Виброизолирующая опора

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различной транспортной техники. Сущность изобретения заключается в том, что виброизолирующая опора содержит опорную раму и несущие элементы в виде горизонтальных балок круглого поперечного сечения с закрепленными на раме концами. Как минимум одна из балок выполнена со сквозным поперечным разрезом. На балку в зоне разреза плотно с натягом надета винтовая цилиндрическая пружина кручения, выполненная из биметалла. Обращенный внутрь к балке слой биметалла выполнен из упругой пружинной стали, а слой, обращенный наружу, выполнен из упругого ферромагнитного материала, обладающего магнитострикционным эффектом. На опорной раме непосредственно рядом с пружиной установлен постоянный магнит. Техническим результатом является повышение эффективности виброизоляции опоры. 2 ил.

 

Изобретение относится к средствам гашения и демпфирования паразитных колебаний и может быть использовано для виброизоляции элементов приборов, радиоаппаратуры, машин и т.п.

Известны виброизолирующие опоры, содержащие горизонтально ориентированные упругую монтажную пластину и упругую раму, соединенные между собой вертикальными стойками и стержнями, имеющими возможность изменения высоты в процессе регулировки /см. а.с. СССР №1525365, кл. F 16 F 13/00, 1987 [1]/, либо снабженные упругими фрикционными элементами, установленными с возможностью смещения относительно стержней /см. а.с. СССР №1193327, кл. F 16 F 13/00, 1983 [2]/.

Недостатками данных устройств являются низкая эффективность виброизоляции вследствие либо полной невозможности автоматической отстройки опоры от резонансных режимов, при возможности перестройки своих резонансных частот только в процессе регулировки [1], либо возможности незначительной и кратковременной отстройки, причем только в направлении, перпендикулярном плоскости пластины и рамы [2].

Известна также виброизолирующая опора, содержащая горизонтальную опорную раму и установленный на ней упругий элемент в виде также горизонтально ориентированных балок, закрепленных на раме своими концами и несущих на себе монтажную пластину /см. а.с. СССР №456935, кл. F 16 F 13/00, 1971 [3]/.

Недостатком известной опоры является низкая эффективность виброизоляции вследствие невозможности автоматической отстройки опоры от резонансных режимов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является виброизолирующая опора, содержащая горизонтальную опорную раму и несущие элементы в виде также горизонтально ориентированных балок круглого поперечного сечения, упруго укрепленных на раме своими концами с возможностью регулирования между опорами /см. а.с. СССР №1067260, кл. F 16 F 13/00, 1982 [4]/, и принятая за прототип.

Недостатком устройства-прототипа является низкая эффективность виброизоляции объектов. Это объясняется способностью опоры к перестройке своих собственных частот перед работой в процессе регулировки, но невозможностью при этом автоматической отстройки опоры от резонансных режимов непосредственно в процессе работы.

Сущность изобретения заключается в создании конструкции виброизолирующей опоры, позволяющей осуществлять автоматическую отстройку от возникающих резонансных режимов за счет скачкообразного увеличения своей жесткости при возникновении резонансных колебаний несущих элементов.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции опоры.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной виброизолирующей опоре, содержащей опорную раму и несущие элементы в виде горизонтальных балок круглого поперечного сечения с закрепленными на раме концами, особенность заключается в том, что как минимум одна из балок выполнена со сквозным поперечным разрезом, при этом на балку в зоне разреза плотно с натягом надета винтовая цилиндрическая пружина кручения, выполненная из биметалла, обращенный внутрь к балке слой которого выполнен из упругой пружинной стали, слой, обращенный наружу, выполнен из упругого ферромагнитного материала, обладающего магнитострикционным эффектом, а на опорной раме непосредственно рядом с пружиной установлен постоянный магнит.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображена виброизолирующая опора, общий вид с продольным разрезом; на фиг.2 - вид сверху на фиг.1.

Виброизолирующая опора содержит опорную П-образную раму 1 и несущие элементы в виде горизонтальных балок 2 круглого поперечного сечения /в предлагаемой конструкции, в частности, три такие балки/, концы которых закреплены в вертикальных частях рамы 1 с помощью специальных узлов регулирования 3 расстояния между опорами в виде специальных болтов /конструкция узлов регулирования 3 подробно описана в устройстве-прототипе [4] и поэтому на ней подробно не останавливаемся/. На балках 2 жестко закреплена монтажная пластина 4 для установки на ней виброизолируемых объектов. Как минимум, одна из балок 2 /в предлагаемом устройстве - средняя из трех балок 2/ выполнена со сквозным поперечным разрезом 5, и на данную балку в зоне разреза 5 плотно с натягом симметрично относительно разреза надета винтовая цилиндрическая пружина кручения 6, выполненная из биметалла, обращенный внутрь к балке 2 слой которого выполнен из упругой пружинной стали, слой, обращенный наружу, выполнен из упругого ферромагнитного материала, обладающего магнитострикционным эффектом, а на горизонтальной части рамы 1 непосредственно под пружиной 6 установлен плоский постоянный магнит 7. В качестве материала для внутреннего слоя биметаллической пружины 6 использован широко распространенный дисперсионный твердеющий стальной сплав H36XТЮ, имеющий высокие упругие свойства. В качестве материала для наружного слоя с магнитострикционным эффектом использован пермаллой-68, являющийся довольно распространенным сплавом и обеспечивающий при этом в случае действия переменного магнитного поля максимальный магнитострикционный эффект, максимальную величину относительной деформации, большую магнитную проницаемость и малую магнитную индукцию при насыщении. При этом пермаллой-68 позволяет работать без подмагничивающего тока в точке остаточной индукции.

С этой целью в процессе изготовления пружины пермаллой сначала намагничивают до насыщения, а затем отключают намагничивающий ток.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

В статическом состоянии при нахождении в покое в магнитном поле постоянного магнита 7 биметаллическая пружина 6 зажимает среднюю из балок 2 в месте ее разреза 5 с постоянной силой зажатия. При этом данная балка, а соответственно и вся система несущих элементов обладает определенной постоянной поперечной жесткостью. При возникновении резонансных колебаний установленных на монтажной пластине 4, жестко прикрепленной к балкам 2, виброизолируемых объектов естественно возникают интенсивные колебания балок 2 с биметаллической пружиной 6 в магнитном поле постоянного магнита 7. Такие колебания равносильны созданию переменного магнитного поля и сопровождаются удлинением элементов наружного слоя пружины 6 из магнитострикционного материала, что приводит к уменьшению радиусов кривизны витков пружины 6, увеличению усилия зажатия этой пружиной средней из бплок 2 в месте ее разреза 5 и, соответственно, к резкому увеличению поперечной жесткости как данной балки 2, так и всей системы несущих балок. Такое увеличение жесткости приводит к мгновенному уходу собственной частоты виброопоры от частоты возмущения и, как следствие, к мгновенному срыву возникающего режима резонансных колебаний. Таким образом, предлагаемая виброизолирующая опора является адаптивной к действию внешних возмущений. В данной конструкции проиллюстрирован вариант с выполнением разреза и фиксацией пружиной только одной балки 2. Естественно, что для увеличения диапазона частот отстройки от резонанса величин относительного смещения частот для вышеуказанной цели может быть использована система вплоть до всех балок 2.

Некоторое усложнение конструкции в этом случае приведет к увеличению эффективности виброизоляции. При использовании для указанной цели только нескольких из балок 2 желательно сохранять симметрию, а именно - либо выполнять разрез только в средней из балок /как в данной конструкции/, либо в одной, двух и т.д. крайних балках симметрично с обеих сторон. Это предельно упростит процесс регулировки устройства и не приведет к возникновению связанных колебаний. Устройство предельно просто, универсально и может быть использовано в различных областях техники.

Виброизолирующая опора, содержащая опорную раму и несущие элементы в виде горизонтальных балок круглого поперечного сечения с закрепленными на раме концами, отличающаяся тем, что как минимум одна из балок выполнена со сквозным поперечным разрезом, при этом на балку в зоне разреза плотно с натягом надета винтовая цилиндрическая пружина кручения, выполненная из биметалла, обращенный внутрь к балке слой которого выполнен из упругой пружинной стали, слой, обращенный наружу, выполнен из упругого ферромагнитного материала, обладающего магнитострикционным эффектом, а на опорной раме непосредственно рядом с пружиной установлен постоянный магнит.