Система виброизоляции для судовых двигателей

Изобретение относится к средствам защиты от вибрации. Система содержит жесткий опорный каркас и виброизоляторы, связывающие каркас с основанием. На опорном каркасе закреплены через вибродемпфирующие прокладки двигатель и дизель-генератор. Опорный каркас соединен с четырьмя виброизоляторами, которые закреплены на корабельной переборке. Переборка связана с опорным каркасом посредством двух упругодемпфирующих элементов, выполненных в виде прорезиненного троса. Основание виброизоляторов посредством крепежных элементов соединяется с перегородкой судна через вибродемпфирующий элемент. Виброизолятор содержит основание, упругие сетчатые элементы, верхнюю и нижнюю нажимную шайбы. Основание расположено в средней части виброизолятора и выполнено в виде пластины с крепежными отверстиями. Сетчатые упругие элементы жестко соединены с основанием посредством опорных колец. В верхнем и нижнем сетчатом упругом элементе в центре осесимметрично расположен демпфер сухого трения. Демпфер выполнен в виде нажимной шайбы, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом, охватываемым соосно расположенным кольцом, жестко соединенным с основанием. Достигается повышение эффективности виброизоляции и упрощение конструкции. 4 ил.

 

Изобретение относится к средствам защиты от вибрации силовых установок объектов водного транспорта.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является система виброизоляции, содержащая коробчатое основание с упругими горизонтальными упорами и жесткую опорную плиту, установленную на основании посредством упругих элементов (патент РФ №2526979 - прототип).

Недостатками прототипа являются: сравнительно невысокая эффективность виброизоляции в вертикальном направлении за счет фрикционного трения в упругих элементах; сложность конструкции подвеса, выполненного по всему периметру основания.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции и упрощение конструкции.

Это достигается тем, что в системе виброизоляции для судовых двигателей, содержащей опорный жесткий каркас, являющийся опорной поверхностью для силовой установки, и виброизоляторы, связывающие каркас с основанием, на жестком опорном каркасе закреплены через вибродемпфирующие прокладки двигатель и дизель-генератор, а опорный каркас жестко соединен с, по крайней мере, четырьмя виброизоляторами, которые в свою очередь закреплены на корабельной переборке, которая связана с опорным каркасом посредством, по крайней мере, двух упругодемпфирующих элементов, например, выполненных в виде прорезиненного троса, а основание посредством крепежных элементов соединяется с перегородкой судна через виброизоляторы.

На фиг. 1 изображена общая схема системы виброизоляции для судовых двигателей, на фиг. 2 - фронтальный разрез комбинированного рессорно-сетчатого виброизолятора, на фиг. 3 - рессорный упругий элемент, на фиг. 4 - тарельчатый равночастотный элемент, на фиг. 5, 6 - вариант виброизолятора симметричного шайбового сетчатого.

Система виброизоляции для судовых двигателей (фиг. 1) состоит из жесткого опорного каркаса 48, на котором закрепляются через вибродемпфирующие прокладки (на чертеже не показано), например, выполненные из дерева или композиционного материала, двигатель 47 и соединенный с ним дизель-генератор 46. Опорный каркас 48 жестко соединен с, по крайней мере, четырьмя комбинированными рессорно-сетчатыми виброизоляторами 49, которые в свою очередь закреплены на корабельной переборке 50, которая связана с опорным каркасом 48 посредством, по крайней мере, двух упругодемпфирующих элементов 51, например, выполненных в виде прорезиненного троса, которые также выполняют функцию предохранительных элементов, сдерживающих амплитуду колебаний опорного каркаса 48 в определенных пределах в чрезвычайных ситуациях, например при сильном шторме.

Виброизолятор комбинированный рессорно-сетчатый (фиг. 2) содержит корпус 12 в виде цилиндрической обечайки с проточкой 14 для фиксации внешнего кольца 1 упругого рессорного элемента и коаксиально расположенный цилиндрический стержень 13 с проточкой 15 для фиксации внутреннего кольца 2 упругого рессорного элемента. В корпусе 12 может быть последовательно установлено несколько (два и более) упругих рессорных элементов. В этом случае в корпусе 12 будет выполнено соответствующее этому числу упругих рессорных элементов количество проточек 14, а в стержне 13 - соответствующее количество проточек 15, причем шаг расположения упругих рессорных элементов может быть как постоянным, так и переменным, например возрастающим от первого упругого рессорного элемента к последнему, расположенному ближе к опорной поверхности корпуса 12 (на чертеже не показано).

Упругий рессорный элемент (фиг. 3) содержит, по крайней мере, два упругих коаксиально расположенных кольца, внешнее 1 и внутреннее 2, жестко соединенных между собой посредством, по крайней мере, двух симметричных упругих, диаметрально расположенных элементов 3 и 4 со сквозным центральным пазом 6 и 7, симметрично расположенным внутри элемента, причем боковые поверхности паза сопряжены по концам с цилиндрическими поверхностями, образованными сквозными отверстиями 8, 9, 10, 11, соответственно расположенными на внешнем 1 и внутреннем 2 кольцах. Боковые поверхности центрального паза могут быть выполнены наклонными по отношению к оси упругих элементов (на чертеже не показано). Элементы, соединяющие внешние и внутренние кольца, закреплены на них посредством заклепок, по крайней мере одной, с каждого конца пластины (прямоугольный профиль) или стержня круглого (квадратного сечения). Коаксиально расположенные кольца, внешнее 1 и внутреннее 2, образуют между собой кольцевой зазор S. Элементы 3 и 4, соединяющие внешние и внутренние кольца, могут быть закреплены на них также посредством сварки, например контактной, или крепежными резьбовыми элементами, или как клеевое соединение.

Полости, образованные внешним 1 и внутренним 2 упругими коаксиально расположенными кольцами и диаметрально расположенными элементами 3 и 4, заполнены упругодемпфирующим сетчатым элементом 33, выполненным армированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

Тарельчатый равночастотный элемент (фиг. 4) содержит, по крайней мере, два упругих, расположенных осесимметрично и в параллельных плоскостях кольца, внешнего 18 и внутреннего 19, жестко соединенных между собой посредством, по крайней мере, двух симметричных упругих, диаметрально расположенных элементов 20 и 21 со сквозным центральным пазом 22 и 23, симметрично расположенным внутри элемента. Боковые поверхности паза сопряжены по концам с поверхностями, образованными сквозными отверстиями 24, 25, 26, 27, соответственно расположенными на внешнем 18 и внутреннем 19 кольцах. Элементы 20 и 21, соединяющие внешние и внутренние кольца, имеют линии изгиба 28, 29, 30, 31 и могут быть закреплены на них также посредством сварки, например контактной, или крепежными резьбовыми элементами, или как клеевое соединение. Полости, образованные внешним 18 и внутренним 19 упругими, расположенными осесимметрично и в параллельных плоскостях кольцами заполнены упругодемпфирующим сетчатым элементом 32, выполненным армированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном. Плотность сетчатой структуры упругодемпфирующего сетчатого элемента 32 в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры сетчатых элементов 33.

На фиг. 5 представлен общий вид виброизолятора шайбового сетчатого, на фиг. 6 - фронтальный разрез.

Виброизолятор симметричный шайбовый сетчатый содержит основание 34, которое расположено в средней части виброизолятора и выполнено в виде пластины с крепежными отверстиями 35, а сетчатые упругие элементы, верхний 40 с верхней нажимной шайбой 38 и нижний 41 с нижней нажимной шайбой 43, жестко соединены с основанием 34 посредством опорных колец соответственно 39 и 42, при этом в верхнем сетчатом упругом элементе 40, в центре, осесимметрично расположен демпфер сухого трения, выполненный в виде верхней нажимной шайбы 38, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом 37, охватываемым соосно расположенным кольцом 36, который жестко соединен с основанием 34.

Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин: 1.2 г/см³…2.0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708. а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.

Плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента.

Упругие сетчатые элементы 40 и 41 могут быть выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

В нижним сетчатом упругом элементе, в центре осесимметрично расположен демпфер сухого трения, выполненный в виде нижней нажимной шайбы 43, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом 44, охватываемым соосно расположенным кольцом 45, жестко соединенным с основанием 34.

Виброизолятор симметричный шайбовый сетчатый работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), расположенного на верхней нажимной шайбе 38, упругие сетчатые элементы 40 и 41 воспринимают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.

Система виброизоляции для судовых двигателей работает следующим образом.

При колебаниях судовой энергетической установки, установленной на опорном каркасе 48, вибрационная нагрузка передается на стержень 13, связанный с внутренним кольцом 2 упругого рессорного элемента, опирающегося на тарельчатый равночастотный элемент, при этом обеспечивается пространственная виброзащита объекта и защита от ударов относительно опорной поверхности корпуса 12. Демпфирование в системе осуществляется за счет упругодемпфирующих сетчатых элементов 44 и 45, выполненных армированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

Горизонтальные нагрузки воспринимаются рессорным упругим элементом, при этом обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям x, у, z и поворотные вокруг этих осей).

Предложенная конструкция системы виброизоляции является простой в изготовлении, сборке, обслуживании, ремонтопригодной, а также обладает повышенными виброизолирующими свойствами.

Система виброизоляции для судовых двигателей, содержащая опорный жесткий каркас, являющийся опорной поверхностью для силовой установки, и виброизоляторы, связывающие каркас с основанием, на жестком опорном каркасе закреплены через вибродемпфирующие прокладки двигатель и дизель-генератор, а опорный каркас жестко соединен с, по крайней мере, четырьмя виброизоляторами, которые в свою очередь закреплены на корабельной переборке, которая связана с опорным каркасом посредством, по крайней мере, двух упругодемпфирующих элементов, например, выполненных в виде прорезиненного троса, а основание посредством крепежных элементов соединяется с перегородкой судна через виброизоляторы, отличающаяся тем, что виброизолятор выполнен симметричным шайбовым сетчатым, содержащим основание, упругие сетчатые элементы, взаимодействующие с основанием, основание расположено в средней части виброизолятора и выполнено в виде пластины с крепежными отверстиями, а сетчатые упругие элементы, верхний с верхней нажимной шайбой и нижний с нижней нажимной шайбой, жестко соединены с основанием посредством опорных колец, при этом в верхнем сетчатом упругом элементе в центре осесимметрично расположен демпфер сухого трения, выполненный в виде верхней нажимной шайбы, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом, охватываемым соосно расположенным кольцом, жестко соединенным с основанием, плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2 г/см ÷ 2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм ÷ 0,15 мм, плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента, упругие сетчатые элементы выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном, в нижнем сетчатом упругом элементе в центре осесимметрично расположен демпфер сухого трения, выполненный в виде нижней нажимной шайбы, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом, охватываемым соосно расположенным кольцом, жестко соединенным с основанием.