Виброизолирующее устройство

 

Изобретение относится к средствам виброизоляции и может быть использовано в судостроении и машиностроении для снижения шума и вибраций в широком диапазоне статических и динамических нагрузок, действующих на устройство. Согласно изобретению предлагается конструкция с упругодиссипативным элементом из резиноподобного материала с полостью, закрытой с двух сторон двумя армирующими элементами грибовидной формы, соединенными друг с другом жестким сердечником, выполненным в виде стержня, позволяющим осуществить продольные перемещения армирующих элементов в заданных пределах. Возможно использование армирующих элементов из жесткого полимерного материала. Использование предлагаемого устройства позволяет повысить виброизолирующую эффективность конструкции в условиях больших статических и динамических нагрузок без опасности ее разрушения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам виброизоляции и может быть использовано в судостроении и машиностроении для эффективного снижения вибраций и шума при действии статических и динамических нагрузок.

Известно виброизолирующее устройство (патент Великобритании N 1098438 кл. F2, 1968 г. ), выполненное в виде полого резинового элемента, армированного металлическими кольцами, а также устройство (патент Франции N 2138543 кл. E 02 В 3/00, 1973 г.), содержащее упругий элемент из резины с полостью, в которой последовательно установлены параллельные между собой армирующие элементы. Эти виброизолирующие устройства имеют ограниченный диапазон рабочих статических и динамических нагрузок, обусловленный тем, что рассматриваемые армирующие элементы не создают необходимой устойчивости конструкции.

Известно также виброизолирующее устройство по а.с. 815348, кл. F 16 F 1/34, 1978 г. , в котором имеется резиновый элемент с полостью, в которую вставлен жесткий сердечник, ось которого совпадает с осью устройства, а каждый армирующий элемент в продольном сечении представляет собой равнобедренный треугольник со скругленной вершиной, основание которого связано с сердечником. Это устройство принято авторами за прототип. В устройстве-прототипе, по сравнению с аналогами, расширен диапазон воспринимаемых статических и динамических нагрузок за счет наличия жесткого сердечника, однако эффективность этого устройства недостаточна, так как устройство имеет высокую жесткость при малых нагрузках и недостаточный диапазон деформаций.

Задачей настоящего изобретения является повышение виброизолирующей эффективности устройства путем увеличения его деформативной способности при сохранении гарантированной целостности конструкции в этих условиях (то есть страховки).

Поставленная задача решается тем, что виброизолирующее устройство, содержащее упругодиссипативный элемент из резиноподобного материала с полостью, жесткий сердечник, соосный с полостью и последовательно установленными, параллельными между собой армирующими элементами, содержит два армирующих элемента, расположенных по разные стороны полости, которые представляют собой детали грибовидной формы, состоящие из фланцев с корпусами, подкрепляющими стенки полости, причем первый армирующий элемент выполнен с соосным отверстием и с полостью, закрытой крышкой, указанный сердечник выполнен в виде стержня, связанного с корпусом второго армирующего элемента и имеющего резьбу на другом конце, при этом стержень проходит через упомянутое отверстие в корпусе первого армирующего элемента и закреплен в его полости гайкой, при этом полость в резиноподобном материале перекрыта армирующими элементами.

Армирующие элементы выполнены из жесткого полимерного материала.

Это позволяет создать высокоэффективное устройство, обладающее высокой деформативной способностью при повышенной надежности.

Причем увеличение эффективности при облегченных режимах работ возможно при использовании армирующего элемента из жесткого полимерного материала.

Такое новое техническое решение всей новой совокупностью отличительных признаков позволяет обеспечить повышение виброизолирующей эффективности устройства при сохранении целостности конструкции за счет применения армирующих элементов специальной формы, оптимального выбора их количества и определенной связи между ними с помощью специального стержня, чего не наблюдается в известных аналогичных устройствах.

В патентах и научно-технической информации авторы не обнаружили предлагаемую совокупность существенных отличительных признаков. Не известно им также применение отдельных признаков в другой совокупности признаков. Поэтому предлагаемое техническое решение можно признать обладающим изобретательским уровнем, так как оно логически не следует из известных решений.

Промышленная применимость настоящего изобретения доказана материалами заявки, и особенно чертежами и расчетами. Поэтому данное изобретение, по мнению авторов, патентоспособно.

Сущность изобретения поясняется иллюстрацией, где на чертеже показано предлагаемое изобретение, продольный разрез.

Виброизолирующее устройство содержит упругодиссипативный элемент из резиноподобного материала 1 с полостью 2, содержащей два армирующих элемента в виде деталей грибовидной формы, состоящих из фланцев 3 (первый армирующий элемент) и 4 (второй армирующий элемент), а также из корпусов 5 (первый армирующий элемент) и 6 (второй армирующий элемент). Диаметры корпусов выбраны так, что они подкрепляют стенки полости. Первый армирующий элемент выполнен с соосным отверстием 8 и полостью 7, закрытой крышкой 9. Жесткий сердечник выполнен в виде стержня 10, связанного элементом 11 с корпусом второго армирующего элемента 6 и имеющего резьбу 12 на другом конце. При этом стержень 10 проходит через отверстие 8 в первом армирующем элементе и закреплен в его полости 7 гайкой 13. Полость 2 в резиноподобном материале перекрыта армирующими элементами. Существенную роль в работе устройства играет величина расстояния между концом стержня 10 и крышкой 9 полости 7 Δ₀, которая определяется конкретными условиями работы устройства.

Возможность повышения виброизолирующей эффективности устройства при сохранении целостности конструкции объясняется повышенной деформативностью предложения при ограничении перемещения определенной величиной.

Действительно, эффективность виброизолятора зависит в основном от его резонансной частоты f_p при действии статической нагрузки, передаваемой через фланцы 3, 4, которая в свою очередь тесно связана с осадкой (перемещением) Δ виброизолятора под действием статической нагрузки от виброизолируемого объекта (см. В.Т. Ляпунов и др. Резиновые виброизоляторы. Судостроение. Л., 1988 г., стр. 10).

В формуле Δ измеряется в сантиметрах, а f_p в герцах. Чем ниже f_p, тем более эффективным считается виброизолятор. Эта формула, строго говоря, применима в линейной части деформационной характеристики виброизолятора, но она может служить оценкой и в более широкой области деформаций.

Минимальное число армирующих элементов (3, 5; 4, 6) равно двум, что соответствует двум отверстиям полости, которые должны быть перекрыты с обеспечением подкрепления боковой поверхности полости для реализации устойчивости конструкции при действии статических и динамических нагрузок. С другой стороны, увеличение числа армирующих элементов свыше двух снижает деформативные качества устройства, так как ограничивает перемещения резиноподобного материала на боковой поверхности полости в ее средней части.

Конструкция стержня 10 позволяет одновременно обеспечить как устойчивость устройства при больших продольных и боковых нагрузках за счет связи, так и реализовать повышение значения перемещения Δ. Условие повышенной виброизоляции при устойчивости конструкции за счет скрепления стержня 10 с корпусом 6 и конструкцией узла крепления стержня 10 с корпусом 5 посредством гайки 13 выглядит как неравенство 0 ≅ Δ < Δ₀, где смысл входящих в него величин определен ранее.

Это выражение одновременно демонстрирует наличие страховки, которая ограничивает перемещение виброизолируемого объекта.

Применение в устройстве армирующих элементов 3-6 из жесткого полимерного материала позволяет увеличить общий коэффициент потерь устройства по сравнению с вариантом металлических деталей за счет поглощения вибрационной энергии в полимерном материале, что положительно сказывается на эффективности устройства.

Лабораторный образец предлагаемого устройства представляет собой цилиндр диаметром 150 мм. При статической нагрузке 750 кгс он имеет осадку Δ = 12 мм, при Δ₀ = 30 мм, что соответствует согласно формуле (1) резонансной частоте примерно 5 Гц, что ниже, чем у известных виброизоляторов (см. там же стр. 123) Изготовление предлагаемого устройства не вызывает затруднений, так как может быть осуществлено из известных материалов известным образом.

Технико-экономический эффект от применения данного виброизолирующего устройства в промышленности и на транспорте по сравнению с известной конструкцией, взятой в качестве прототипа, заключается в создании высокоэффективного устройства, работающего при больших статических и динамических нагрузках со страховкой.

Формула изобретения

1. Виброизолирующее устройство, содержащее упругодиссипативный элемент из резиноподобного материала с полостью, жесткий сердечник, соосный с полостью и последовательно установленными, параллельными между собой армирующими элементами, отличающееся тем, что устройство содержит два армирующих элемента, расположенных по разные стороны полости, которые представляют собой детали грибовидной формы, состоящие из фланцев с корпусами, подкрепляющими стенки полости, причем первый армирующий элемент выполнен с соосным отверстием и с полостью, закрытой крышкой, указанный сердечник выполнен в виде стержня, связанного с корпусом второго армирующего элемента и имеющего резьбу на другом конце, при этом стержень проходит через упомянутое отверстие в корпусе первого армирующего элемента и закреплен в его полости гайкой, при этом полость в резиноподобном материале перекрыта армирующими элементами.

2. Виброизолирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что армирующие элементы выполнены из жесткого полимерного материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1