ВИБРООПОРА СО СФЕРИЧЕСКИМИ УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Полезная модель относится к нефтегазовой отрасли и может быть использована совместно с разнообразным технологическим оборудованием, в том числе с различными типами насосов, компрессоров и вибросит, и предназначена для их виброизоляции.
Известен амортизатор [авторское свидетельство СССР №1670239, МКИ F16F 15/08, опубл. 1991 г.], содержащий два основания, размещенный между ними набор упругих элементов, стержень, проходящий через выполненные по центру оснований отверстия, ограничитель перемещения оснований в виде установленных на стержне шайб и шплинтов, а также регулятор жесткости в виде резьбовой пары из двух втулок.
К недостаткам известного устройства относятся: большая вероятность нарушения конструкции и характеристик ее работы вследствие действия поперечных нагрузок, а также действие на регулятор жесткости в виде резьбовой пары высоких напряжений, в том числе изгибных.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является резинометаллический виброизолятор с подвижными элементами [патент РФ №2305807, МПК F16F 1/36, F16F 15/08, F16F 3/08, F16F 7/00 опубл. 10.09.2007 г.], содержащий корпус, выполненный в виде основания корытообразной формы с отверстием в нижней части, с установленной в нем буферной платформы, на которой размещены упругие элементы шарообразной формы большой жесткости, сверху которых расположена крышка с имеющимися на внутренней поверхности упругими секторами.
Недостатком известного устройства является недостаточная демпфирующая способность, ввиду расположения одного ряда упругих элементов шарообразной формы большой жесткости; невозможность гашения поперечных колебаний, а также отсутствие возможности регулирования амплитудно-частотной характеристики и, как следствие, узкий диапазон гашения колебаний.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности гашения продольных и поперечных колебаний, действующих на технологическое оборудование, с возможностью регулирования параметров виброгашения в широком диапазоне.
Технический результат достигается тем, что в виброопоре со сферическими упругодемпфирующими элементами, содержащей стержень с установленными на нем двумя основаниями и расположенный между ними корпус с набором сферических упругих элементов, новым является то, что в корпусе размещены направляющие трубки с расположенными в них в виде вертикального ряда вставными сферическими упругодемпфирующими элементами, контактирующими со сменными толкателями, поджатие которых осуществляется нижней гайкой, а в нижнем основании выполнены установочные пазы для ряда сферических упругодемпфирующих элементов.
Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемую полезную модель от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемым решениям соответствие критерию «изобретательный уровень».
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен общий вид виброопоры со сферическими упругодемпфирующими элементами; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.
2
1
1
3
3
2
Виброопора со сферическими упругодемпфирующими элементами (фиг. 1) содержит стержень 1, на котором установлены верхнее основание 2 и нижнее основание 3 специальной формы. Крепление оснований к стержню 1 осуществляется гайками: верхнего основания - гайкой 4, нижнего - гайкой 5. Между основаниями на стержне 1 с зазором Δ размещен цилиндрической корпус 6, соединяемый болтовым креплением с крышкой 7. Между корпусом 6 и крышкой 7 в специально выполненных пазах установлены направляющие трубки 8, внутри которых в один ряд размещены вставные упругодемпфирующие элементы сферической формы 9 диаметром D. Причем диаметр элементов 9 меньше диаметра трубки 8 на величину 2Δ. В верхнем основании 2 и нижнем основании 3 выполнены отверстия, в которых установлены сменные нижние и верхние толкатели 10, закрепленные винтами 11. Рабочая часть толкателей 10 имеет меньший диаметр, чем диаметр отверстий в крышке 7 и корпусе 6, в которых они установлены, вследствие чего между ними образуется зазор Δ. Причем на верхнем основании 2 толкатели установлены на периферии, на нижнем 3 - ближе к центру и могут иметь различную длину. Толкатели 10 плотно прижаты к элементам 9 через отверстия с зазором Δ в крышке 7 и корпусе 6. Между нижней частью корпуса 6 и нижним основанием 3 на стержне 1 установлен цилиндрический элемент 12 из упругого материала, обладающего пружинящими свойствами. По краю нижнего основания 3 выполнен специальный установочный паз в виде прямых углов 13 и 14, где установлены упругодемпфирующие элементы сферической формы 15 диаметра D, расположенные по всей окружности на периферии тарелки корытообразной формы 16. Отверстия 17 в тарелке 16 предназначены для крепления последней к фундаменту. Гайка 18 закрепляет виброизолируемый объект 19 на стержне 1.
Виброопора со сферическими упругодемпфирующими элементами работает следующим образом.
1
Упругие элементы 9, 13 и 15 воспринимают и рассеивают вибрационные нагрузки различных векторов от колебаний виброизолируемого объекта 19, тем самым изолируя их. Гашение колебаний в вертикальном направлении, в большей степени, определяется работой сферических упругодемпфирующих элементов 9. При воздействии рабочей части толкателей 10 на элементы 9, они деформируются в поперечном направлении, приобретая эллиптическую форму. Это осуществляется за счет зазора Δ между вставными сферическими упругодемпфирующими элементами 9 и трубкой 8. Значительная часть энергии идет на работу сил упругости и сил трения, как в материале упругих элементов 9, так и на трение между самими элементами, а также трения сферических элементов 9 о поверхность направляющей трубки 8. При этом эти силы в n раз больше, где n - количество рядов сферических элементов 9, по сравнению с установкой одного ряда шаров, чем объясняется эффективность виброгашения.
Другой отличительной особенностью виброопоры является наличие сменных толкателей 10. За счет возможности изменения длины сменных толкателей 10, а также количества и диаметра упругодемпфирующих элементов 8, можно изменять начальное поджатие сферических упругодемпфирующих элементов 9. Регулировка амплитудно-частотной характеристики виброопоры осуществляется также за счет изменения величины предварительного поджатия упругих элементов 9 и 13 при помощи гайки 5, тем самым реализована возможность регулятора жесткости виброопоры, что позволяет осуществить гашение широкого спектра колебаний.
Упругодемпфирующие элементы сферической формы 15 могут быть выполнены из резины с такой твердостью, которая реализует необходимую для данных элементов осадку, обеспечивая максимальную степень виброизоляции в осевом и радиальном направлениях.