Виброизолирущий фундамент с инерционными массами

Авторы патента:

E02D27/44 - фундаменты и основания для машин, станков, двигателей, артиллерийских орудий (специальное устройство оснований под машины F16M 9/00)

Владельцы патента RU 2631274:

Кочетов Олег Савельевич (RU)

Изобретение относится к средствам защиты от вредного влияния вибрации и может быть использовано в строительстве, в частности в устройствах виброизолированных фундаментов под машины и оборудование с динамическими нагрузками. Виброизолирующий фундамент с инерционными массами включает верхнее и нижнее строение и установленные между ними виброизоляторы с пружинными опорами и размещенными в сферических оболочках с зазором шарами, имеющими взаимодействующие с верхним строением шипы. Каждый виброизолятор снабжен, по крайней мере, тремя рычагами и установленными на нижнем строении направляющими для них, причем одни концы рычагов шарнирно соединены с оболочкой, а другие выполнены с противовесами и последовательно соединены между собой пружинами, в зазоре между шаром и оболочкой размещены тела качения, а противовесы закреплены на рычагах с возможностью фиксированного перемещения. Пружина содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой. На конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана. Зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, мас. %: смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34; волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) 12÷19; графит 7÷18; модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния, 7÷15; баритовый концентрат 20÷35; тальк 1,5÷3,0. Технический результат состоит в повышении эффективности гашения колебаний, снижении динамических нагрузок на нижнее строение фундамента. 3 ил.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолированный фундамент, содержащий ванну, размещенный в ней с зазором относительно стенок и днища фундаментный блок, шарнирно соединенный с виброизоляторами, установленными в днище ванны, по патенту РФ №2281999, E02D 27/44 (прототип).

Недостатками прототипа являются: сравнительно невысокая эффективность пространственной виброизоляции и сложность конструкции за счет применения катковых опор.

Технический результат - повышение эффективности гашения колебаний и снижение динамических нагрузок на нижнее строение фундамента.

Это достигается тем, что в виброизолированном фундаменте с инерционными массами, включающем верхнее и нижнее строение и установленные между ними виброизоляторы с пружинными опорами и размещенными в сферических оболочках с зазором шарами, имеющими взаимодействующие с верхним строением шипы, каждый виброизолятор снабжен, по крайней мере, тремя рычагами и установленными на нижнем строении направляющими для них, причем одни концы рычагов шарнирно соединены с оболочкой, а другие выполнены с противовесами и последовательно соединены между собой пружинами, в зазоре между шаром и оболочкой размещены тела качения, а противовесы закреплены на рычагах с возможностью фиксированного перемещения, пружина, содержащая цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, мас. %:

смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0)	28÷34
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)	12÷19
графит	7÷18
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния	7÷15
баритовый концентрат	20÷35
тальк	1,5÷3,0

На фиг. 1 изображен виброизолирующий фундамент с инерционными массами, общий вид; на фиг. 2 - схема соединения рычагов виброизолятора в плане, на фиг. 3 - вариант выполнения пружины 9, расположенной между сферической оболочкой 3 и нижним 2 строением фундамента.

Виброизолирующий фундамент с инерционными массами состоит из верхнего 1 и нижнего 2 строений и размещенных между ними виброизоляторов. Каждый виброизолятор включает опору, состоящую из сферической оболочки 3 и размещенного в ней шара 4 с шипом 5, взаимодействующим с верхним строением 1; вокруг опоры расположены рычаги 6 (на фиг. 2 изображен вариант с четырьмя рычагами) с противовесами 7 на свободных концах рычагов 6, шарнирно соединенные со сферической оболочкой 3, при этом противовесы 7 выполняют функцию инерционных масс, перемещающихся в противоположном направлении движению верхнего 1 строения фундамента. Шар 4 с шипом 5 взаимодействует со сферической оболочкой посредством тел качения 8.

Противовесы 7 установлены с зазором с возможностью их фиксированного перемещения вдоль рычагов для настройки на определенную частоту динамического воздействия. Опоры виброизоляторов подпружинены относительно нижнего строения пружиной 5, а каждый рычаг 6 установлен в направляющей 10, смонтированной на нижнем строении 2, и связан пружинами 11 с соседними рычагами для увеличения демпфирующей способности.

Виброизолирующий фундамент с инерционными массами работает следующим образом.

При перемещении виброизолируемого объекта под воздействием нагрузки вниз происходит противофазное движение противовесов 7, которое способствует уменьшению динамической нагрузки на нижнее строение 1 и повышению эффекта виброгашения,

При горизонтальном перемещении виброизолируемого объекта с малой амплитудой происходит поворот шара 4 относительно сферической оболочки 3. При колебаниях объекта со значительной амплитудой шип 5 упирается в край сферической оболочки 3 и происходит перемещение рычагов 6 в направляющих 10.

Снижение вибрации в горизонтальном направлении достигается размещением между оболочкой 3 и шаром 4 тел качения 8. Возврат системы в первоначальное положение обеспечивают пружины 11_s, стремящиеся вернуть рычаги 6 в исходное положение.

Благодаря наличию противовесов 7, установленных на рычагах 6, осуществляется гашение высокочастотных вертикальных колебаний, так как противовесы 7 перемещаются в противофазе с верхним строением 1. Благодаря свободному перемещению рычагов 6 в направляющих 10 и повороту шара 4 в сферической оболочке 3 посредством тел качения 8 горизонтальные колебания не нарушат работу виброизолятора при совместном воздействии вертикальных колебаний.

Виброизолирующий фундамент позволяет повысить эффективность гашения горизонтальных колебаний и осуществлять центрирование объекта на верхнем строении при смещении центра тяжести объекта.

Возможен вариант выполнения пружины 9, расположенной между сферической оболочкой 3 и нижним 2 строением фундамента (фиг. 3), которая выполнена со встроенным демпфером и содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 14 и 15 со встречно направленными концами 17 и 16 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 12 и 13 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.

Первая часть винтовой пружины 14 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 15 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 17 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 16, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 13, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).

В полости второй части 15 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 14 пружины, зазоры 18 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 14 и 15 пружины.

Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 18 сегментного профиля контактирующих частей 14 и 15 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 16 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (на чертеже не показана) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 18 сегментного профиля контактирующих частей 14 и 15 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».

Первую часть 14 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 19 из демпфирующего материала, например полиуретана, которая создает в системе виброзащиты трение, величина которого повышается при подходе системы к резонансному режиму, что и является аналогом демпфера «сухого трения».

Зазоры, в первой части 14 винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка 8 из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, мас. %:

смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0)	28÷34
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)	12÷19
графит	7÷18
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния	7÷15
баритовый концентрат	20÷35
тальк	1,5÷3,0

Пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.

Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 12 и 13 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.

Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х, Y, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе и при различных условиях работы.

Виброизолирующий фундамент с инерционными массами, включающий верхнее и нижнее строение и установленные между ними виброизоляторы с пружинными опорами и размещенными в сферических оболочках с зазором шарами, имеющими взаимодействующие с верхним строением шипы, каждый виброизолятор снабжен, по крайней мере, тремя рычагами и установленными на нижнем строении направляющими для них, причем одни концы рычагов шарнирно соединены с оболочкой, а другие выполнены с противовесами и последовательно соединены между собой пружинами, в зазоре между шаром и оболочкой размещены тела качения, а противовесы закреплены на рычагах с возможностью фиксированного перемещения, отличающийся тем, что пружина содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, а зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, мас. %:

смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0)	28÷34
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)	12÷19
графит	7÷18
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния	7÷15
баритовый концентрат	20÷35
тальк	1,5÷3,0

Похожие патенты:

Виброизолированный фундамент // 2631272

Фундаментное анкерное устройство для рабочей машины // 2583121

Изобретение относится к анкерному устройству для анкерного крепления рабочей машины, в частности крана на фундаменте. Устройство содержит четырехугольную анкерную раму для размещения рабочей машины.

Фундамент подшипниковой опоры карусели // 2535721

Изобретение относится к аттракционам и может быть использовано в ручной дворовой карусели в зимнее время. Техническим результатом изобретения является упрощение управления карусели изнутри.

Опорно-несущая конструкция для транспортабельного электроразрядного лазера // 2526436

Изобретение относится к средствам для размещения транспортабельных электроразрядных газовых лазеров, а также может быть применено и для других электроразрядных высоковольтных передвижных устройств.

Способ создания бетонной платформы, бетонная платформа и соединительная деталь // 2504617

Группа изобретений относится к строительству, а именно к возведению оснований под тяжеловесную конструкцию, вибрирующую в процессе работы, например турбину, генератор и т.д.

Способ подливки бетонной смеси под технологическое оборудование на заключительном этапе его монтажа // 2466251

Изобретение относится к области монтажа технологического оборудования и может быть использовано при подливке бетонной смеси под оборудование. .

Способ сооружения фундамента под машины и устройство фундамента под машины // 2392386

Способ сооружения монолитного фундамента атомной электростанции и устройство фундамента атомной электростанции // 2390610

Фундамент на виброзащитных элементах // 2383686

Виброизолированный фундамент на кольцевых пружинах // 2283398

Виброизолированный фундамент с пневматической системой виброизоляции // 2631283

Система удержания для элемента оборудования на бетонной плите // 2633435

Изобретение относится к области опорных конструкций для установки элементов оборудования на бетонной плите. Система для закрепления элемента (1) оборудования, устанавливаемого на бетонной плите (2), содержит по меньшей мере один поднятый относительно плиты (2) и сформированный за одно целое с ней блок (31, 32), металлическую ленту (310), ограничивающую вертикальные стенки блока (31, 32), и размещенную поверх упомянутого блока (31, 32) металлическую опору (35, 35') для соединения со стойкой (12) устанавливаемого на бетонной плите (2) элемента (1) оборудования, при этом упомянутая опора (35, 35') выполнена с загнутыми книзу краями (351) по своей периферии, выполненными с возможностью охвата ими металлической ленты (310) и прикрепленными к ней посредством сварки. Использование изобретения позволяет сократить время установки элементов оборудования на бетонной плите при сохранении точности его позиционирования. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Амортизирующая стойка фундамента под оборудование // 2634924

Изобретение относится к средствам защиты от вредного влияния вибрации и может быть использовано в строительстве, в частности, в устройствах виброизолированных фундаментов под машины и оборудование с динамическими нагрузками. Амортизирующая стойка фундамента под оборудование включает обойму, установленную на нижнем строении с зазором относительно верхнего строения, и размещенный в обойме стержень, стойка снабжена пружиной, размещенной между верхним и нижним строениями и охватывающей обойму, которая выполнена из коаксиальных верхней наружной и нижней внутренней с установленными на ее верхнем торце блоками секций, а стержень выполнен с шарнирно прикрепленной к его нижнему концу пятой, которая посредством тросов, огибающих блоки, подвешена к нижней части верхней секции обоймы. Пружина, установленная между нижним и верхним строениями фундамента, выполнена в виде комбинированной пружины со встроенным демпфером, содержащая цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой. Встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой. На конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана. Зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас.%: смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34% волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) 12÷19% графит 7÷18% модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния 7÷15% баритовый концентрат 20÷35% тальк 1,5÷3,0% Технический результат состоит в повышении эффективности гашения колебаний, снижении динамических нагрузок на нижнее строение фундамента. 2 ил.

Амортизирующая стойка фундамента под оборудование // 2639204

Изобретение относится к средствам защиты от вредного влияния вибрации и может быть использовано в строительстве, в частности в устройствах виброизолированных фундаментов под машины и оборудование с динамическими нагрузками. Амортизирующая стойка фундамента под оборудование включает обойму, установленную на нижнем строении с зазором относительно верхнего строения и размещенный в обойме стержень, стойка снабжена пружиной, размещенной между верхним и нижним строениями и охватывающей обойму, которая выполнена из коаксиальных верхней наружной и нижней внутренней с установленными на ее верхнем торце блоками секций, а стержень выполнен с шарнирно прикрепленной к его нижнему концу пятой, которая посредством тросов, огибающих блоки, подвешена к нижней части верхней секции обоймы. Пружина, установленная между нижним и верхним строениями фундамента, выполнена в виде комбинированной пружины со встроенным демпфером, содержащей нижнюю и верхнюю опорные пластины, между которыми коаксиально и концентрично установлены наружная, с правым углом подъема витков, и внутренняя, с левым углом подъема витков, пружины. Нижняя опорная пластина является основанием, на котором нижние фланцы пружин закреплены жестко, а между верхней опорной пластиной, и верхним фланцем внутренней пружины с левым углом подъема витков, расположен демпфер сухого трения, состоящий из двух, соприкасающихся между собой, нижнего и верхнего, цилиндрических дисков. Нижний диск жестко связан с верхним фланцем внутренней пружины, а верхний диск жестко связан с верхней опорной пластиной. На поверхностях цилиндрических дисков демпфера сухого трения, обращенных друг к другу, выполнены концентричные диаметральные канавки на одном из дисков, и выступы - на другом диске, входящие друг в друга. В качестве материалов нижнего и верхнего цилиндрических дисков демпфера сухого трения может быть использован спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное. Технический результат состоит в повышение эффективности гашения колебаний и снижение динамических нагрузок на нижнее строение фундамента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Противорезонансная база (варианты) // 2641556

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в энергетике, металлургии, химической, нефтехимической, нефтяной и газовой промышленности для монтажа динамического оборудования (насосных и компрессорных установок, вентиляторов, экструдеров и т.п.) на фундаментах. Противорезонансная база под оборудование включает опорную часть оборудования, противорезонансный слой и фундамент. Противорезонансный слой соединен с фундаментом вертикальными стержнями и представляет собой залитую связующим раствором горизонтально расположенную арматурную сетку, прикрепленную к опорной части и к вертикальным стержням, опорная часть представляет собой металлическую раму. Технический результат состоит в обеспечении гарантированной передачи вибрации от оборудования через опорную часть оборудования на фундамент, увеличении ресурса и возможности длительной эксплуатации динамического оборудования. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 пр., 2 ил.