Патент на изобретение №2173803
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПРУЖИННЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР С ДЕМПФИРУЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ
(57) Реферат: Изобретение относится к пружинным амортизаторам с нагруженным тросом. Стальной канат навит на пружину. Наконечник каната может крепится как непосредственно в местах крепления пружины к фундаменту и к опорам объекта, так и в других точках объекта. Предлагаемое техническое решение направлено на повышение надежности и усиление демпфирования виброизолятора. 29 ил. Изобретение относится к средствам защиты конструкции от механических воздействий, а именно к виброизоляторам с упругодемпфирующим элементом. Известен виброизолятор типа АКПО (амортизатор корабельный пружинный одновитковый) {Беляковский Н.Г. Конструктивная амортизация механизмов, приборов и аппаратуры на судах. Л.: Судостроение, 1965, 523 с. (стр. 418, рис. 162) [1]}. Известный виброизолятор не обладает демпфирующим эффектом. Известен также наиболее близкий к предложенному техническому решению виброизолятор, содержащий каркас и навитый на нем в виде цилиндрической пружины жгут (Авторское свидетельство СССР N 315689, кл. F 16 F 1/06, опублик. 07.06.87) [2] – прототип. Жгут состоит из скрученных между собой металлических проволок, навитых на каркас. Каждый из рядов проволочек закручен по пространственной винтовой линии с объемным переплетением не менее трех рядов. Каждый виток цилиндрической пружины образован навитым встык жгутом. Концы жгута опаяны для предотвращения самопроизвольного его разматывания. Существенными недостатками данного виброизолятора являются: 1. Ненадежность крепления концов жгута. 2. Сложность навивки проволок жгута. 3. Потребность специальной технологии изготовления. 4. Недостаточная энергоемкость. 5. Незначительность демпфирующего эффекта. Во время работы виброизолируемого объекта и воздействий ударов, сотрясений происходит сжатие или растяжение пружины, вызывающее кручение и изгиб проволоки. Кручение и изгиб проволоки вызывает натяжение жгута, что приводит к быстрому износу проволочек, обрыву жгута и самой пайки. При работе пружины с температурой среды более 280oC происходит превращение пайки в мягкое, а затем в жидкое состояние. Следовательно, известное техническое решение является ненадежным и недостаточно энергоемким. Сложность навивки (изготовления) жгута и потребность специальной технологии его изготовления увеличивают себестоимость виброизолятора. Конструктивная особенность проволочек жгута способствует возникновению демпфирующего эффекта, но они недостаточны, так как контактная поверхность соприкосновения мала. Это связано и с тем, что при пайке концов не может быть обеспечено достаточное натяжение жгута и плотное соприкосновение соответствующих поверхностей. Предлагаемое изобретение направлено на усовершенствование пружинных виброизоляторов с демпфирующим средством. Это достигается за счет того, что: 1. Демпфирующий элемент выполнен из стального каната, навитого по спирали на проволоку самой пружины. 2. Средство оконцовки концов демпфирующего элемента является также средством крепления его концов непосредственно в местах крепления пружины к фундаменту и к опорным конструкциям объекта или других точках этого объекта. Данное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен пружинный виброизолятор без демпфирующего элемента; на фиг. 2 – пружинный виброизолятор с демпфирующим элементом, установленный между виброизолируемым объектом и фундаментом (рамой); на фиг. 3 – то же, вид сверху; на фиг. 4 – 27 некоторые примеры средств оконцовки демпфирующего элемента; на фиг. 28, 29 – примеры крепления концов демпфирующего элемента. Пружинный виброизолятор с демпфирующим элементом содержит спиральную цилиндрическую пружину 1 (фиг. 1 – 3), которая для простоты на фигурах изображена одновитковой конструкции (частный случай), проушины 2, 3 для крепления с одной стороны к виброизолируемому объекту 4, а с другой стороны – к фундаменту или раме 5 (фиг. 1 – 3), демпфирующий элемент 6 и средства оконцовки 7, 8 и крепления концов демпфирующего элемента 6. Средства 7, 8 оконцовки и крепления концов демпфирующего элемента 6 обеспечивают крепление его концов непосредственно в местах крепления пружины 1 к фундаменту 5 (фиг. 2, 3) и к опорным конструкциям объекта 4 или других точках этого объекта (фиг. 28, 29). На фиг. 2, 3 приведен пример крепления пружинного виброизолятора с демпфирующим элементом крепежными средствами 9-12 узлов 2, 3, 7 и 8. Деталь 13 (фиг. 2) изготовлена из резины и выполняет роль буфера при ударах. Стальной канат представляет собой витое гибкое изделие из стальных проволок. В соответствии со специфическими особенностями структуры может использоваться в качестве упругодемпфирующего элемента виброизоляторов. Канатную проволоку изготавливают из углеродистой качественной конструкционной стали, выполняемой в мартеновских и электрических печах. Канат выпускается промышленностью, а следовательно, является доступным материалом для изготовления виброизолятора предложенной конструкции как экологичной продукции. Рабочие части отрезков каната в различных конструкциях, в том числе предложенной, обладают требуемой несущей способностью и большим демпфированием. В процессе нагружения они в конструкциях испытывают деформации изгиба, кручения и сжатия. Хорошо противостоят вибрационным и линейным перегрузкам, выдерживают многократные удары высокой интенсивности длительностью 0,05-0,1 с. Имеют поглощающую способность, близкую к пружинным виброизоляторам, а по рассеивающей – превосходят металлическую резину {Минасян М.А. Новое в конструкции виброизолирующих креплений двигателей внутреннего сгорания. Депонированная рукопись в ЦНИИ им. Крылова, N ДР-77, 1999 [3]}. При сборке пружинного виброизолятора с демпфирующим элементом как для прототипа, так и для предложенной конструкции важное и определяющее значение имеет надежность соединения в местах закрепления концов 7, 8 демпфирующего элемента 6 (фиг. 2, 3). Предложенное средство оконцовки отрезков каната и некоторые примеры конструктивных выполнений, представленных на фиг. 4-27, являются наиболее надежными, чем опаяние жгута непосредственно к пружине у прототипа. Кроме представленных средств оконцовки (фиг. 4-27), могут применяться также, например, морские узлы и другие конструктивные решения. Главное, чтобы было обеспечено предотвращение самопроизвольного разматывания демпфирующего элемента 6, плотность навивки, надежность средств 7, 8 оконцовки и крепления концов демпфирующего элемента непосредственно в местах крепления 11, 12 (фиг. 2, 3) пружины 1 к фундаменту 5 и к опорным конструкциям 9 объекта 4 или других точках этого объекта (фиг. 28, 29). Данное техническое решение обеспечивает также регулировку демпфирующих характеристик виброизолятора благодаря возможностям изменения угла, плотности, полноты навивки, длины троса и места крепления концов троса. Пружинный виброизолятор с демпфирующим элементом работает следующим образом. При работе виброизолируемого объекта 4 от воздействия вибрации и ударов как со стороны объекта 4, так и со стороны основания 5 происходит ослабление как низких, так и высоких частот благодаря самой пружине 1, которая не обладает демпфирующим эффектом. Демпфирующий эффект обеспечивает демпфирующий элемент 6, выполненный из стального канатного жгута за счет упругой деформации и внутреннего (вязкого) трения в материале проволок и внешнего (сухого) трения между проволоками жил каната, а также между витком пружины 1 и канатного жгута (фиг. 2,3). При больших амплитудах вибрации резко возрастает степень демпфирования, что обеспечивает минимальный коэффициент динамичности на резонансной частоте. При ударах резиновый элемент 13 работает в качестве буфера. Цилиндрические пружины применяются в качестве подвесок транспортных средств и, поскольку они не обладают демпфирующим эффектом, вынуждены одновременно применять также демпферы, например жидкостные (гидравлические), фрикционные и т.п. Однако существующие конструкции требуют дальнейшего усовершенствования по их упрощению, снижению себестоимости, уменьшения массогабаритных показателей, увеличения эффективности, надежности и т.п. Предложенное техническое решение в некоторой степени близко к указанным требованиям. Широкое распространение для защиты приборов, аппаратуры и других объектов нашли также виброизоляторы АКПО [1], особенно в космонавтике, авиации, судостроении и в других областях. Применение в виброизоляторах типа АКПО предложенного устройства (фиг. 2, 3, 28, 29) позволит обеспечить не только расширение области применения, но и существенно увеличит эффективность виброизоляции виброизолируемого объекта 4, срок службы и надежность. Важной особенностью виброизолятора является возможность регулировки демпфирующих характеристик, причем в условиях монтажа и эксплуатации. Кроме того, в комплекте виброизолятора можно предусмотреть несколько типоразмеров демпфирующего элемента, отличающихся диаметром и длиной троса, что еще расширит спектр применения виброизолятора. Опытные образцы виброизоляторов будут готовы к испытанию в декабре 2001 года. Таким образом, изобретение соответствует критерию “новизна”. Какие-либо другие виброизоляторы с указанными выше преимуществами неизвестны. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 26.10.2004
Извещение опубликовано: 20.01.2006 БИ: 02/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
