Патент на изобретение №2279002

(54) ВИБРОИЗОЛЯТОР

(57) Реферат:

Изобретение относится к виброзащитной технике. Сущность изобретения заключается в том, что виброизолятор состоит из двух пневматических или гидравлических камер. Одна камера является рабочей, а другая – дополнительной. Камеры разделены и сообщаются между собой посредством виброгасящего элемента. Виброгасящий элемент выполнен в виде двух перегородок. Каждая перегородка содержит кольцевой канал, в который вмонтирован подшипниковый узел. По окружности внешнего кольца каждого подшипникового узла выполнены выхлопные отверстия. К каждому кольцевому каналу по касательной подходит сопло. У одного кольцевого канала сопло соединено с рабочей камерой, а выхлопные отверстия соединяют этот кольцевой канал с дополнительной камерой. У второго кольцевого канала сопло соединено с дополнительной камерой, а выхлопные отверстия соединяют второй кольцевой канал с рабочей камерой. Техническим результатом является повышение эффективности виброизоляции за счет обеспечения оптимальных динамических характеристик виброгасящего элемента. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к виброзащитной технике, а именно к системам виброизоляции (подвескам, опорам), применяемым в машинах и инженерно-строительных сооружениях.

Известен виброизолятор по патенту Германии №DE 3824878 А1, кл. F 16 F 13/00, 1990 г., в котором резиновый упругий элемент разделен от камер посредством виброгасящих элементов, выполненных по типу «поршень-шток».

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому виброизолятору является виброизолятор по патенту РФ №2152547, кл. F 16 F 13/00, 5/00, 1998 г., состоящий из двух камер, пневматических или гидравлических, одна из которых является рабочей, разделенных перегородкой и сообщающихся между собой посредством виброгасящего элемента.

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции за счет невозможности обеспечения оптимального соотношения диссипативных и инерционных сопротивлений виброгасящего элемента.

Задачей изобретения является повышение эффективности виброизоляции за счет обеспечения оптимальных динамических характеристик виброгасящего элемента.

Это достигается тем, что в виброизоляторе, состоящем из двух пневматических или гидравлических камер, одна из которых является рабочей, а другая – дополнительной, разделенных и сообщающихся между собой посредством виброгасящего элемента, виброгасящий элемент выполнен в виде двух перегородок, при этом каждая перегородка содержит кольцевой канал, в который вмонтирован подшипниковый узел, причем по окружности внешнего кольца каждого подшипникового узла выполнены выхлопные отверстия, а к каждому кольцевому каналу по касательной подходит сопло, при этом у одного кольцевого канала сопло соединено с рабочей камерой, а выхлопные отверстия соединяют этот кольцевой канал с дополнительной камерой, а у второго кольцевого канала сопло соединено с дополнительной камерой, а выхлопные отверстия соединяют второй кольцевой канал с рабочей камерой, причем каждый подшипниковый узел содержит два или более шаров, закрепленных в кольцевых сепараторах симметрично относительно оси сепаратора, а сопла, расположенные по касательной к кольцевым каналам, направлены навстречу друг другу.

На фиг.1 приведена конструктивная схема виброизолятора, на фиг.2 – горизонтальный разрез А-А виброгасящего устройства, на фиг.3 – горизонтальный разрез Б-Б виброгасящего устройства, на фиг.4 – местный разрез В-В виброгасящего устройства, на фиг.5 – местный разрез Г-Г виброгасящего устройства.

Виброизолятор содержит рабочую камеру 1, выполненную в виде эластомерного упругого элемента-обечайки, привулканизированного к корпусу 2 и опорному центру 3, на котором размещено устройство 26 для подстройки (юстировки) виброизолируемого объекта на определенную высоту (конструктивно оно может быть выполнено в виде пары винт-гайка и других известных средств). Виброизолятор содержит также дополнительную камеру 12. Рабочая 1 и дополнительная камера 12 разделены и сообщаются между собой посредством виброгасящего элемента. Рабочая 1 и дополнительная камера 12 могут быть как пневматическими, так и гидравлическими.

Виброгасящий элемент выполнен в виде двух перегородок 4 и 5, при этом каждая перегородка содержит кольцевой канал, в который вмонтированы подшипниковые узлы 7 и 8. По окружности внешнего кольца каждого подшипникового узла выполнены выхлопные отверстия 21 и 24, а к каждому кольцевому каналу по касательной подходит сопло. При этом у одного кольцевого канала сопло 19 соединено с рабочей камерой 1, а выхлопные отверстия 21 соединяют этот кольцевой канал с дополнительной камерой 12, а у второго кольцевого канала сопло 22 соединено с дополнительной камерой 12, а выхлопные отверстия 24 соединяют второй кольцевой канал с рабочей камерой 1.

Каждый подшипниковый узел 7 и 8 содержит два или более шаров 10, 11, закрепленных в кольцевых сепараторах 6 и 9 симметрично относительно оси сепаратора.

Сопла 19 и 22, расположенные по касательной к кольцевым каналам, направлены навстречу друг другу.

Виброизолятор работает следующим образом.

Во внутренний объем виброизолятора закачан сжатый газ под давлением в диапазоне от 0,12 до 0,6 МПа. Упругий элемент-обечайка рабочей камеры 1 и сжатый газ через поршневое действие внутренней поверхности обечайки давлением сжатого газа передают статическую и динамическую нагрузку от центра 3 на корпус 2 и на основание.

Подшипниковые узлы 6 и 7 и дроссельные отверстия 25 оказывают динамическое действие. Подшипниковые узлы выполняют роль «инерционного трансформатора» и работа их происходит следующим образом. В процессе вибрации при сжатии обечайки рабочей камеры 1 и корпус 2 сближаются (фаза сжатия). Газ из рабочей камеры нагнетается в дополнительную камеру 12. Газ от поршневого действия внутренней поверхности обечайки 1 через сопло 19 подается в кольцевой канал подшипникового узла 6 и приводит во вращение сепаратор 8 с шарами 10 против часовой стрелки, а затем выбрасывается через выхлопные отверстия 21 и коллектор 20, попадает в дополнительную камеру 12. На обратном ходе, когда обечайка 1 и корпус 2 расходятся (фаза растяжения), сжатый газ из камеры 12 через сопло 22 подается в кольцевой канал подшипникового узла 7 и приводит во вращение сепаратор 9 с шарами 11 по часовой стрелке, затем выбрасывается через выхлопные отверстия 24 и коллектор 23 в рабочую камеру 1. Во время фазы сжатия вращение сепаратора 8 с шарами 10 ускоряется, а вращение сепаратора 9 с шарами 11 замедляется. Во время фазы растяжения наоборот вращение сепаратора 9 с шарами 11 ускоряется, а сепаратор 8 с шарами 10 замедляется.

Этот процесс создает требуемый эффект инерционного трансформатора, формируя в частотной характеристике виброизолятора гашение типа «фильтра-пробки». Провал в характеристике зависит от жесткости упругого элемента обечайки рабочей камеры 1 и от приведенной инерционности (массы) сепараторов и шаров подшипниковых узлов 6 и 7. Параллельные дроссельные отверстия 25 обеспечивают виброизолятору необходимое демпфирование.

Предложенный виброизолятор можно применять в системах виброизоляции мобильных транспортных средств в качестве подвесок и опор, а также в технологических машинах и инженерно-строительных сооружениях.

Формула изобретения

1. Виброизолятор, состоящий из двух пневматических или гидравлических камер, одна из которых является рабочей, а другая – дополнительной, разделенных и сообщающихся между собой посредством виброгасящего элемента, отличающийся тем, что виброгасящий элемент выполнен в виде двух перегородок, при этом каждая перегородка содержит кольцевой канал, в который вмонтирован подшипниковый узел, причем по окружности внешнего кольца каждого подшипникового узла выполнены выхлопные отверстия, а к каждому кольцевому каналу по касательной подходит сопло, при этом у одного кольцевого канала сопло соединено с рабочей камерой, а выхлопные отверстия соединяют этот кольцевой канал с дополнительной камерой, а у второго кольцевого канала сопло соединено с дополнительной камерой, а выхлопные отверстия соединяют второй кольцевой канал с рабочей камерой.

2. Виброизолятор по п.1, отличающийся тем, что каждый подшипниковый узел содержит два или более шаров, закрепленных в кольцевых сепараторах симметрично относительно оси сепаратора.

3. Виброизолятор по п.1, отличающийся тем, что сопла, расположенные по касательной к кольцевым каналам, направлены навстречу друг другу.

РИСУНКИ