ТРОСОВЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР Российский патент 2008 года по МПК F16F7/14 F16F3/04 

Изобретение относится к устройствам для гашения вибраций и ударов и может быть использовано для защиты объектов различного назначения от действия вибраций и ударов со стороны носителей, в частности наземного, авиационного и корабельного транспорта.

Известен амортизатор (RU 2204746 С1, 20.05.2003), содержащий верхнюю и нижнюю опорные планки и связанный с ними упругий элемент, выполненный в виде двух пар торовых эластичных колец. Упомянутые кольца размещены одно в другом с угловым смещением в соответствующих вертикальных плоскостях, а верхняя и нижняя опорные планки выполнены с обращенными навстречу друг другу полостями, в которых размещены и диаметрально закреплены на противолежащих стенках полостей верхние и нижние ветви колец. В амортизаторе может быть также установлена винтовая коническая пружина, размещенная между верхней и нижней опорными планками по их центру.

Известна виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания (RU 2185542 С2, 20.07.2002), содержащая опорные пластины и упругий элемент, навитый по длине последних в виде спирали из стального троса. Опорные пластины вместе со средствами укладки, обхвата и фиксирования и крепления витков расположены с двух противоположных сторон последних. Витки спирали навиты вплотную, их проекции на плоскость, перпендикулярную оси опоры, имеют форму эллипса или окружности, а количество витков выбрано в пределах 2-6.

Недостатками известных технических решений являются малая эффективность при воздействии пространственных нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации объектов, а также низкие уровни ремонтопригодности и технологичности.

Известен тросовый виброизолятор (SU 1756687 А1, 23.08.1992), содержащий опорные элементы, соединенные упругим элементом в виде спирально свитого троса. В одном из опорных элементов выполнен паз и витки троса частично расположены в нем с зазором между собой и стенками паза. Один центральный виток из части витков установлен перпендикулярно опорным элементам, а другие полувитки - с наклоном к последнему. Углы наклона полувитков, расположенных по обе стороны от центрального полувитка, обращены в одну сторону.

Недостатки данного тросового виброизолятора определяются опять же невысокой эффективностью при воздействии пространственных нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации объектов, и, кроме того, низкой надежностью, обусловленной возможными нарушениями целостности упругого троса в процессе функционирования виброизолятора.

Наконец, известен цилиндрический тросовый виброизолятор (RU 2185548 С2, 27.11.1996 или ЕР 1122458 А1, 28.01.2001), применяемый для защиты объектов от вибраций, содержащий упругий элемент в виде стального троса, первую и вторую металлические пластины с отверстиями, через которые проходят витки упругого элемента. Металлические пластины выполнены монолитными, а витки упругого элемента в их цилиндрических отверстиях зафиксированы литьем, сваркой или прессованием. Витками упругого элемента образованы круглый прямой или цилиндрический цилиндры. В конструкции предусмотрены отверстия для крепления виброизолируемого объекта.

Недостатками известного цилиндрического тросового виброизолятора являются:

- малый диапазон возможностей применения, обусловленный нерационально выбранными геометрическими параметрами и сложностью его конструкции;

- относительно высокая себестоимость изготовления, обусловленная значительной металлоемкостью, низким уровнем технологичности и относительно большим временем, затрачиваемым на его производство;

- низкий уровень ремонтопригодности и значительное время, затрачиваемое на его обслуживание при замене элементов конструкции;

- низкий уровень надежности, ограниченный возможностью нарушения целостности стального троса в местах его фиксации в цилиндрических отверстиях.

Задачей настоящего изобретения является усовершенствование конструкции тросового виброизолятора при расширении области его применения. Технический результат выражается в повышении эффективности виброизоляции за счет увеличения уровня надежности, снижения себестоимости, уменьшения массово-геометрических характеристик и улучшения технологичности конструкции.

Решение поставленной задачи и обеспечение указанного технического результата обеспечивается предложенным тросовым виброизолятором, содержащим обращенные друг к другу основания, каждое из которых выполнено с имеющимися на противоположных поверхностях цилиндрическими углублениями и продольными пазами, расположенными между углублениями, а также с резьбовыми отверстиями в углублениях и гладкими отверстиями в продольных пазах, гибкий трос, выполненный в виде витков, цилиндрические пружины, установленные в обращенных друг к другу углублениях оснований и взаимодействующие с ними, фиксаторы положения гибкого троса, выполненные с резьбовыми отверстиями, соосными гладким отверстиям продольных пазов соответствующих оснований и совпадающими с ними по количеству, элементы крепления фиксаторов, при этом каждый из фиксаторов установлен в продольном пазу соответствующего основания, выполненном на поверхности, обращенной к другому основанию, с возможностью взаимодействия с витками гибкого троса и основанием, на обращенных друг к другу сторонах оснований выполнены поперечные пазы, направленные перпендикулярно и/или разнонаправлено под углом к боковым поверхностям оснований и имеющие глубину, превышающую глубину продольных пазов оснований, витки троса навиты по двум спиралям и расположены в поперечных пазах разнонаправленно с образованием петли в центральной части троса, количество поперечных пазов одного из оснований, количество гладких отверстий в его продольном пазу и количество резьбовых отверстий в примыкающем к этому основанию фиксаторе выбрано на единицу меньше, чем в другом основании и другом фиксаторе, ребра фиксаторов, стенки и дно поперечных пазов в местах их выхода на боковые поверхности оснований скруглены.

Поперечные пазы оснований могут быть выполнены цилиндрическими или прямоугольными. Концевые участки гибкого троса могут быть обжаты наконечниками.

Изобретение иллюстрируется фигурами, на которых схематически поясняется предложенное техническое решение в различных сочетаниях его конструктивных признаков.

На фиг.1 и фиг.2 приведены схематические изображения тросового виброизолятора в продольном разрезе соответственно с элементами крепления фиксаторов и гибким тросом и без них.

На фиг.3 представлен вид первого основания 1 со стороны, противоположной второму основанию 2, на фиг.4 - вид первого основания 1 со стороны, обращенной ко второму основанию 2, на фиг.5 - вид второго основания 2 со стороны, противоположной первому основанию 1, на фиг.6 - вид второго основания 2 со стороны, обращенной к первому основанию 1.

На фиг.7 представлен вид по А фиг.1, на фиг.8 - вид по Б фиг.1.

На фиг.9 представлен вид каждого из фиксаторов в разрезе.

На фиг.10 - разрез I-I на фиг.6 (выполнение скруглений на дне пазов в местах их выхода на боковые поверхности первого и второго оснований).

На фиг.11 представлен вид первого основания со стороны, обращенной ко второму основанию в случае выполнения поперечных пазов разнонаправленно, на фиг.12 - вид второго основания со стороны, обращенной к первому основанию в случае выполнения поперечных пазов разнонаправленно.

Тросовый виброизолятор содержит обращенные друг к другу основания 1 и 2 (фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6), каждое из которых выполнено с цилиндрическими углублениями 3 на противоположных поверхностях, соосными им резьбовыми отверстиями 4 и расположенным между углублениями 3 продольным пазом 5 с выполненными вдоль него гладкими отверстиями 6, гибкий трос 7, цилиндрические пружины 8 и 9, установленные в обращенных друг к другу углублениях 3 оснований 1 и 2 и взаимодействующие с ними, фиксаторы 10 и 11 положения гибкого троса 7, выполненные с резьбовыми отверстиями 12, соосными отверстиям 6 продольных пазов 5, и элементы 13 крепления фиксаторов 10 и 11. Количество гладких отверстий 6 в продольных пазах 5 оснований 1 и 2 равно количеству резьбовых отверстий 12 соответствующих фиксаторов 10 и 11. Каждый из фиксаторов 10 и 11 установлен в продольный паз 5 соответствующего основания 1 или 2, выполненный на поверхности, обращенной к другому основанию 2 или 1, с возможностью взаимодействия с гибким тросом 7, основанием 1 или 2 и элементами 13 крепления фиксаторов. При этом на обращенных друг к другу сторонах оснований перпендикулярно их боковым поверхностям выполнены поперечные пазы 14 (фиг.4, 6), взаимодействующие с витками гибкого троса 7, образующими петлю 15 (фиг.7, 8). Поперечные пазы 14 могут быть выполнены на обращенных друг к другу сторонах оснований разнонаправлено под углом α к их боковым поверхностям (фиг.11, 12). Кроме того, пазы могут быть выполнены как перпендикулярными к боковым поверхностям оснований, так и разнонаправленными под углом α к боковым поверхностям (не показано). Для обеспечения надежного фиксирования витков троса 7 фиксаторами 10 и 11 глубина поперечных пазов 14 превышает глубину продольных пазов 5 оснований 1 и 2. Пазы 14 выполняются с прямоугольным профилем или цилиндрическими.

С учетом неравных чисел витковых участков троса 7 у оснований 1 и 2 количество поперечных пазов основания 1 выбрано на два меньше, чем в основании 2, а количество гладких отверстий 6 в его продольном пазу и количество резьбовых отверстий 12 в примыкающем к этому основанию фиксаторе 10 выбрано на одно меньше, чем в основании 2 и фиксаторе 11. Ребра 16 фиксаторов 10 и 11 скруглены (фиг.9). Также скруглены стенки и дно пазов 14 в местах их выхода на боковые поверхности оснований 1 и 2 (фиг.10). Концевые участки гибкого троса 7 обжаты наконечниками 17. Резьбовые отверстия 4 предназначены для соединения тросового виброизолятора с защищаемым от вибрационных и ударных нагрузок объектом, а также для формирования совокупности подобных виброизоляторов путем их соединения друг с другом.

Использование предложенного тросового виброизолятора при решении задачи защиты от вибрационных, ударных и других силовых воздействий оборудования на транспортном средстве осуществляется следующим образом.

Тросовый виброизолятор жестко скрепляется, например, основанием 1 с защищаемым объектом посредством элементов крепления виброизолятора (не показаны), устанавливаемых в резьбовые отверстия 4 основания 1. При действии осевых или боковых нагрузок они через основание 2 передаются виткам гибкого троса 7, которые начинают деформироваться на изгиб и кручение. При этом в гибком тросе 7 возникает взаимное проскальзывание между проволочками троса, а внутренние слои проволочек одновременно испытывают воздействие на сдвиг, кручение и растяжение. Реакция на эти внутренние воздействия, а также возникающая между проволочками троса сила трения ослабляет передачу энергии от источника вибрации, источника ударного воздействия или их композиции. Таким образом, до защищаемого объекта, связанного с основанием 1, доходит лишь часть энергии первоначального силового воздействия.

Максимальная фильтрация внешних воздействий происходит при воздействиях, нормальных к боковым или торцевым поверхностям оснований 1 или 2 виброизолятора, или воздействиях, возникающих при сложных вращательных движениях.

Выполнение скругленными ребер 16 фиксаторов 10 и 11, а также стенок и дна поперечных пазов 14 в местах их выхода на боковые поверхности оснований исключает возможность нарушения целостности стального троса в местах его фиксации в поперечных пазах, вследствие чего повышается уровень эффективности виброизоляции.

При выполнении ремонтных или регламентных работ по обслуживанию тросового виброизолятора после его отсоединения от защищаемого объекта вывинчиваются элементы 13 крепления фиксаторов 10 или 11 оснований 1 и 2, благодаря чему последние за короткий промежуток времени освобождают гибкий трос 7. После этого при перемещении оснований 1 и 2 в противоположных направлениях освобождаются цилиндрические пружины 8 и 9, освобождая основания 1 и 2 от взаимной связи для продолжения последующих работ с комплектующими элементами виброизолятора.

При использовании предложенного тросового виброизолятора расширяются функциональные возможности его применения за счет оптимально выбранных геометрических параметров и упрощения его конструкции. При этом снижается себестоимость его изготовления за счет уменьшения металлоемкости, увеличения технологичности и уменьшения времени на его производство. Кроме того, предложенный тросовый виброизолятор имеет повышенный уровень ремонтопригодности, отличается уменьшением времени, затрачиваемого на обслуживание при замене элементов конструкции. Все это в конечном итоге предопределяет повышенную эффективность виброизолятора.

Изобретение относится к устройствам гашения вибраций и ударов и может быть использовано для защиты объектов различного назначения от вибраций и ударов со стороны носителей, в частности наземного, авиационного и корабельного транспорта. Имеются обращенные друг к другу основания с цилиндрическими углублениями и продольными пазами на противоположных поверхностях. В углублениях выполнены резьбовые отверстия, а в продольных пазах - гладкие отверстия. Гибкий трос выполнен в виде витков. Цилиндрические пружины установлены в углублениях оснований. Фиксаторы положения троса выполнены с резьбовыми отверстиями, соосными гладким отверстиям продольных пазов оснований. Каждый из фиксаторов установлен в продольном пазу соответствующего основания, выполненном на поверхности, обращенной к другому основанию, с возможностью взаимодействия с витками троса и основанием. На обращенных друг к другу сторонах оснований выполнены поперечные пазы, направленные перпендикулярно и/или разнонаправленно под углом к боковым поверхностям оснований. Витки троса навиты по двум спиралям и расположены в поперечных пазах оснований разнонаправленно с образованием петли в центральной части. Количество поперечных пазов одного из оснований выбрано на два меньше, чем в другом основании. Количество гладких отверстий в его продольном пазу и количество резьбовых отверстий в примыкающем к этому основанию фиксаторе выбрано на одно меньше, чем в другом основании и другом фиксаторе. Ребра фиксаторов, стенки и дно поперечных пазов в местах выхода скруглены. Виброизолятор характеризуется расширенной областью применения. Повышение эффективности виброизоляции достигается за счет увеличения уровня надежности, снижения себестоимости, уменьшения массово-геометрических характеристик и улучшения технологичности конструкции. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Тросовый виброизолятор, содержащий обращенные друг к другу основания, каждое из которых выполнено с имеющимися на противоположных поверхностях цилиндрическими углублениями и продольными пазами, расположенными между углублениями, а также с резьбовыми отверстиями в углублениях и гладкими отверстиями в продольных пазах, гибкий трос, выполненный в виде витков, цилиндрические пружины, установленные в обращенных друг к другу углублениях оснований и взаимодействующие с ними, фиксаторы положения гибкого троса, выполненные с резьбовыми отверстиями, соосными гладким отверстиям продольных пазов соответствующих оснований и совпадающими с ними по количеству, элементы крепления фиксаторов, при этом каждый из фиксаторов установлен в продольном пазу соответствующего основания, выполненном на поверхности, обращенной к другому основанию, с возможностью взаимодействия с витками гибкого троса и основанием, на обращенных друг к другу сторонах оснований выполнены поперечные пазы, направленные перпендикулярно и/или разнонаправленно под углом к боковым поверхностям оснований и имеющие глубину, превышающую глубину продольных пазов оснований, витки троса навиты по двум спиралям и расположены в поперечных пазах разнонаправленно с образованием петли в центральной части троса, количество поперечных пазов одного из оснований выбрано на два меньше, чем в другом основании, а количество гладких отверстий в его продольном пазу и количество резьбовых отверстий в примыкающем к этому основанию фиксаторе выбрано на одно меньше, чем в другом основании и другом фиксаторе, ребра фиксаторов, стенки и дно поперечных пазов в местах их выхода на боковые поверхности оснований скруглены.2. Тросовый виброизолятор по п.1, в котором поперечные пазы оснований выполнены цилиндрическими или прямоугольными.3. Тросовый виброизолятор по п.1, в котором концевые участки гибкого троса обжаты наконечниками.