ФУНДАМЕНТНАЯ РАМА ВИБРОАКТИВНОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2008 года по МПК B63H21/30 

Изобретение относится к судостроению, в частности к конструкции судовых фундаментов и фундаментных рам, и предназначено для снижения уровней вибрации, распространяющейся от виброактивного оборудования.

Известны конструкции металлических фундаментных рам, облицованных жестким вибропоглощающим покрытием [1].

Однако такие конструкции абсолютно неэффективны при демпфировании низкочастотных (балочных) форм резонансных колебаний из-за большой разности жесткостей несущей конструкции и вибропоглощающего слоя.

Известны также слоистые конструкции, содержащие слои вибропоглощающих вязкоупругих материалов. Рассеяние энергии в элементах таких конструкций достигается за счет циклического сдвигового деформирования тонкого слоя вязкоупругого вибропоглощающего материала, заключенного между двумя жесткими несущими элементами, представляющими собой балки или пластины, как правило, выполненные из металла и соединенные болтами или шпильками [2].

Однако опыт использования слоистых металлополимерных конструкций выявил и ряд недостатков, к которым следует отнести:

- низкую эффективность при демпфировании связанных изгибно-крутильных колебаний, возникающих при использовании в качестве несущих элементов балок несимметричного профиля (швеллер, уголок и др.);

- необходимость установки дополнительных связей в виде болтов или шпилек между жесткими несущими элементами для обеспечения прочности снижает деформативность конструкции в целом и, следовательно, влечет за собой снижение вибропоглощающих свойств (особенно в области низких частот).

Целью предлагаемого изобретения является повышение вибропоглощающих свойств фундаментных рам при сохранении прочности и надежности конструкции.

Указанная цель достигается тем, фундаментная рама виброактивной установки, состоящая из пересекающихся балок, которые имеют коробчатый профиль, который состоит из внутреннего слоя вибропоглощающего полимерного материала, расположенного по периметру профиля, стенок из волокнистого полимерного композиционного материала и из наружного облицовочного слоя, наформованного на стенки и на горизонтальные пластины внутреннего слоя вибропоглощающего полимерного материала, при этом наружный облицовочный слой выполнен из того же материала, что и стенки, который одновременно обеспечивает монолитное соединение пересекающихся балок коробчатого профиля в единую конструкцию рамы, причем для выполнения требований по диссипативным и жесткостным характеристикам толщина слоя из вибропоглощающего полимерного материала превышает в 2,5-3 раза толщину наружного облицовочного слоя.

Достижение указанной цели проиллюстрировано на следующих чертежах:

- на фиг 1 показан общий вид фундаментной рамы;

- на фиг.2 - поперечное сечение коробчатого профиля балки рамы (сечение А-А на фиг.1);

- на фиг.3 - продольное сечение в районе пересечения балок рамы (сечение Б-Б на фиг.1);

- на фиг.4 - график усредненной частотной зависимости коэффициентов потерь, измеренной в натурных условиях.

Фундаментная рама изготавливается в виде совокупности пересекающихся балок 1 коробчатого профиля (фиг.1). Профиль состоит из внутреннего слоя 2 вибропоглощающего полимерного материала, стенок 3 из волокнистого материала, например стеклопластика, и наружного слоя 4 из того же материала, который облицовывает профиль по всему периметру, непрерывно переходя с одной балки на другую, обеспечивая тем самым монолитное соединение пересекающихся балок в единую конструкцию рамы (фиг.2, 3).

Стенки 3 балок 1 до наформовки наружного облицовочного слоя 4 в узлах пересечения собраны в «полурез» [2] и соединены между собой на приформовочных угольниках 5. К стенкам 3 приклеены вертикальные пластины внутреннего слоя 2 вибропоглощающего материала (фиг.3). Наружный облицовочный слой 4 наформован на стенки 3 и горизонтальные пластины вибропоглощающего материала внутреннего слоя 2, которые предварительно установлены и приклеены к внутренним пластинам этого слоя 2 и стенкам 3 (фиг.2, 3).

Для выполнения требований по диссиативно-жесткостным характеристикам толщина слоя вибропоглощающего полимерного материала должна в 2,5-3 раза превышать толщину слоев 3, 4 из волокнистого полимерного композиционного материала (фиг.2, 3).

Повышенные вибропоглощающие свойства предлагаемой рамы обусловлены тем, что при прохождении через слоистые балки коробчатого поперечного сечения изгибных, крутильных и продольных колебаний, независимо от их амплитуды, за счет жесткого соединения слоев из волокнистого полимерного композиционного материала и вибропоглощающего полимерного материала последний вовлекается во все виды колебаний промежуточной рамы, в том числе и низкочастотные балочные, с интенсивным их вибропоглощением.

Вибропоглощающий эффект предлагаемой конструкции рамы иллюстрируется на фиг.4, на которой приведена усредненная частотная зависимость коэффициентов потерь (вибропоглощения) 6 этой рамы, измеренная в натурных условиях. Там же для сравнения приведена усредненная частотная зависимость коэффициентов потерь 7 стальной рамы. Как видно из фиг.4, в рассматриваемом частотном диапазоне вибропоглощающие свойства предлагаемой рамы существенно выше.

Источники информации

1. Ионов А.В. Средства снижения вибрации и шума на судах. - СПб.: Изд-во ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, 2000. - с.226-235.

2. Ваганов А.М., Калмычков А.П., Фрид Н.А. Проектирование корпусных конструкций из стеклопластика. - Л.: Судостроение, 1972. - с.144-146.

Изобретение относится к судостроению и может использоваться в конструкции судовых фундаментов и фундаментных рамах для снижения уровней вибрации, распространяющейся от виброактивного оборудования. Фундаментная рама виброактивной установки состоит из пересекающихся балок. Балки имеют коробчатый профиль, который состоит из внутреннего слоя вибропоглощающего полимерного материала, расположенного по периметру профиля, стенок из волокнистого полимерного композиционного материала и из наружного облицовочного слоя, наформованного на стенки и на горизонтальные пластины внутреннего слоя вибропоглощающего полимерного материала. При этом наружный облицовочный слой выполнен из того же материала, что и стенки, который одновременно обеспечивает монолитное соединение пересекающихся балок коробчатого профиля в единую конструкцию рамы. При этом для выполнения требований по диссипативным и жесткостным характеристикам толщина слоя из вибропоглощающего полимерного материала превышает в 2,5-3 раза толщину наружного облицовочного слоя. Изобретение позволяет повысить вибропоглощающие свойства фундаментной рамы при сохранении прочности и надежности ее конструкции. 4 ил.

Фундаментная рама виброактивной установки, состоящая из пересекающихся балок, отличающаяся тем, что балки имеют коробчатый профиль, который состоит из внутреннего слоя вибропоглощающего полимерного материала, расположенного по периметру профиля, стенок из волокнистого полимерного композиционного материала и из наружного облицовочного слоя, наформованного на стенки и на горизонтальные пластины внутреннего слоя вибропоглощающего полимерного материала, при этом наружный облицовочный слой выполнен из того же материала, что и стенки, который одновременно обеспечивает монолитное соединение пересекающихся балок коробчатого профиля в единую конструкцию рамы, причем для выполнения требований по диссипативным и жесткостным характеристикам толщина слоя из вибропоглощающего полимерного материала превышает в 2,5-3 раза толщину наружного облицовочного слоя.