Виброизолирующая система Советский патент 1992 года по МПК F16F7/14 

Изобретение относится к виброзащитной технике и предназначено для защиты оборудования от вибрации л ударов.

Известно устройств о, содержащее опорные основания, амортизаторы, на кото- рых устанавливаются защищаемое оборудование и поддерживающие узлы. Недостатками данного устройства являются невысокая прочность поддерживающих узлов, сложность монтажа и невысокое качество виброизоляции.

Известно устройство, содержащее опорное основание, амортизаторы, расположенные на опорном основании и предназначенные для установки на них защищаемого оборудования, поддерживающие узлы, выполненные из тросов, которые через обоймы одним концом закреплены жестко на защищаемом объекте, а другим концом - на втулке. Втулка

перемещается в продольном направлении по направляющей оси, закрепленной на другом опорном основании.

Недостатком данного устройства является малый горизонтальный ход, вследствие чего эффективная еиброизоляция объекта обеспечивается только при малых амплитудах колебаний в горизонтальной плоскости. Кроме того, в вертикальной плоскости не предусмотрены упругие ограничители и возможен удар защищаемого объекта о жесткое опорное основание. Конструкция поддерживающих узлов предусматривает наличие второго опорного основания, что сужает область применения, а наличие пар скольжения усложняет использование этой системы.

Наиболее близкой к изобретению является система виброзащиты на Г-образных тросовых амортизаторах, состоящая из

XJ XI

О

сл

опорного основания, к которому крепятся стойки, а изделие подвешивается к опорным стойкам обычно на четырех Г-образных амортизаторах, представляющих собой пакет из тросовых отрезков, изогнутых под прямым углом.

Однако известная система имеет следующие недостатки: при установке защищаемого объекта на меньшем количестве амортизаторов возникает значительная раскачка объекта (возрастает коэффициент усиления на резонансе), система не имеет упругих упоров, а при креплении к боковой поверхности проявляются недостатки, обусловленные консольным закреплением защищаемого объекта, кроме того, защита объекта начинается при колебаниях свыше 20 Гц.

Цель изобретения - повышение эффективности пространственной виброзащиты объекта за счет снижения резонансной час- тоты и уменьшения коэффициента передачи на резонансе.

На фиг.1 изобрах ена виброизолирующая система, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид соку; на фиг.З - то же, вид сверху (пунктиром показано положение виброизолирующей системы при действии большой горизонтальной нагрузки); на фиг.4 - положение виброизолирующей системы при действии большой вертикальной нагрузки; на фиг.5 - положение среднего троса (корректора жесткости) до настройки на вес; на фиг б - то же, после наст ройки; на фиг.7 - упругие характеристики виброизолоирую- щей системы и ее элементов

Виброизолирующая система содержит опорное основание 1, упругие элементы из тросов 2 и 3 и элементы для крепления последних к опорному основанию 1 и защищаемому объекту 4. Элементы для крепления тросов выполнены в еиде параллельно установленных пластин 5 и 6. Пластины 5 жестко закреплены на опорном основании 1, а пластины б предназначены для крепления к защищаемому объекту 4. На каждой из пла- стин 5 опорного основания 1 установлены две наклонные втулки 7 и одна перпендикулярная пластине 5 втулка 8, размещенная между втулками 7. Во втулках 7 и 8 укреплены концы тросов 2 и 3, торцы которых раз- мещены на одной прямой, параллельной направлению вертикальной нагрузки. В каждой из других пластин 6 выполнены соответственно два отверстия и продольный паз 9 между ними.

В пазах 9 размещены другие концы тро- соа 3. Средний трос 3 выполнен или пло ским, или в виде двух круглых параллельно расположенных и соединенных между собой отрезков, и конец его установлен с возможностью перемещения вдоль паза 9 и фиксации. С помощью среднего троса 3, выполняющего роль корректирующего упругого элемента, в виброизолирующей системе обеспечивается режим квазинулевой жесткости в вертикальной плоскости,что позволяет значительно снизить частоту колебаний.

На фиг.7 представлены упругие характеристики1 1 - основного упругого элемента тросов 2; 2 - корректора жесткости - троса 3; 3 - суммарная упругая характеристика системы. Суммарная характеристика имеет S - образный нелинейный вид с участком пониженной жесткости 50ж. Корректор жесткости на указанном интервале 30ж имеет отрицательный коэффициент жесткости, за счет чего снижается общая жесткость системы. Кроме того, при колебаниях, амплитуда

с

перемещения которых больше -тр- (резонансный режим) виброзащитная система работает на ветви упругой характеристики за пределами Зож Жесткость системы плавно возрастает и корректор в этом случае является как бы упругим упором.

Усилие коррекции, создаваемое корректирующим элементом - тросом 3, зависит от толщины троса и степени его предварительного поджатия. Длина троса корректирующего элемента выбирается с учетом динамического хода всего виброизолирующего узла Применение плоского троса или двух круглых, рядом расположенных и соединенных между собой, вызвано тем, что как показали эксперименты, при применении одного круглого троса иногда наблюдается паразитное кручение вокруг горизонтальной оси X и выщелкивание в горизонтальную плоскость. При применении -плоского троса или двух круглых этого явления не наблюдается.

Кроме того, трос 3 корректора жесткости служит упругим ограничителем всей системы в вертикальном направлении и по оси У (фиг.4). В горизонтальном направлении по X упругими ограничителями служат несущие тросы 2 (фиг.З).

До установки защищаемого оборудования на тросовые виброизоляторы не закрепленный конец троса 3 корректирующего элемента находится в свободном состоянии (фиг.5). После установки защищаемого объекта не закрепленный конец троса 3 передвижением по пазу выводится в одну горизонтальную плоскость с другим его концом и в этом положении фиксируется неподвижно устройством 10 (фиг.б). Так как в этом случае расстояние между концами троса минималыно, трос оказывается в поджатом состоянии, т.е. в положении неустойчивого равновесия.

Виброизолирующая система работает следующим образом.

При воздействии со стороны опорного основания 1 пространственной вибрации отрезки несущих тросов 2 начинают упруго деформироваться, обеспечивая виброзащиту объекта 4 по направлению осей X, У, Z. При этом упругий корректирующий элемент - грос 3, выходя из положения неустойчивого равновесия, которое создается при его поджатии, уменьшает жесткость несущих тросов. Тем самым создается низкочзстот- пая виброзащита в направлении оси 2 При больших вибрационных или ударных воздействиях в направлении оси Z несущие тросы модулей изгибаются до тех пор, пока трос корректора жесткости полностью не выпрямится (фиг.4). Дальнейшее смещение защищаемого объекта возможно только при растяжении троса Жесткость троса на рзс- тяжении значительно больше изгибной жесткости и смещение защищаемого объекта в вертикальной плоскости прекращается.

При больших вибрационных или ударных воздействиях в горизонтальном направлении (ось X) несущие тросы 2 изгибаются (фиг.З). Защищаемый объект смещается до касания тросов, которые при дальнейшее смещении натягиваются и останавливают движение объекта В направлении оси У защищаемый обьект смещается до натяжения троса 3 корректора жестко- сти, так как его длина меньше длины тросов 2 и движение объекта также прекращается

Чтобы избежать трения между тросами и защищаемым объектом при горизонталь

ной вибрации, на тросы можно надеть чехлы или упругую прокладку закрепить на зищи- щаемом объекте.

Виброизолирующая система обеспечивает высокоэффективную пространственную защиту объекта, отличается простотой и позволяет виброизолировать оборудование практически любого веса и габаритов. Гашение колебаний в вертикальном направлении начинается с 2,5 Гц, в горизонтальном с 4,5 - 6 Гц,

Формула изобретения Виброизолирующая система, содержащая опорное основание, упругие элементы из тросов и элементы для крепления последних к опорному основанию и защищаемому объекту, отличающаяся тем, что, с целью повышения Эффективности пространственной виброзащиты, элементы для крепления тросов выполнены в виде параллельно установленных пластин, одни из которых жестко закреплены на опорном основании, а другие предназначены для крепления к защищаемому объекту, и установленных на каждой из пластин опорного основания двух наклонных и одной размещенной между ними перпендикулярной втулок для крепления в них концов тросов, торцы которых размещены на одной прямой, параллельной направлению вертикальной нагрузки, а в каждой из других пластин выполнены соответственно два отверстия и продольный паз между ними, в которых размещены другие концы тросов, средний трос выполнен или плоским или в виде двух круглых параллельно расположенных и соединенных между собой отрезков и конец его установлен с возможностью перемещения вдоль паза и фиксации.

-У

fi

Р

,

Ј

Использование: защита оборудования от вибрации и ударов. Сущность изобретения: виброизолирующая система содержит опорное основание 1 и группы упругих элементов, одни концы которых закреплены на опорном основании 1, а другие предназначены для консольного крепления к ним защищаемого объекта 4. Каждая группа упругих элементов состоит из тросов 2 и расположенного между ними троса 3. С помощью среднего троса 3, выполняющего роль корректирующего упругого элемента в виброизолирующей системе, обеспечивается режим квазинулевой жесткости в вертикальной плоскости, что позволяет снизить частоту колебаний. 7 ил.

фиг4

ф1/е З

Фиг. $

Фиг. 6

Фиг. 7