СТЕНД ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРУГИХ СВЯЗЕЙ СИСТЕМЫ АМОРТИЗАЦИИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА Российский патент 2023 года по МПК G01M7/02 F16F15/06 

Изобретение относится к установкам для оценки эффективности виброизоляции упругих связей системы амортизации дизель-генераторов.

Установки для оценки эффективности виброизоляции упругих связей системы амортизации дизель-генераторов известны. В представленном техническом решении в качестве упругих связей системы амортизации рассматриваются опорные упругие связи - виброизоляторы и неопорные упругие связи - виброизолирующие муфты.

Известно техническое решение - «Способ определения коэффициента эффективности вибрационной защиты виброизолирующих муфт судовых дизель-генераторов» РФ №2730694 МПК В63Н 21/30, опубл. 25.08.2020 Бюл. №24, принятое за аналог [1]. Существенными недостатками аналога [1] являются:

1. Оценка эффективности виброизоляции рассматривается только неопорной упругой связи - виброизолирующей муфты.

2. Эффективность виброизоляции виброизолирующей муфты рассматривается только для общей системы амортизации, то есть дизель и генератор установлены на общей - несущей раме, а упругие опорные связи виброизоляторы установлены между несущей рамой и судовым фундаментом.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков техническим решением является изобретение - «Способ реализации опорной и неопорной амортизации судовой электростанции с виброактивным дизельным приводом» РФ №2730696 МПК В63Н 21/30, F16F 7/14 опубл. 25.08.2020 Бюл. №24, принятое за прототип [2], а именно установка для его реализации, которая на примере опорной и неопорной амортизации судовой дизельной электростанции с виброактивным дизельным приводом заключается в том, что:

1. Во-первых, упругие - поглощающие элементы и гасящие - демпфирующие элементы рассмотрены в отдельности с параллельным расположением, и во-вторых, гасящие - демпфирующие элементы автоматически включаются в работу только при режимах пуска, работы и остановки приводного дизеля.

1.1. В качестве упругих - поглощающих элементов используются витые пружины сжатия.

1.2. В качестве гасящих - демпфирующих элементов автоматически включающиеся в работу только при режимах пуска, работы и остановки приводного дизеля используются торообразные канатные виброизоляторы (ТКВ).

1.2.1. Предлагаемые ТКВ в отличие от известного [2] устанавливаются между нижними полосами несущей рамы по левому и правому бортам и основанием-фундаментом без нагрузки, то есть с нулевой жесткостью по всем осям координат.

1.2.2. Для обеспечения предлагаемого способа амортизации монтаж упругих - поглощающих элементов - витых пружины сжатия и гасящих - демпфирующих элементов - ТКВ осуществляется поэтапно с соответствующей последовательностью.

2. Неопорная амортизация осуществляется с помощью стальной канатной торообразной муфты (КТМ). КТМ устанавливается между ведущим и ведомым валами и производится центровка приводного дизеля с приемником энергии - генератором.

Таким образом изложенные в пунктах 1 и элементы установки характеризуют особенности способа опорной и неопорной амортизации энергетических установок с виброактивным дизельным приводом и средства для его осуществления в статическом состоянии.

На режимах пуска и остановки, обслуживания на различных, в том числе и переходных режимах работы, а также работы в условиях возникновения ударных механических сотрясений и ударов волн при ходе судна, ударов корпуса о лед при швартовке, ходовой вибрации, работающих механизмов (реализация способа в динамике), уменьшение динамических нагрузок обеспечивается благодаря сжатию и разжатию опорных пружинных виброизоляторов. При этом одновременно с работой пружины включаются в работу и гасящие - демпфирующие элементы - ТКВ, устраняя колебательный процесс превращением механической энергии колебаний за счет трения (проволок стального каната) в тепловую энергию и последующему ее рассеянию.

В этих условиях торообразная канатная муфта также обеспечивает передачу крутящего момента от приводного дизеля к потребителю энергии. Канатная муфта при передаче крутящего момента одновременно обеспечивает поглощение и демпфирование колебательных процессов. В отличие от резиновых торообразных муфт в стальных канатах при трениях проволок тепловая энергия не выделяется, поскольку при вращении муфта приобретает функцию вентилятора.

Существенным недостатком прототипа является то, что изобретение рассматривает только местную систему амортизации, то есть:

1. Опорная упругая связь (опорные виброизоляторы) приводного дизеля и приемника энергии-генератора с общей несущей рамой выполнена в виде индивидуальной системы амортизации со специальными торообразными канатными демпферами.

2. Неопорная упругая связь ведущего вала - дизеля и ведомого - генератора с помощью торообразной канатной муфты.

Целью изобретения является усовершенствование и развитие:

1. Различных систем амортизации дизель-генераторных агрегатов {Минасян М.А., Минасян A.M. Амортизация судовых дизельных энергетических установок: учеб. Пособие / Минасян М.А., Минасян A.M. - СПб.: Изд-во СПбГМТУ, 2017. - 360 с. (стр. 66, рис. 3.13) [3]}, а также других энергетических установок и технических объектов.

2. Новых образцов упругих опорных связей - опорных виброизоляторов и неопорных - виброизолирующих муфт в составе системы амортизации дизель-генератора.

Техническим результатом изобретения является повышение качества оценки эффективности виброизоляции упругих связей системы амортизации дизель-генератора за счет усовершенствования конструкции стенда с учетом минимизирующих факторов, влияющих на виброакустические характеристики, и расширение универсальности его применения.

Универсальность стенда заключается в возможности обеспечения оценки эффективности виброизоляции упругих связей различных системах амортизации дизель-генератора, например, местных, общих, двухкаскадных, с наклоннми расположениями опорных виброизоляторов и других [3], укомплектованными как серийно выпускаемыми, так и опытными образцами различных конструкций опорных виброизоляторов, виброизолирующих муфт и упорных виброизоляторов, успокоителей поперечных колебаний двигателей.

Обеспеченность в минимизации факторов заключается в применении неуравновешенного одноцилиндрового приводного дизеля, исключении взаимовлияния вибрации дизеля и генератора через опорные связи, высокоэластичные вставки трубопровода газоотводящей системы дизеля и наличии массивного железобетонного фундамента, виброизолированного от здания.

Отметим, что техническое решение по обеспечению исключения взаимовлияния вибрации дизеля и генератора через опорные связи, является особенно важным не только при целенаправленной оценке эффективности виброизоляции опорных виброизоляторов генератора и дизеля, но и при оценке эффективности виброизоляции муфты.

С целью экспериментальной оценки эффективности виброизоляции упругих связей системы амортизации дизель-генератора в зависимости от положения центра масс (ЦМ) генератора, дизеля или совместно дизеля и генератора одновременно относительно центра жесткости (ЦЖ) опорных виброизоляторов, генератор и дизель выполнены со штатными опорными лапами, которые контактируют с дополнительно установленными специальными жесткими кронштейнами с опорными лапами, регулируемыми опорными стойками. Стенд кроме штатной рамы дизель-генератора содержит также фундаментную, промежуточную и монтажную плиты.

Техническое решение поясняется чертежами, где представлены:

фиг. 1 - общий - продольный вид установки;

фиг. 2 - общий вид со стороны водяных насосов и регулятора частоты вращения дизеля;

фиг. 3, 4 - виды установки с общей системой амортизации дизель-генератора.

На фиг. 1-4 обозначены:

1 - двигатель внутреннего сгорания (ДВС);

2 - нагрузочное устройство - генератор (ДГ);

3 - штатная рама дизель-генераторной установки;

4 - фундаментная плита с пазами;

5 - промежуточная плита;

6 - монтажная плита дизеля;

7, 8 - кронштейны двигателя и генератора с опорными лапами;

9 - передвижные опорные пластины генератора;

10, 11 - регулируемые опорные стойки дизеля и генератора;

12 - массивное основание установки;

13-16, 24, 25 - упругие опорные связи - виброизоляторы;

17 - неопорная упругая связь - виброизолирующая муфта;

18 - высокоэластичная вставка трубопровода газоотводящей системы дизеля;

19 - маховик дизеля;

20 - втулка с фланцем генератора;

21 - промежуточный фланец;

22, 23 - штатные опорные лапы ДВС;

- центры массы дизеля и генератора,

а - зазор между штатной рамой и нижней лапой опорного кронштейна(фиг. 1, 2);

b - зазор между монтажной плитой и штатной рамой (фиг. 1, 2).

Стенд для оценки эффективности виброизоляции упругих связей системы амортизации дизель - генератора содержит одноцилиндровый неуравновешенный дизельный ДВС 1, генератор 2, штатную раму ДГ 3, фундаментную плиту 4 с пазами, промежуточную плиту 5, монтажную плиту 6 дизеля, кронштейны 7, 8 дизеля и генератора с опорными лапами, передвижные опорные пластины 9 генератора, регулируемые опорные стойки 10, 11 дизеля и генератора, 12 - массивное основание установки с массой в 5-10 раз превышающее массу установки и площадью фундамента, упругие опорные связи - виброизоляторы 13-16, 17 - неопорную упругую связь - виброизолирующую муфту, высокоэластичную упругую вставку 18 трубопровода газоотводящей системы дизеля, маховик 19 дизеля, втулку с фланцем 20 генератора, промежуточный фланец 21 и штатные опорные лапы 22, 23 ДВС.

Учитывая конструктивную универсальность стенда с минимизирующими факторами, влияющими на его виброакустические характеристики (ВАХ), стенд обеспечивает широкий спектр экспериментальных исследований для различных вариантов систем амортизации, поэтому ниже представлены основные из них в табличной форме.

Таким образом, новизна предлагаемого технического решения стенда для оценки эффективности виброизоляции упругих связей системы амортизации дизель-генератора в отличие от прототипа заключается:

1. В универсальности стенда, т.е. в возможности обеспечения оценки эффективности виброизоляции упругих связей различных систем амортизации дизель-генератора, например, местных, общих, двухкаскадных, с наклонными расположениями опорных виброизоляторов и других, укомплектованными как серийно выпускаемыми, так и опытными образцами различных конструкций опорных виброизоляторов, виброизолирующих муфт, упорных виброизоляторов и успокоителей поперечных колебаний двигателей.

2. В минимизации факторов влияющих на виброакустические характеристики, усложняющих анализ и оценку эффективности виброизоляции упругих связей системы амортизации, в частности опорых виброизоляторов и виброизолирующих муфт и дизель-генератора в целом. Это достигается применением одноцилиндрового приводного дизеля, исключением взаимовлияния вибрации дизеля и генератора через опорные связи, использованием высокоэластичной вставки трубопровода газоотводящей системы дизеля и наличием массивного железобетонного фундамента, виброизолированного от здания.

3. В исключении взаимовлияния вибрации дизеля и генератора через опорные связи, что особенно важно не только при отдельной оценке эффективности виброизоляции опорных виброизоляторов генератора и дизеля, но и при оценке эффективности виброизоляции муфты.

Изобретение относится к установкам для оценки эффективности виброизоляции упругих связей системы амортизации дизель-генераторов. Стенд для оценки эффективности виброизоляции упругих связей системы амортизации дизель-генератора содержит приводной дизель, генератор, опорные элементы крепления дизеля и генератора к рамным конструкциям, упругие опорные связи, неопорную упругую связь вала генератора с валом дизеля, газоотводящий трубопровод и трубопроводы системы охлаждения дизеля. Генератор установлен на штатную несущую раму, жестко связанную с фундаментной плитой, на которой изолированно от штатной несущей рамы закреплен неуравновешенный одноцилиндровый дизель. Опорные связи генератора и дизеля выполнены с дополнительными опорными элементами в виде кронштейнов и регулируемых опорных стоек. Обеспечивается повышение качества оценки эффективности виброизоляции упругих связей системы амортизации дизель-генератора. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стенд для оценки эффективности виброизоляции упругих связей системы амортизации дизель-генератора, содержащий приводной дизель, генератор, опорные элементы крепления дизеля и генератора к рамным конструкциям, упругие опорные связи, неопорную упругую связь вала генератора с валом дизеля, газоотводящий трубопровод и трубопроводы системы охлажения дизеля, отличающийся тем, что генератор установлен на штатную несущую раму, жестко связанную с фундаментной плитой, на которой изолированно от штатной несущей рамы закреплен неуравновешенный одноцилиндровый дизель, при этом опорные связи генератора и дизеля выполнены с дополнительными опорными элементами в виде кронштейнов и регулируемых опорных стоек.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что горизонтальные полосы дополнительно установленных кронштейнов расположены на уровне центров масс соответственно генератора и дизеля.

3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что нижняя опорная полоса штатной несущей рамы и фундаментная плита конструктивно выполнены с возможностью проведения оценки эффективности виброизоляции упругих связей различных вариантов систем амортизации дизель-генератора, при этом фундаментная плита размещена на массивном, изолированном от здания, основании.

4. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что газоотводящий трубопровод и трубопроводы системы охлаждения дизеля выполнены с упругими вставками.