее средство содержит болтовое соединение и верхнюю и нижнюю нажимные пластины с отверстиями-перфорацией диаметром отверстий, равным 0,2-2 диаметра крепежного болта, с общей площадью перфорации до 70% площади нажимной пластины и с отверстиями под болтовое соединение, через которые и соответствующие им отверстия и карманы-выемки опорных пластин пропущено болтовое соединение, при этом верхняя и нижняя нажимные пластины расположены соответственно между верхней опорной пластиной и упругим элементом и упругим элементом и нижней опорной пластиной, болтовое соединение предназначено для крепления соответственно верхней нажимной пластины к нижней опорной пластине и нижней нажимной пластины к верхней опорной пластине, причем головки болтов верхней нажимной пластины размещены в выемках-карманах верхней опорной пластины без контакта с ней, а гайки прижаты к нижней опорной пластине, головки болтов нижней нажимной пластины размещены в выемках-карманах нижней опорной пластины без контакта с ней, а гайки прижаты к верхней опорной пластине.