ВИБРОИЗОЛЯТОР Российский патент 2009 года по МПК F16F7/14 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а более конкретно к усовершенствованию виброизолирующих опор двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для снижения вибрации и шума дизелей и других механизмов судовых и стационарных энергетических установок.

Известны виброизоляторы [1-4], содержащие торообразный упругий элемент из стального каната, навитого по спирали, диски, между которыми расположены витки стального каната и которые установлены перпендикулярно оси опоры в диаметрально противоположных точках. Однако такие виброизоляторы пригодны для виброизоляции относительно легкого оборудования и приборов.

Известен также виброизолятор [5], содержащий основной и дополнительный упругие элементы из стального каната в виде бухты. Основной упругий элемент выполнен торообразно, т.е. аналогично [1-4], а дополнительный упругий элемент выполнен из материала, аналогичного основному канатному упругому элементу, и расположены они так, что витки основного канатного упругого элемента охватывают витки дополнительного канатного упругого элемента бухты. Свободная незаполненная полость, образованная между витками дополнительного упругого элемента и витками торообразного упругого элемента, в свободном состоянии виброизолятора (т.е. до установки под объект) составляет 25-30%, а под нагрузкой (после установки под объект) составляет 5-15%.

Существенным недостатком виброизолятора является его недостаточная эффективность, особенно дополнительного упругого элемента бухты. Так как дополнительный упругий элемент (бухта) образован или выполнен из стального каната с плотно плетенными прядями, то бухта является достаточно жесткой. Это связано с тем, что свободная не наполненная полость, образованная между витками дополнительного упругого элемент (бухты) и витками основного упругого торообразного элемента, имеет вид "квазигладких" зазоров.

Существенным недостатком известного виброизолятора [5] является недостаточная упругость дополнительного упругого элемента (бухты), особенно по оси виброизолятора. Это объясняется тем, что стальной канат по структуре имеет квазигладкую поверхность с плотно навитыми прядями. Поэтому при соприкосновениях между собой по оси виброизолятора деформации бухты весьма незначительные. Такой виброизолятор наиболее эффективен в области высоких частот.

Изобретение направлено на усовершенствование виброизоляторов.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности виброизоляции виброизолятора в широком диапазоне частот.

Для этого виброизолятор, содержащий основной торообразный упругий элемент из стального каната, навитого по спирали, диски, между которыми расположены витки стального каната, установленные перпендикулярно оси виброизолятора в диаметрально противоположных точках спирали витков, снабжен дополнительным упругим элементом, выполненным из пряди стального каната и расположенным внутри основного упругого элемента так, что витки основного упругого элемента охватывают витки дополнительного упругого элемента.

При этом плотность прядей в торообразном объеме, образованном витками основного упругого элемента, составляет от 10 до 90%.

Кроме того, дополнительный упругий элемент виброизолятора может быть выполнен:

1. С диаметром пряди, соответствующим диаметру прядей стального каната основного упругого элемента;

2. С диаметром пряди больше или меньше диаметра прядей стального каната основного упругого элемента, раскрученного из стального каната произвольного диаметра;

3. Из совокупности отдельных прядей стальных канатов различных диаметров.

На фиг.1 представлен виброизолятор; на фиг.2 - виброизолятор, разрез.

Виброизолятор содержит торообразный упругий элемент 1 из стального каната, навитого по спирали, опорные диски (фланцы) 2 и 3 с прижимными кольцами 4 и 5, расположенными на внутренней поверхности дисков 2 и 3, дополнительный упругий элемент 6, выполненный из прядей А, В, С, D и т.д. стального каната.

Диаметры прядей А, В, С, D и т.д. могут быть одинаковы, т.е. расплетены из стального каната определенного диаметра, например диаметра, соответствующего диаметру прядей Е, F, G, Н и т.д. стального каната основного торообразного упругого элемента 1.

Дополнительный упругий элемент 6 может быть выполнен также из прядей А, В, С, D и т.д. диаметром больше или меньше диаметра прядей Е, F, G, Н и т.д. стального каната основного упругого элемента 1, т.е. из прядей стального каната произвольного диаметра.

Кроме того, дополнительный упругий элемент 6 может быть выполнен из совокупности отдельных прядей А, В, С, D и т.д. из стальных канатов различных диаметров.

Указанные особенности выполнения дополнительного упругого элемента 6 обеспечивают особый механизм деформации прядей в зависимости от номинальной нагрузки и характера вынужденных колебаний.

I, J, K, L и т.д. обозначают пустоты, полости, в сумме образующие свободную часть тора, в пределах которой происходят деформации прядей и всей бухты в целом.

Для крепления виброизолятора к дизелю и к фундаментной раме опорные диски 2 и 3 имеют центральные резьбовые отверстия 7.

Виброизолятор работает следующим образом.

При вертикальных возмущающих воздействиях на виброизолятор как от, например, дизель-генератора, так и от корпуса судна или отдельных его конструкций витки стального каната основного - торообразного упругого элемента 1 допускают значительную, чем у известного виброизолятора [5], деформацию изгиба (в пределах заранее заданной необходимой суммарной полости, образованной между витками стального каната торообразного основного упругого элемента 1 и прядями А, В, С, D и т.д. дополнительного упругого элемента 6) и под действием динамических нагрузок (например, от не уравновешивающих сил и моментов) осуществляют гашение вибрации особенно низких частот.

Дополнительный упругий элемент 6 улучшает изоляцию вибрации как в области средних, так и в области высоких частот и обеспечивает достаточно быстрое затухание колебаний агрегата на виброизоляторах за счет уменьшения потерь на трение, обеспечиваемое как свойством и структурой самого стального каната 1 и прядей 6, так и конструктивной особенностью виброизолятора.

Витки каната торообразного упругого элемента 1 с витками прядей А, В, С, D дополнительного упругого элемента 6 хорошо противостоят вибрационным (динамическим) и линейным нагрузкам, выдерживают многократные удары высокой интенсивности длительностью 0,05-0,1 с благодаря представленной взаимосвязи и свойствам стального каната, обладающего требуемой несущей способностью и большим демпфированием.

Кроме того, увеличение амплитуды при резонансе меньше в три раза, чем у традиционных виброизоляторов, следовательно, амплитуда быстро падает после ударного воздействия и обеспечивает стабильность виброизолятора.

Таким образом, виброизолятор представленной конструкции и с особенностями выполнения дополнительного упругого элемента из прядей А, В, С, D стального каната в отличие от прототипа обеспечивает эффективность виброизоляции как в низких и средних, так и высоких частотных диапазонах.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР № 741003, кл. F16F 7/14, 1980. Виброизолирующая опора и способ изготовления тросового виброизолятора.

2. Патент РФ № 2075667, кл. F16F 7/14, 20.03.97, бюл. № 8. Виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания.

3. Патент РФ № 2185540, кл. F16F 7/14, 20.07.2002, бюл. № 20. Виброизолирующая опора.

4. Патент РФ № 2219395, кл. F16F 7/14, 20.12.2003, бюл. № 35. Виброизолирующая опора.

5. Патент РФ № 2040716, кл. F16F 7/14, 27.07.95, бюл. № 21. Виброизолирующая опора ДВС (прототип).

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению. Виброизолятор содержит торообразный упругий элемент из стального каната, навитого по спирали. Между дисками расположены витки каната, установленные перпендикулярно оси опоры в диаметрально противоположных точках спирали витка. Дополнительный упругий элемент расположен внутри основного. Витки основного упругого элемента охватывают витки дополнительного упругого элемента. Стальной канат торообразного упругого элемента выполнен из прядей. Дополнительный упругий элемент выполнен из расплетенной пряди стального каната, свернутой в бухту. Достигается повышение эффективности виброизолятора в широком диапазоне частот. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Виброизолятор, содержащий торообразный упругий элемент из стального каната, навитый по спирали, диски, между которыми расположены витки каната, установленные перпендикулярно оси опоры в диаметрально противоположных точках спирали витка, и дополнительный упругий элемент, расположенный внутри основного так, что витки основного упругого элемента охватывают витки дополнительного упругого элемента, отличающийся тем, что стальной канат торообразного упругого элемента выполнен из прядей, а дополнительный упругий элемент выполнен из расплетенной пряди стального каната, свернутой в бухту.

2. Виброизолятор по п.1, отличающийся тем, что плотность прядей в торообразном объеме, образованном витками основного упругого элемента, составляет от 10 до 90%.

3. Виброизолятор по п.1, отличающийся тем, что диаметр пряди дополнительного упругого элемента соответствует диаметру прядей стального каната основного упругого элемента.

4. Виброизолятор по п.1, отличающийся тем, что диаметр пряди дополнительного упругого элемента больше или меньше диаметра прядей стального каната основного упругого элемента, раскрученного из стального каната произвольного диаметра.

5. Виброизолятор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный упругий элемент выполнен из совокупности отдельных прядей из стальных канатов различных диаметров.