Виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: в машиностроении, в частности в двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: виброизолирующая опора содержит упругий элемент в виде замкнутой спирали из стального троса, имеющий форму тора, две пары металлических дисков, установленные на витках спирали с наружной и внутренней сторон в диаметрально противоположных точках окружности, предусмотрены средства, обеспечивающие ограничение деформации сжатия, растяжения и сдвига упругого элемента при значениях нагрузок больше допустимых. Средствами, обеспечивающими ограничение деформации сжатия, являются крепежные болты виброизолятора, а растяжения и сдвига - кольцевой тарельчатый упор (в различных вариантах и комбинациях). 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а более конкретно к усовершенствованию виброизолирующих опор двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известна, например, виброизолирующая опора, содержащая упругий элемент, выполненный из стального троса и имеющий форму спирали, две пары металлических пластин с поперечными канавками на внутренних поверхностях для обхвата и фиксирования витков спирали с двух диаметрально противоположных сторон. При этом верхняя подвижная пара пластин служит опорой двигателя, нижняя подвижная опорой фундаментной рамы [1] Недостатком такой опоры является то, что, обладая требуемой жесткостью в вертикальном направлении, она не обладает необходимой горизонтальной жесткостью, т.е. жесткостью в продольном и поперечном направлениях. Кроме того, такой виброизолятор имеет большое свободное перемещение без страхующих средств от деформаций сжатия и растяжения при значениях нагрузок больше допустимых.

Известна также виброизолирующая опора, которая содержит тороидальный упругий элемент из стального троса, диски, между которыми размещены витки троса и узлы крепления опоры к объекту и основанию (фундаменту) [2] Существенным недостатком этой опоры является незастрахованность от недопустимых деформаций сжатия, растяжения и сдвига упругого элемента.

Техническим результатом является обеспечение надежной и эффективной виброизоляции с использованием средств ограничения сжатия, растяжения, сдвига упругого элемента.

Это достигается тем, что в опоре, содержащей тороидальный упругий элемент из стального троса, диски, между которыми размещены витки троса и элементы крепления опоры к объекту и основанию, выполнены в виде двух пар наружных и внутренних прижимных элементов, предназначенных для ограничения деформации сдвига, растяжения и сжатия упругого элемента при значениях нагрузок больше допустимых.

Средством, обеспечивающим ограничение деформаций сдвига и растяжения служит, кольцевой упор внутреннего прижимного элемента, установленный с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью упругого элемента.

Между периферийной частью плоскости тарельчатого кольцевого упора и витками троса тороидального упругого элемента может быть предусмотрен радиальный зазор в зависимости от конкретных требований к виброизолируемому объекту или к самой виброизолирующей опоре. Кроме того, для расширения области (пределов) регулировки жесткостных характеристик упругого элемента кольцевые упоры верхнего и нижнего прижимного элемента имеют одинаковую или разную форму сечения и могут быть предусмотрены в различных комбинационных вариантах.

Для ограничения деформации сжатия элементы крепления верхнего и нижнего наружных элементов содержат ограничители, контактирующие между собой при нагрузках сжатия больше допустимых. При этом крепежный болт верхней опоры виброизолятора выполнен в виде шпильки с контргайкой, длина которого рассчитывается таким образом, чтобы при полной затяжке его торец выступил над внутренней поверхностью диска и зазор относительно торца нижнего крепежного болта, соответствующий допустимой деформации сжатия.

На фиг. 1 представлен общий вид виброизолирующей опоры и ее крепление к объекту, продольный разрез.

На фиг. 2-13 представлены некоторые варианты и комбинации ограничителя(ей) деформации растяжения и сдвига виброизолирующей опоры.

Виброизолирующая опора состоит из упругого элемента 1 в виде замкнутой спирали из стального троса тороидальной формы, двух пар (наружных опорных и внутренних прижимных) дисков 2, 3 и 4, 5, установленных на витках спирали в диаметрально противоположных плоскостях тора, средств ограничителей деформаций сжатия 6, 7, растяжения и сдвига 8-11.

В качестве ограничителя деформации сжатия на фиг. 1 служат крепежные детали 6, 7 (болт, винт, шпилька). Для чего длина крепежного винта 6 рассчитывается таким образом, чтобы при полной затяжке его торец выступал над внутренней поверхностью диска 4 и составлял зазор А с торцом нижнего крепежного болта 9, соответствующий допустимой деформации сжатия.

Позиции 12 и 13 (фиг. 1) означают нижние горизонтальные полки соответственно подмоторной (промежуточной) рамы дизель-генератора и судового фундамента.

Рассмотрим работу виброизолирующей опоры, обеспечивающей упругую связь, например, подмоторной (промежуточной) рамы (платформы) дизель-генераторного агрегата с судовым фундаментом (набором).

При номинальных (обычных) условиях работы дизель-генераторного агрегата и хода судна витки 1 троса тороидального упругого элемента виброизолятора, допускающие значительную статическую деформацию изгиба, обеспечивают возможность колебаний двигателя с амплитудами, обусловленными характеристикой упругого элемента 2, к периферийной плоскости тарельчатого кольца 8-11 (фиг. 1).

Здесь виброизолирующая опора может быть выполнена как с зазором В между периферийной частью плоскости тарельчатого кольца 8-11 и витками 1 (троса) тороидального упругого элемента, так и без зазора В в зависимости от конкретных требований к виброизолируемому объекту или к самой виброизолирующей опоре. Кроме того, тарельчатые кольцевые ограничители 8-11 (упоры) могут быть выполнены в различных комбинационных вариантах, некоторые из которых представлены, например, на фиг. 2-13.

Указанные особенности ограничителя деформации растяжения и сдвига 8-11 позволяют обеспечить широкий диапазон режимов работ упора.

Например, у виброизоляторов с кольцевыми тарельчатыми упорами (ограничителями), предусмотренных на фиг. 2, 12 и 13, процесс ограничения недопустимых деформаций растяжения или сдвига (при наличии или без наличия зазора Б) происходит (протекает) относительно быстрее, чем у виброизоляторов, представленных на фиг. 6, 7, 8 и 9.

У виброизоляторов, представленных на фиг. 3, 4, 5, 10 и 11, указанные ограничения происходят достаточно плавно, так как здесь меньшая часть витков тороидального упругого элемента включается в работу ограничения.

Указанные особенности конструкции и работы виброизолирующей опоры обеспечивают возможность применения опоры на различных объектах и не требуют установку, например, боковых, торцевых, страховочных упоров и других дополнительных устройств.

Таким образом, данная виброизолирующая опора обеспечивает надежную и эффективную виброизоляцию в различных направлениях от воздействия статических (например от крена, дифферента) и динамических (например от случайных воздействий, ударов, неуравновешенных сил и моментов и т.д.) нагрузок.

Формула изобретения

Виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания, содержащая тороидальный упругий элемент из стального троса, диски, между которыми размещены витки троса, и элементы крепления опоры к объекту и основанию, отличающаяся тем, что диски выполнены в виде двух пар наружных и внутренних прижимных элементов, предназначенных для ограничения деформации сдвига, растяжения и сжатия упругого элемента.

2. Опора по п.1, отличающаяся тем, что каждый внутренний прижимной элемент выполнен в виде кольцевого упора, установленного с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью упругого элемента.

3. Опора по п.2, отличающаяся тем, что кольцевые упоры имеют одинаковую или разную форму сечения.

4. Опора по п.1, отличающаяся тем, что торцы элементов крепления, обращенные друг к другу, установлены с осевым зазором и предназначены для периодического контактирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13