Виброизолирующее устройство Советский патент 1992 года по МПК E21B7/02 F16F15/00 

Изобретение относится к области горного машиностроения и может быть использовано также в любом производственном процессе, где имеется необходимость защиты человека от вибрации.

Известно виброизолирующее устройство содержащее резервуар, заполненный рабочей средой, в которой помещена эластичная камера с легким инертным газом, на которой закреплена платформа, предназначенная для установки виброизо- лируемого объекта.

Недостатком известного устройства является способность гофрированной металлической мембраны передавать вибрацию на изолируемый объект при определенных режимах колебаний системы.

Известно также виброизолирующее устройство бурильной установки, состоящее из двух однотипных локальных вибросистем: основной и дополнительной. Основная система включает инерционный элемент (рабочую платформу), установленный через упруговязкий элемент (диафрагму) на виброактивную базу (раму бурильной установки). Дополнительная система также включает инерционный элемент (балансир- ный груз), установленный через упруговязкий элемент (мембрану) на той же виброактивной базе (раме бурильной установки). Элементом, входящим в обе эти вибросистемы, кроме базы, является сжатый воздух, находящийся в герметичной емкости, разделенной мембраной на две полости, сообщающиеся между собой посредством калиброванного отверстия (дросселя).

Недостаток данного виброизолирующего устройства обусловлен функциональными особенностями локальных вибросистем и состоит в следующим. Сжатый воздух, поскопьку он находится в гермем

00

сл сл о

hO

тичной емкости, представляет собой упругое тело, в обычных условиях близкое к идеал ыно упругому, т.е. практически без потерь передающему энергию вибрации. Поэтому диафрагма, мембра на и дроссел ь явл я ют - ся главными элементами, которые преобразуют поток энергии колебаний в тепловую энергию. Пределы эффективного вибропоглощения диафрагмы и мембраны зависят от внутренней структуры их материала, его массы; потери в дросселе зависят от площади проходного отверстия. Но все эти параметры вибропоглотителей обусловлены в конечном счете константными массами инерционных элементов. Величина внутренних потерь в диафрагме обусловлена массой рабочей плат- Формы, величина потерь в мембране и дросселе зависит от массы балансирного груза. Основная вибросистема, способная к вибропоглощению определенного узкого спектра вибраций, эффективна в пределах именно этого спектра. Дополнительная вибросистема, настроенная на другой узкий спектр вибраций, также эффективна в пределах лишь этого другого спектра. Но рама бурильной установки (виброактивная база) является источником широкого диапазона разнообразных колебаний, лежащих также и за пределами поглощаемых дискретных спектров. Поэтому значительная часть вибраций беспрепятственно передается на рабочую платформу.

Целью изобретения является повышение эффективности работы.

Указанная цель достигается тем, что, в устройстве, содержащем платформу, установленную через диафрагму, и емкость, заполненную сжатым газом на виброактивной базе, емкость с избыточным давлением воздуха сообщается с атмосферой через возду- хопроницаемый пористый атериал (поролон, микропор), расположенный по ее периметру, и с системой притока сжатого воздуха. Пористый материал является элементом неупругого вязкого трения, возникающего при истечении возбужденного вибрацией воздуха через поры воздухопроницаемого материала из емкости в окружающую среду. Окончательная диссипация энергии колебаний происходит при соединении отработавшего воздуха с атмосферным.

На чертеже изображено виброзащитное устройство в рабочем положении, разрез по вертикали.

Устройство содержит виброактивную базу 1, рабочую платформу 2, емкости 3, по периметру закрытие диафрагмой из воздухопроницаемого пористого материала 4, трубопровод 5 подвода сжатого воздуха. Замок, фиксирующий платформу в транспортS

ном положении, коллектор, дроссель, манометр, запорный вентиль на чертеже не показаны.

Виброизолирующее устройство работает следующим образом.

Перед началом работы Оператор открывает замок, фиксирующий платформу в транспортном положении, устраняя тем самым жесткую связь между платформой 2 и

0 базой 1. Затем открывает запорный вентиль и сжатый воздух через дроссель и коллектор, через трубопровод 5 поступает в емкости 3. Поскольку пористый материал 4 под действием веса рабочей платформы находится

5 в сжатом состоянии, то его поры закрыты и емкости 3 герметизированы, поэтому давление в них повышается. Действуя на поверхность днища платформы 2, сжатый воздух поднима- ет кабину над базой 1 на определенную высо0 ту. Пористый материал 4 при подъеме кабины освобождается от сдавливающего действия веса платформы и становится воздухопроницаемым. Воздух из емкости 3 через поры материала 4 проникает в окружающую атмос- .

5 феру, давление в емкостях уменьшается. Это приводит к тому, что кабина своим весом вновь начинает сжимать пористый материал 4. Воздухопроницаемость более сжатого материала 4 снова уменьшается 0 давление в емкостях 3 возрастает. В установившемся режиме работы платформа лежит на воздушной подушке. Дросселем устанавливают необходимую норму расхода, которая контролируется по давлению

5 манометром. Материал 4 выполняет две функции: во-первых, он является сопротивлением, обеспечивающим избыточное давление воздуха в емкостях 3; во-вторых, он является элементом неупругого вязкого тре0 ния, возникающего при истечении возбужденного вибрацией воздуха из емкостей 3 в окружающую среду через поры материала 4. Окончательное рассеивание энергии колебаний, не поглощенных материалом 4, про5 исходит за пределами емкости 3, при соединении отработавшего воздуха с атмосферным. Для компенсации возможного отклонения центра тяжести платформы от приведенного центра давления воздуха между платформой и базой размещается не0 сколько (три-четыре) емкостей, каждая из которых имеет относительно независимую подпитку через коллектор.

Для перевода виброизолирующего устройства в нерабочее (транспортное) поло5 жение оператор перекрывает вентилем приток сжатого воздуха в емкости 3 и закрывает замок, жестко фиксирующий платформу на базе.

Предлагаемое решение блокирует проявление упругих свойств сжатого воздуха и позволяет обеспечить импеданс виброизолятора много меньший, чем импеданс платформы и базы, т.е. достигается наибольшая податливость изолятора. При этом расход воздуха через пористый материал незначителен, чему способствует также и низкое давление воздуха в емкостях. Так, при размещении четырех емкостей под кабиной весом 410 кг с общей опорной площадью 2 м среднее давление в емкости составляет 0,2 .

0

Формула изобретения Виброизолирующее устройство, включающее размещенную под источником виброколебаний емкость, связанную с системой подвода сжатого воздуха.установленную в емкости диафрагму, отличающееся тем что с целью повышения эффективности виброизоляции, боковые стенки емкости образованы диафрагмой, которая размещена по периметру емкости и выполнена из воздухопроницаемого материала для сообщения полости емкости с атмосферой.

Использование: горное дело, для гашения вибрации. Сущность изобретения: устройство содержит емкость, связанную с системой подачи сжатого воздуха, установленную по периметру емкости диафрагму из воздухопроницаемого материала для сообщения полости емкости с атмосферой. Пористый материал является элементом неупругого вязкого трения возникающего при истечении под действиег вибрации воздуха через поры воздухопроницаемого материала из емкости в окружающую среду. Окончательная диссипация энергии колебаний происходит при соединении отработавшего воздуха с атмосферным. 1 ил.