ПРУЖИННО-КАНАТНЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР

Изобретение относится к машиностроению, к устройствам, применяемым для уменьшения вибрации чувствительного подвижного оборудования, тяжелых ротационных и поршневых машин, авиационной радиоэлектроники, судовой техники и различных чувствительных к вибрации устройств, в частности в тепловых машинах, например, для уменьшения вибрации от двигателей внутреннего сгорания.

Известно виброизолирующее устройство - патент РФ №113801. Устройство содержит нижние и верхние наружные и внутренние опорные элементы, упругие элементы-пружины, упругодемпфирующий элемент - стальной канат, соединяющий верхние и нижние опорные элементы поочередным плетением с образованием петель стального каната и фиксацией крепежными средствами, средства фиксации положения пружин, расположенных с внутренних сторон внутренних нижнего и верхнего опорных элементов. Крепежные средства петель стального каната расположены радиально по окружности опорных элементов симметрично между пружинами.

Известно также виброизолирующее устройство - патент на изобретение РФ №2479765, которое содержит упругодемпфирующий элемент из непрерывного стального каната с образованием петель и упругие элементы из пружин сжатия с однорядным расположением между опорными элементами виброизолирующего устройства, принятое за прототип.

Недостатками известного технического решения являются:

1. Низкая звукоизоляция, которая обеспечивается в основном канатными петлями, прижатыми между наружным и внутренним верхним и нижним опорными элементами.

2. Проскальзывание канатных петель в опорных элементах при работе виброизолятора, приводящее к ухудшению стабильности характеристик и плавности его работы.

3. Сложность формы упругодемпфирующего канатного элемента и обеспечения точности рабочей длины каждой канатной дуги

4. Однорядное расположение пружин сжатия между опорными элементами (фиг. 13, 14, 20), недостаточная компактность и недостаточно высокая несущая способность (фиг. 20)

Техническим результатом данного изобретения являются:

1. Упрощенная форма упругодемпфирующего канатного элемента.

2. Высокая эффективность вибро-звукоизоляции.

3. Большая несущая способность.

4. Компактность.

Указанный технический результат достигается за счет того, что пружинно-канатный виброизолятор, содержит наружные и внутренние нижние и верхние опорные элементы, упругие элементы из пружин сжатия, упругодемпфирующий элемент из непрерывного стального каната, соединенный с нижним и верхним опорными элементами, центрирующие элементы пружин сжатия, расположенные противоположно друг другу, согласно изобретению, виброизолятор выполнен, по меньшей мере двухрядным расположением пружин сжатия. Упругодемпфирующий стальной канатный элемент свит в виде канатной пружины, которая размещена в предварительно выполненных полукруглых поперечных пазах двух - наружного и внутреннего, нижнего и верхнего опорных элементах по образующей канатной пружины.

Такое размещение упругодемпфирующего стального канатного элемента в полукруглых пазах, выполненных по всей ширине наружного и внутреннего, нижних и верхних опорных элементов, обеспечивает достижение максимальной площади контакта отрезков стального каната между внутренними поверхностями наружного опорного элемента и внутреннего верхнего и нижнего опорных элементов.

В плотно уложенных группах стальных витых проволок и переплетенных прядей стальных канатов существуют незначительные зазоры. Под действием сил по поперечной плоскости происходит упругая деформация проволок и прядей с одновременным трением между ними.

Следовательно, благодаря упругодемпфирующим свойствам стального каната, виброизолятор на высоких частотах обеспечивает хорошую звукоизоляцию.

Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид пружинно-канатного виброизолятора в сборе, на фиг. 2, 3 - виды наружного опорного элемента; на фиг. 4, 5 - виды внутреннего опорного элемента.

Пружинно-канатный виброизолятор содержит наружные 1, 2 (фиг. 1-3), внутренние 3, 4 (фиг. 1, 4, 5) нижние и верхние опорные элементы (фиг. 1), упругие элементы, по меньшей мере двухрядных пружин сжатия 5, 6, упругодемпфирующий стальной канатный элемент 7 и крепежные средства 8.

На фиг. 1-5 обозначены:

9 - средства крепления опорных элементов 1-4 (фиг. 1-5) к амортизируемому объекту и фундаменту (на фиг. 1-5 не показаны);

10, 11 - центрирующие элементы (фиг. 1.4) пружин сжатия 5, 6 (фиг. 1), выполненные в виде цилиндрических углублений;

12 - закругление - фаска (фиг. 1, 4) горловин цилиндрических углублений - для обеспечения надежности работы пружин сжатия 5, 6 (фиг. 1);

23, 14, 15, 16 - полукруглые пазы (фиг. 1-5) противоположно расположенные между наружными 1, 2 и внутренними 3, 4 нижними и верхними опорными элементами;

17, 18 - отверстия (фиг. 3-5) для крепежных средств.

Пружинно-канатный виброизолятор в качестве, например, опор судового дизеля работает следующим образом.

При работе амортизированного дизеля (на фиг. 1-5 не показан), а также возникновении случайных толчков, сотрясений как со стороны судового фундамента, так и со стороны дизеля, колебательная энергия от лапы дизеля поглощается в основном упругими элементами - пружинами сжатия 5, 6 (фиг. 1), а быстрое гашение колебаний обеспечивает упругодемпфирующий стальной канатный элемент 7. Гашение при этом происходит за счет трения между стальными жилами каната, т.е. рассеяния колебательной энергии в направлениях трех взаимно перпендикулярных осей.

При случайных сильных сотрясениях и ударах происходит резкое сближение внутренних опорных элементов 3, 4 (фиг. 1) с максимальной амплитудой смещения.

В выше упомянутых условиях виброизолятор, точнее части стального каната, расположенные в поперечных канавках наружных 1, 2 и внутренних 3, 4 опорных элементов, благодаря упругодемпфирующим свойствам на высоких частотах обеспечивают хорошую звукоизоляцию.

Анализ известных технических решений в данной области и в смежных отраслях показывает, что такие конструкции пружинно-канатных виброизоляторов с указанными особенностями, преимуществами и отличительными признаками не имеются.

Реализация пружинно-канатных виброизоляторов в системе виброизоляции двигателя в рамках развития лабораторной базы кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания и дизельных установок Санкт-Петербургского государственного морского технического университета находится на стадии создания отдельных опытных образцов.