ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ВИБРООПОРА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК F16F13/16 

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к виброизолирующим опорам, предназначенным для гашения колебаний различных объектов, и может быть использовано, например, для установки двигателей внутреннего сгорания в автомобилях.

Известна гидравлическая опора двигателя [1] , содержащая заполненный жидкостью цилиндрический корпус по крайней мере с частично резиново-эластичными стенками, размещенную в нем и делящую его полость на камеры промежуточную пластину с сообщенными между собой частично кольцеобразными каналами ее периферии с перегородками в каждом из них между входом и выходом, при этом каждый кольцеобразный канал образован цилиндрическим участком с отогнутыми наружными краями чашеобразной штампованной листовой детали, которые обращены друг к другу доньями, между которыми размещена пластина диаметром, равным наружному диаметру отогнутых краев чашеобразной детали, имеющей осевое отверстие на периферии для сообщения кольцеобразных каналов, и уплотнение на внутренней поверхности цилиндрического корпуса. Вход одного из кольцеобразных каналов и выход другого радиальные и выполнены соответственно в цилиндрических участках чашеобразных деталей, а перегородки - в виде вкладышей Конструкция опоры позволяет регулировать длину перепускного канала и, как следствие, выбирать оптимальный режим работы. Однако опора сложна в изготовлении и требует значительных технологических затрат.

Известна гидравлическая виброопора [2], содержащая образующие рабочую камеру два крепежных элемента для связи соответственно с виброизолируемым и виброактивным объектами, размещенный между ними упругий элемент и связанный с одним из крепежных элементов поддон, и делящую рабочую камеру на полости и связанную периферийной частью с одним из крепежных элементов, а центральной - с другим, гофрированную упругую мембрану с дросселирующими отверстиями на периферии.

В качестве прототипа выбрана гидравлическая виброопора [3], содержащая заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем металлической разделительной перегородкой, выполненной как с периферийной кольцевой полостью и тангенциально примыкающими к ней и камерам дроссельными канатами, так и с дополнительными дроссельными каналами в ее средней части, сообщающими указанные камеры, из которых рабочая камера ограничена опорной платой и обечайкой, а компенсационная - мембраной, при этом внутри металлической разделительной перегородки выполнена промежуточная камера, сообщающаяся с другими камерами посредством дополнительных дроссельных каналов этой перегородки.

Задачей изобретения являлось упрощение конструкции, ускорение сборки и обеспечение ремонтопригодности гидравлической виброопоры, по меньшей мере, без потери качественные показателей.

Указанная задача решается следующим образом.

По первому варианту в гидравлической виброопоре, содержащей крепежный элемент виброизолируемого объекта, заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем разделительной перегородкой по меньшей мере с одним дроссельным каналом, сообщающим указанные камеры, и мембраной, согласно предложению в качестве разделительной перегородки установлен резиново-эластичный несущий элемент чашеобразной формы с закрепленным в его выпуклой части крепежным элементом виброизолируемого объекта, рабочая камера ограничена мембраной, а компенсационная - дном корпуса, корпус при этом дополнительно снабжен металлической крышкой с отверстием для крепежного элемента.

Подобная конструкция опоры позволяет уменьшить количество сборочных деталей (в частности, изготовлять корпус и дно корпуса как единое целое в виде одной сборочной единицы), а также предохранить резиново-эластичный элемент от внешних механических повреждений. Периферийную часть мембраны предпочтительно изготавливать гофрированной с целью изменить потоки демпфирующей жидкости и, как следствие, улучшить диссипативные свойства гидравлической опоры. Крепежный элемент выполнен составным: из хвостовика, непосредственно закрепленного в резиново-эластичном элементе, и штока с установочной поверхностью под вибриозолируемый объект, связанных между собой посредством резьбового соединения. Центральную часть мембраны целесообразно соединить с хвостовиком крепежного элемента, а для достижения необходимой герметичности закрепления поджать соединение штоком крепежного элемента.

Для дальнейшего облегчения сборки опоры и дополнительно возможности заменяемости отдельных узлов опоры мембрана закрепляется периферийным участком на установочном кольце, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру стенок корпуса.

Конструктивно аналогично установлен в корпусе и резиново-эластичный несущий элемент. Установка таких колец в корпус занимает мало времени.

По второму варианту в гидравлической опоре в качестве разделительной перегородки установлен составной несущий элемент, периферийная часть которого выполнена резиново-эластичной или из полиуретана, а центральная - из верхней и нижней полиамидных шайб, нижняя шайба и периферийная часть связаны между собой посредством присоединения к металлическому основанию чашеобразной формы: шайба - по внутренней поверхности основания, периферийная часть - по наружной поверхности, в нижней шайбе и основании выполнено, по меньшей мере, одно сквозное осевое нецентральное отверстие (параллельное продольной оси опоры), а в верхней шайбе - тангенциальный паз, шайбы состыкованы герметично по контактной плоскости и совмещены с образованием одним отверстием и одним пазом Г-образного дроссельного канала.

Герметичность контакта, а также соединение нижней шайбы и основания осуществлено посредством шайбы, надетой на хвостовик крепежного элемента и передающей осевое усилие от подкручивания резьбового соединения хвостовика и штока.

Для исключения возможных ударных нагрузок на днище корпуса (когда основание и днище вступает в соприкосновение, т.е. виброизолирующий потенциал опоры уже исчерпан) закреплен резиново-эластичный или полиуретановый отбойник. Как и в первом варианте, возможно крепление мембраны и упругого элемента в корпусе посредством установочных колец, закрепленных на внутренней стенке корпуса.

Гидравлическая виброопора поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 показана виброопора по первому варианту, вид сбоку в разрезе;
- на фиг.2 представлена виброопора по второму варианту, вид сбоку в разрезе;
- на фиг. 3 показана виброопора по первому и второму вариантам, вид сверху;
- на фиг.4 показана верхняя шайба упругого несущего элемента (второй вариант);
- на фиг. 5 показана нижняя шайба упругого несущего элемента (второй вариант).

Гидравлическая виброопора содержит заполненные демпфирующей жидкостью рабочую 1 и компенсационную 2 камеры, ограниченные общим корпусом 3 с крышкой 4, крепежный элемент виброизолируемого объекта, состоящий из хвостовика 5 и штока 6, связанных резьбовым соединением, упругий несущий элемент 7, установленный в корпусе посредством промежуточного кольца 8, с дроссельными каналами 9, гофрированную мембрану 10, установленную в корпусе 3 посредством кольца 11. По первому варианту элемент 7 выполнен резиново-эластичным и крепится к хвостовику 5, например, маслобензостойким клеем. По второму варианту элемент 7 выполнен составным (фиг.2): резиново-эластичная или полиуретановая периферийная часть 12 и центральная часть, состоящая из верхней 13 и нижней 14 полиамидных шайб. Периферийная часть 12 и шайба 14 связаны посредством основания 15. Периферийная часть 12 закреплена на наружной поверхности основания 15, например, приклеиванием. Основание 15 жестко связано с хвостовиком 5, а шайбы 13 и 14 и мембрана 10 поджаты к основанию 15 резьбовым соединением хвостовика 5 и штока 6 посредством шайбы 16, установленной на хвостовике между мембраной 10 и штоком 6. В основании 15 и шайбе 14 выполнены отверстия 17, а в шайбе 13 - гангенциальные пазы 18. Шайбы совмещены таким образом, что одно отверстие и один паз образуют дроссельный канал 9, сообщающий камеры 1 и 2. Па днище корпуса 3 установлен отбойник 19. По первому варианту шайбой 16 к резиново-эластичному элементу 7 поджимается мембрана 10.

Гидравлическая виброопора работает следующим образом.

При воздействии внешней нагрузки на установочную поверхность штока 6 начинает деформироваться упругий несущий элемент 7 и одновременно смещается в осевом направлении центр мембраны 10. Объем компенсационной камеры 2 начинает уменьшаться, происходит дросселирование жидкости через каналы 9. Па скорость дросселирования помимо упругости элемента 7 влияет также упругость и форма мембраны 10, размеры и форма дроссельных каналов 9 (параметры выбираются в зависимости от заданных допустимых внешних нагрузок). Гофры мембраны 10 и Г-образные каналы 9 способствуют закручиванию потоков дросселируемой жидкости и, как следствие, улучшению ее диссипативных свойств. Г-образные каналы 9 дополнительно позволяют снизить вероятность кавитационных процессов, особенно при высокой частоте колебаний. Таким образом обеспечивается плавное поглощение виброэнергии. В случае превышения допустимой нагрузки (по второму варианту) основание 15 упирается в отбойник 19, предотвращая разрушение элемента 7 от удара о днище корпуса 3. Возвращение элементов опоры в начальное положение обеспечивается обратным дросселированием за счет упругости элемента 7 и мембраны 10.

Все элементы виброопоры изготавливаются из известных материалов и с применением известных технологий. Использование полиамида и полиуретана обусловлено дешевизной и доступностью этих материалов, а также легкостью обработки.

Источники информации
1. Патент 1838690 "Гидравлическая опора двигателя", МПК 5 F 16 F 13/00 з. 10.08.89, оп. 30.08.93. Бюл. 32 (аналог).

2. Авторское свидетельство 1744324 "Гидравлическая виброопора", МПК 5 F 16 F 13/00, з. 07.08.89, оп. 30.06.92. Бюл. 24 (аналог).

3. Свидетельство РФ на полезную модель 16532 "Гидравлическая виброопора", МПК 7 F 16 F 5/00, з. 31.07.2000, оп. 10.01.2001. Бюл. 1 (прототип).

Изобретение относится к машиностроению, а именно к виброизолирующим опорам, предназначенным для гашения колебаний различных объектов, и может быть использовано, например, для установки двигателей внутреннего сгорания в автомобилях. Задачей изобретения является упрощение конструкции, ускорение сборки и обеспечение ремонтопригодности гидравлической виброопоры, по меньшей мере, без потери качественных показателей. Гидравлическая виброопора содержит крепежный элемент виброизолируемого объекта, заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем разделительной перегородкой с, по меньшей мере, одним дроссельным каналом, сообщающим указанные камеры, и мембраной. В качестве разделительной перегородки установлен упругий несущий элемент с закрепленным в нем крепежным элементом виброизолируемого объекта. Рабочая камера ограничена мембраной, компенсационная - дном корпуса. Корпус дополнительно снабжен крышкой с отверстием для крепежного элемента. Упругий несущий элемент по первому варианту может быть выполнен целиком из резиново-эластичного материала, а по второму варианту его периферийная часть выполняется из резиново-эластичного материала, а центральная - из двух полиамидных шайб с Г-образными каналами. 2 с. и 11 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Гидравлическая виброопора, содержащая крепежный элемент виброизолируемого объекта, заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем разделительной перегородкой с, по меньшей мере, одним дроссельным каналом, сообщающим указанные камеры, и мембраной, отличающаяся тем, что в качестве разделительной перегородки установлен резиново-эластичный элемент чашеобразной формы с закрепленным в выпуклой его части крепежным элементом виброизолируемого объекта, при этом рабочая камера ограничена мембраной, компенсационная - дном корпуса, а корпус дополнительно снабжен крышкой с отверстием для крепежного элемента. 2. Виброопора по п. 1, отличающаяся тем, что крепежный элемент виброизолируемого объекта выполнен из цилиндрического хвостовика, скрепленного непосредственно с резиново-эластичным элементом, и штока с установочной поверхностью под виброизолируемый объект, связанных между собой посредством резьбового соединения. 3. Виброопора по п. 1, отличающаяся тем, что периферийная часть мембраны выполнена гофрированной. 4. Виброопора по п. 1, отличающаяся тем, что центральная часть мембраны закреплена на хвостовике крепежного элемента. 5. Виброопора по п. 1, отличающаяся тем, что мембрана закреплена в промежуточном кольце, установленном на внутренней поверхности стенки корпуса. 6. Виброопора по п. 1, отличающаяся тем, что упругий несущий элемент закреплен в промежуточном кольце, установленном на внутренней поверхности стенки корпуса. 7. Гидравлическая виброопора, содержащая крепежный элемент виброизолируемого объекта, заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем разделительной перегородкой с, по меньшей мере, одним дроссельным каналом, сообщающим указанные камеры, и мембраной, отличающаяся тем, что в качестве разделительной перегородки установлен упругий несущий элемент, выполненный составным, с резиново-эластичной или полиуретановой периферийной частью и центральной, состоящей из верхней и нижней полиамидных шайб, нижняя шайба и периферийная часть связаны между собой посредством присоединения к металлическому основанию чашеобразной формы: шайба - по внутренней поверхности основания, периферийная часть - по наружной поверхности, в нижней шайбе и основании выполнено, по меньшей мере, одно сквозное осевое нецентральное отверстие, а в верхней шайбе - тангенциальный паз, шайбы состыкованы герметично по контактной плоскости и совмещены с образованием одним отверстием и одним пазом Г-образного дроссельного канала, при этом рабочая камера ограничена мембраной, а компенсационная - дном корпуса, основание соединено с крепежным элементом виброизолируемого объекта, а корпус дополнительно снабжен крышкой с отверстием для крепежного элемента. 8. Виброопора по п. 7, отличающаяся тем, что крепежный элемент виброизолируемого объекта выполнен из цилиндрического хвостовика, непосредственно скрепленного с основанием, и цилиндрического штока с установочной поверхностью под виброизолируемый объект, связанных между собой посредством резьбового соединения. 9. Виброопора по п. 7, отличающаяся тем, что периферийная часть мембраны выполнена гофрированной. 10. Виброопора по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что верхняя и нижняя шайбы, а также центральная часть мембраны поджаты к основанию металлической шайбой, соприкасающейся с торцом штока. 11. Виброопора по п. 7, отличающаяся тем, что мембрана закреплена в промежуточном кольце, установленном на внутренней поверхности стенки корпуса. 12. Виброопора по п. 7, отличающаяся тем, что упругий несущий элемент закреплен в промежуточном кольце, установленном на внутренней поверхности корпуса. 13. Виброопора по п. 7, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности дна корпуса установлен резиново-эластичный или полиуретановый отбойник.