Виброизолирующая опора
Изобретение относится к вибрационной технике, в частности к вибрирующим машинам, установленным на виброизолирующие опоры. Сущность изобретения заключается в том, что виброизолирующая опора содержит основание и платформу с упорами и резиновые элементы, установленные между основанием и платформой для взаимодействия с их упорами и имеющие шаг, равный шагу расположения упоров. Каждый резиновый элемент выполнен в виде резиновых сегментов, соединенных вместе и образующих элемент в виде цилиндра. Во внутренних полостях резиновых сегментов находится рабочая жидкость. Техническим результатом является повышение эффективности виброизоляции во всем диапазоне и интенсивное гашение узкополосных вибраций за счет применения виброизолирующих опор. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к вибрационной технике, в частности к вибрирующим машинам, установленным на виброизолирующие опоры.
Устройство может применяться как элемент системы виброгашения во всех отраслях народного хозяйства. Наибольший эффект применение данного устройства дает в грохотах горнорудных машин и других вибрационных машинах, устанавливаемых на упругие опоры.
Целью изобретения является повышение эффективности виброизоляции во всем диапазоне и интенсивное гашение узкополосных вибраций за счет применения виброизолирующих опор.
Виброизолирующая опора обеспечивает осуществление комбинированной виброизоляции всего диапазона частот на низких и средних частотах (диапазон от 0 до 800 Гц) с динамическим гашением одной или нескольких узкополосных частотных областей полосой от 4 до 10 Гц с настройкой на частоты возмущений.
Известна виброизолирующая опора по А.С. СССР №1446381, F 16 F 3/08. Она представляет собой виброизолирующую опору, содержащую основания с упорами и резиновые элементы в виде тел качения, установленные между основаниями для взаимодействия с упорами и имеющие шаг расположения, равный шагу расположения упоров. Подобная конструкция не обеспечивает гашение колебаний с требуемой эффективностью за счет невысокой диссипации и плохого охлаждения внутренних слоев упругих элементов. Кроме того, подобная конструкция не позволяет обеспечить узкополосное гашение частот, на которых происходят колебания большой амплитуды в процессе работы.
Использование жидкости позволяет повысить охлаждение внутренних слоев резины и повысить диссипацию энергии. Применение разборных конструкций в виде сегментов одинаковой формы при соединении образующих сектора позволяет повысить универсальность конструкции и обеспечить перенастройку частот в процессе эксплуатации. Создание сегментов с различной жесткостью в зависимости от направления с увеличенной жесткостью внутреннего торца обеспечивает создание однонаправленного изменения формы и снижение связности колебаний в каждом из образованных сегментами замкнутых секторов. Использование трубок большой длины позволяет создавать значительную инерционность рабочей жидкости вкупе с применением гидравлического усиления за счет различных площадей упоров и трубок, обеспечивает создание изменяющейся инерционности по относительному движению.
Виброизолирующая опора содержит основание и платформу с упорами и резиновые элементы, установленные между основанием и платформой для взаимодействия с их упорами и имеющие шаг, равный шагу расположения упоров. Каждый резиновый элемент выполнен в виде резиновых сегментов, соединенных вместе и образующих элемент в виде цилиндра. Во внутренних полостях резиновых сегментов находится рабочая жидкость. Резиновые сегменты соединены попарно тремя трубками с образованием соединительного канала и обеспечением замкнутого контура.
Виброизолирующая опора состоит из упругих полых тел в форме сегментов 1-8, образующих при соединении их между собой цилиндрическую с торцами в виде круга поверхность. На малых внутренних дуговых поверхностях, являющихся торцами 12 каждого из сегментов, установлены трубки 9, 10, 11, расположенные вдоль центальной оси образующегося при соединении круга и увеличивающие жесткость малых внутренних торцов 12. В четных сегментах на торцах выполняется одна трубка 9, соединенная с внутренней полостью 13 сегмента. Внутренняя полость 13 в ненагруженном состоянии повторяет форму сегмента и заполняется рабочей жидкостью 14. В нечетных сегментах выполняются две трубки 10, 11, последовательно соединенные с внутренней полостью 15 сегмента 1. В середине трубки 9, 10, 11 четных и нечетных сегментов соединены попарно между собой, образуя с двумя внутренними полостями 13, 15 двух соседних секторов замкнутый контур.
На чертеже показана опора с четырьмя замкнутыми контурами из восьми сегментов. Количество контуров и сегментов может быть произвольным и зависит от количества и формы соприкасающихся с опорой поверхностей. Однако увеличение количества контуров и сегментов приводит к уменьшению эффективности.
Внутренний торец, составленный из торцов 12, 16 образованного контура, имеет высокую жесткость за счет наличия труб 9, 10, 11, закрепленных на секторах 1 и 2. Жесткости боковых стенок 17, 18 образуют параллельное соединение, повышая боковую жесткость сегментов и контуров от нескольких процентов до двух раз в зависимости от конструкции. Наименьшей жесткостью обладает внешний торец 19 сегментов. Это позволяет изменять геометрические размеры жидкостных камер 20 и 21 во внутренних полостях 13 и 15 однонаправленно и не оказывать существенного влияния на соседние сектора. Объект устанавливается на платформу 22 с упорами 23 и через опору взаимодействует с основанием 25. Виброизолирующая опора крепится на основание 25 с упорами 24.
Объект, установленный на платформу 22 с упорами 23, оказывает на нее динамическое воздействие. По определенному закону упоры вместе с платформой совершают однонаправленное колебательное движение. Через опору совершается передача энергии на нижние упоры 24 основания 25. Упоры 23 и 24, воздействуя на четные сегменты виброопоры в местах внешних торцов с более упругими элементами, приводят к колебательному изменению формы всего четного сегмента. Через отверстия 26 рабочая жидкость 14 поступает в канал, образованный соединением труб 9, 10 и 11 на внутренних торцах. За счет перепада давления происходит перетекание рабочей жидкости 14 из одного сегмента в другой. В нечетном сегменте поступление рабочей жидкости 14 из канала под давлением приводит к изменению формы жидкостной камеры 20 и внутренней полости 13. Поскольку жесткость каждого сегмента 1-8 выполнена так, чтобы наибольшее перемещение приобретала стенка, образованная внешним торцом 19, происходит однонаправленное увеличение внутреннего объема нечетного сегмента 1. При растяжении в сегменте 1 энергия движения преобразуется в энергию, поглощаемую материалом и превращающуюся в тепло и энергию давления. В механических системах энергии давления соответствует потенциальная энергия.
Получаемая за счет перемещения рабочей жидкости 14 энергия при снижении давления в четном сегменте 2 преобразуется в кинетическую энергию движения и заставляет рабочую жидкость 14 совершить обратное движение из нечетного сегмента 1 с большим давлением и увеличенным объемом в четный сегмент 2, где давление снизилось. Снижение давления обуславливается обратным колебательным движением упоров 23 и 24. Это приводит к падению давления в четном сегменте 2 меньше статического. Поскольку давление в двух сообщающихся сегментах 1 и 2 стремится стать одинаковым, в процессе работы происходит постоянное колебательное движение рабочей жидкости 14 в канале из труб 9, 10, 11. В ходе движения происходят постоянные потери энергии на нагревание, обеспечивая определенный уровень демпфирования. При движении происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую, и наоборот. Поскольку диаметр канала, состоящего из трубок 9, 10 и 11, меньше площади контакта упоров 23 и 24 с внешними торцами 19 сегментов 1-8, имеет место эффект гидравлического усиления. Это приводит к тому, что скорость движения в трубках 9, 10, 11 значительно превышает перемещение упора 23 с верхним торцом 19. Масса рабочей жидкости 14 в трубке разгоняется до бóльшой скорости и приобретает большую инерцию, чем когда она двигалась бы в сегменте 1-8. Этот обеспечивает создание повышенной инерционности по относительному движению. Жесткость сегментов 1-8, определяемая как теоретически, так и экспериментально, используется для создания колебательного движения и делает торцевые поверхности 19 эквивалентом механических пружин с мягкой нелинейной характеристикой в зависимости от типа нагружения и условий эксплуатации.
В представленной на чертеже конструкции возможно размещение четырех гасителей, настроенных либо на одну, либо на несколько частот возмущающих колебаний. Кроме осуществления гашения колебаний на требуемых частотах, виброизолирующая опора осуществляет изоляцию колебаний на всех диапазонах средних и низких частот за счет упругости и демпфирования при течении рабочей жидкости в трубках и при изменении формы сегментов.
1. Виброизолирующая опора, содержащая основание, платформу с упорами и резиновые элементы, установленные между основанием и платформой для взаимодействия с их упорами и имеющие шаг, равный шагу расположения упоров, отличающаяся тем, что каждый резиновый элемент выполнен в виде резиновых сегментов соединенных вместе и образующих элемент в виде цилиндра, при этом во внутренних полостях резиновых сегментов находится рабочая жидкость.
2. Опора по п.1, отличающаяся тем, что резиновые сегменты выполнены одинаковой формы.
3. Опора по п.1, отличающаяся тем, что сегменты обладают различной жесткостью в различных направлениях, причем на внутреннем торце жесткость максимальна.
4. Опора по п.1, отличающаяся тем, что сегменты обеспечивают однонаправленное увеличение объема.
5. Опора по п.1, отличающаяся тем, что резиновые сегменты попарно соединены между собой трубками.
6. Опора по п.5, отличающаяся тем, что длины трубок для четных сегментов, на которые воздействуют упоры, и нечетных различны.
7. Опора по п.5, отличающаяся тем, что резиновые сегменты соединены попарно тремя трубками с образованием соединительного канала и обеспечением замкнутого контура.
