ВИБРОИЗОЛЯТОР

Виброизолятор относится к средствам гашения вибрационных нагрузок на подвижных частях объектов и машин различного назначения. Данный виброизолятор предназначен преимущественно для его использования в устройствах, соединяющих транспортную машину и установленные на ней электронные устройства, работающие в тяжелых условиях, включая военные машины, испытывающие разрушающие нагрузки.
Известны виброизоляторы, каждый из которых содержит верхнюю и нижнюю опоры, соединенные выполненными из стального троса пружинящими кольцами (RU 2305809 C2, 10.09.2007. RU 2527416 C2, 27.08.14. RU 2301924 C1, 27.06.2007. RU 2509930 C2, 20.03.2014).
Известен тросовый амортизатор (например, для приборов, работающих в условиях вибрации и ударных нагрузок), состоящий из двух оснований, соединенных отрезками из стального многожильного троса, отличающийся тем, что основания выполнены в виде прямоугольных рам, а отрезки троса сформованы в виде полуколец, воспринимающих вибронагрузки, причем количество полуколец может изменяться в зависимости от массы амортизируемого прибора. Угловые тросовые полукольца установлены крестообразно для предотвращения сдвига рам в горизонтальной плоскости (RU 27176 U1, 10.01.2003).
Известен тросовый амортизатор, содержащий упругий элемент в виде спирали из троса и закрепленные на витках спирали нижнюю и верхнюю опорные пластины, отличающийся тем, что верхняя опорная пластина закреплена с угловым смещением относительно диаметральной плоскости, проходящей через точку закрепления на витках спирали нижней опорной пластины, при этом указанное смещение составляет 15-75°. Амортизатор содержит, как минимум, одну дополнительную спираль из троса с закрепленными на ней верхней и нижней опорными пластинами, при этом верхняя опорная пластина закреплена на витках дополнительной спирали с угловым смещением относительно диаметральной плоскости, проходящей через точку закрепления на витках дополнительной спирали нижней опорной пластины. Верхняя опорная пластина закреплена на витках дополнительной спирали с угловым смещением в направлении от основной спирали. В ином исполнении верхняя опорная пластина закреплена на витках дополнительной спирали с угловым смещением (RU 101124 U1, 10.01.2011).
Известен тросовый амортизатор для крепления прибора на вертикальной несущей поверхности (стене) и обеспечения его работы в условиях вибрации и ударных нагрузок, состоящий из двух оснований, соединенных отрезками из стального многожильного троса, отличающийся выполнением заднего и переднего оснований в форме пластин с боковой отбортовкой, размещением внутри конструкции между основаниями симметрично расположенных пружин тросовых горизонтального действия, резиновых буферов с упорами, нескольких пружин тросовых вертикального действия. Амортизатор имеет элементы крепления пружин тросовых к переднему и заднему основаниям с помощью плоских пластин, угольников и крепежных элементов (винтов), а также резиновый буфер в виде усеченного конуса с отверстием для крепления к угольнику переднего основания. Амортизатор имеет верхнюю часть конструкции узла крепления монитора, состоящего из прижима и подпружиненного винта с фигурной цилиндрической головкой, а также он имеет кронштейн для установки монитора выполнен в виде угольника, по размеру соответствующего нижней части монитора и имеющего в средней части упор, а на обоих концах - отверстия для соединения с левым и правым тросовыми амортизаторами (RU 71717 U1, 20.03.2008).
Известен виброизолятор, содержащий две обоймы, соединенные с концами отрезков тросов, попарно расположенных крест-накрест, отличающийся тем, что каждая из обойм включает в себя соединенные между собой крышку и основание с двумя эквидистантно расположенными выступами, образующими углубление, в котором размещены охваченные втулками концы отрезков тросов, имеющих в каждой паре разные длины (RU 2181169 C1, 10.04.2002).
Известен виброизолятор для соединения подвижной части платформы с ее основанием, в котором для защиты от вибраций и ударов с целью повышения долговечности, ремонтопригодности и надежности, сокращения габаритов и упрощения конструкции виброизолятора, - он содержит параллельно расположенные опорные элементы и, по меньшей мере, два соединенных с ними поочередным плетением упругих элемента в виде, например, двух отрезков троса, перекрещивающихся в виде X-образных петель, размещенных по окружности и выступающих за периметр опорных элементов. Отрезки троса установлены с образованием зазора в точках перекрещивания внутренней и наружной дуг каждой из X-образных петель, величина которого составляет, по меньшей мере, 1 мм. Отрезки троса соединены с опорными элементами с помощью прижимных колец. Концы указанных петель зафиксированы между соответствующим опорным элементом и прижимным кольцом (RU 2296254 C1, F16F 7/14, 27.03.2007. ООО "Технические системы - сервис, качество и надежность").
Наиболее близким аналогом к представленному в данном описании виброизолятору является виброизолятор, содержащий верхнюю опору и нижнюю опору, в которых зажаты разведенные в противоположные стороны ветви стального троса, при этом каждая ветвь образует собой изогнутую в наружную сторону петлю, контактирующую своей верхней частью с верхней опорой (RU 164320 U1, 27.08.2016 - прототип).
Выявленным в процессе испытаний на вибростенде недостатком прототипа является сравнительно быстрое перетирание и излом проволок троса в местах его контакта с верхней опорой, поскольку в этих местах отмечен сверхдопустимый радиус изгиба троса при работе виброизолятора. В условиях большого числа знакопеременных нагрузок в разных направлениях, перетирание и излом проволок приводит к преждевременному разрыву ветви троса и поломке виброизолятора. Недостаточная прочность ветвей троса вблизи мест его крепления к верхней опоре снижает ресурс виброизолятора.
Техническим результатом полезной модели, представленной в данном описании, является повышение ресурса виброизолятора.
Технический результат достигается тем, что виброизолятор содержит верхнюю опору и нижнюю опору, в которых зажаты разведенные в противоположные стороны ветви стального троса.
Каждая ветвь образует собой изогнутую в наружную сторону петлю, контактирующую своей верхней и нижней частями с верхней и нижней опорами так, что в зоне каждого указанного контакта на каждой ветви троса закреплен стабилизатор рабочего положения ветви, выполненный из пластины, обжимающей трос по периметру его поперечного сечения.
Смежные стабилизаторы соединены перемычкой, выполненной заодно со стабилизаторами из одной пластины, каждый стабилизатор имеет трубчатую форму, образованную в процессе обжатия пластины вокруг троса в зоне его примыкания к верхней опоре.
На фиг. 1 показан виброизолятор в аксонометрии с установленными на ветвях троса стабилизаторами.
На фиг. 2 - виброизолятор на виде сверху.
На фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 (увеличено).
Виброизолятор содержит нижнюю опору 1 и верхнюю опору 2 (фиг. 1), в которых зажаты разведенные в противоположные стороны ветви 3-6 стального троса 7, затасованного в опорах и жестко соединенного с ними. Каждая ветвь троса выполнена в виде петли. Такое соединение опор обеспечивает шесть степеней свободы относительного перемещения опор относительно друг друга. При этом относительные перемещения опор связаны с сопротивлением ветвей троса во всех указанных направлениях.
Каждая ветвь образует собой изогнутую в наружную сторону петлю, которая изогнута в вертикальной и горизонтальной плоскостях и предварительно напряжена так, что она по сути представляет собой амортизатор, обладающий сопротивлением на сжатие, растяжение и кручение.
Каждая опора содержит пару сжатых винтами элементов, между которыми зажаты ветви троса. Каждая опора имеет в центральной части отверстие для крепления опоры к виброизолируемой части или к основанию, на котором закреплен виброизолятор.
Каждая петля контактирует своими верхней и нижней частями с верхней опорой 2 и нижней опорой 1 (фиг. 2). В зоне каждого указанного контакта на каждой петли троса закреплены стабилизаторы 8 рабочего положения петли. Стабилизатор выполнен из пластины 9 (фиг. 3), обжимающей трос 7 по периметру его поперечного сечения. Стабилизатор в рабочем положении имеет трубчатую форму, образованную в процессе обжатия пластины 9 вокруг троса в зоне его примыкания к верхней опоре 1. Смежные стабилизаторы 8 соединены между собой перемычкой 10 (фиг. 1) с отверстием 11 в ее средней части для уменьшения сопротивления изгибу пластины 9 в ее средней части при обжати ею ветви троса.
В данном примере исполнения виброизолятора, перемычка соединяет смежные стабилизаторы 8, она выполнена заодно с ними из одной пластины. Перемычка оказывает эффект стабилизации двух смежных ветвей троса в их рабочем положении в горизонтальной плоскости, а также оказывает положительное влияние на удобство сборки виброизолятора. Между торцом 12 каждого стабилизатора 8 и торцом 13 опоры 2 образован зазор 14.
Работает виброизолятор следующим образом. Закрепленные на верхних частях ветвей 3-6 троса стабилизаторы 8 в процессе работы виброизолятора стабилизируют рабочее положение указанных ветвей троса 7 и не позволяют изгибаться тросу каждой ветви по опасному для троса радиусу изгиба. При работе виброизолятора он испытывает нагрузки, расположенные преимущественно в вертикальном направлении, а также в других указанных направлениях, при этом опоры 1 и 2 сближаются, когда нагрузка на опору 2 действует сверху. В этом положении нагрузка передается на опору 1 через ветви 3-6 стального троса, обладающего гибкостью, упругостью на изгиб, а также сопротивлением изгибу. В этом положении ветви троса изгибаются, радиус изгиба троса каждой ветви уменьшается и стабилизаторы не позволяют ветвям троса в зоне примыкания к верхней опоре изгибаться по опасному радиусу изгиба троса.
Когда нагрузка действует на опору 2 снизу в нижнем направлении - радиус изгиба троса каждой ветви увеличивается. Стабилизаторы в этом случае не позволяют тросу в зоне примыкания к верхней опоре изгибаться в обратном направлении по опасному радиусу изгиба троса.
При таких знакопеременных нагрузках в зоне контакта опор с ветвями троса, стабилизаторы воспринимают на себя часть изгибающих трос нагрузок и защищают трос от его перегиба с недопустимым радиусом в прямом и обратном направлениях, приводящих к усталости металла проволок троса, их излому и разрыву ветвей троса.
В итоге, как показали испытания, оснащенная стабилизаторами конструкция, повышает ресурс виброизолятора в 2,5 раза.