ВИБРОИЗОЛЯТОР

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, авиационной, ракетно-космической технике и может быть использовано для виброизоляции и подавления опасной вибрации агрегатов, узлов, приборов и т.п. в любых областях техники, где требуется снижение уровня вибрации или ударной нагрузки.
Известен виброизолятор, содержащий два упругодемпфирующих элемента (УДЭ) конусообразной формы, из материала металлорезина (MP) с крепежными отверстиями на периферии, упругую проставку, установленную между УДЭ, крепежные элементы, соединяющие УДЭ, болты, соединенные с помощью гаек через ограничительные шайбы с УДЭ, сжатую пружину, установленную соосно с виброизолятором между головками болтов (А.С. СССР №1232874 кл. F16F 3/08. «Виброизолятор», авторы Лазуткин Г.В. и др., опубл. 23.05.1986 г., БИ №19).
Недостатками указанного виброизолятора является низкое качество и невысокая надежность, при действии интенсивных ударных нагрузок, обусловленных малой энергоемкостью пружины и взаимодействия ограничительных шайб с УДЭ. Это приводит к недопустимым деформациям виброизолятора, сопровождающихся многократным усилением воздействующих ударных ускорений при соударениях витков пружины, а также металлических головок крепежных болтов и, как следствие, к разрушениям конструктивных элементов виброизолятора.
Известен виброизолятор, содержащий два упругодемпфирующих элементах конусообразной формы, обращенных друг к другу большими основаниями, с размещенными между ними упругой проставкой и сшитых по периметру проволокой, крепежные болты с ограничительными шайбами, закрепленные на соответствующих упругодемпфирующих элементах, с выполненными на их внутренней поверхности буртами с фасонным профилем, входящие в ответные по профилю канавки, выполненные на упругой проставке, причем в виброизолятор дополнительно введено противоударное устройство, которое выполнено бочкообразной формы из материала металлорезина с центральным цилиндрическим отверстием, торцы бочек выполнены конусообразными, оперты на головки болтов, которые выполнены конусообразной формы с полусферическими выступами и образуют полости в проставке, выполненной за одно целое с противоударным устройством (Патент на полезную модель №86989, F16F, 3/08. Виброизолятор / Лазуткин Г.В., Антипов В.А., Петухова М.А., опубл. 20.09.2009, БИ №26).
Недостатком этого виброизолятора являются невозможность получения низких (менее 95 Гц) резонансных частот из-за малой несущей способности, а также невысокая надежность при воздействии интенсивных вибрационных нагрузок, вызываемая быстрым износом противоударного устройства, и также усадкой бочкообразной части противоударного устройства. Причем, как следствие возникает расстыковка головок болтов с бочкообразной частью противоударного устройства, сопровождающаяся виброударными режимами их совместной работы. Это явление расширяет зоны опасных резонансных колебаний и разрушает бочкообразную часть противоударного устройства. Вместе с тем, заполнение полости между проставкой, противоударным устройством и упругодемпфирующими элементами вязкотекучей субстанцией оказывает кратковременный эффект из-за ее быстрой потери через поры материала металлорезина, связанной с ростом температуры материала при интенсивных деформациях виброизолятора. Заполнение указанных выше полостей полиуретаном из-за его быстрого старения сокращает сроки хранения виброизоляторов из материала металлорезина и резко снижает один из главных показателей надежности изделий - сохраняемость.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предполагаемая полезная модель, является повышение несущей способности, качества вибро- и ударной защиты и надежности конструкции виброизолятора.
Технический результат достигается тем, что виброизолятор содержит два упругодемпфирующих элемента конусообразной формы, обращенных друг к другу большими основаниями с размещенной между ними упругой проставкой и сшитых по периметру проволокой, крепежные болты с ограничительными шайбами, закрепленные на соответствующих упругодемпфирующих элементах, с выполненными на их внутренней поверхности буртами с фасонным профилем, входящие в ответные по профилю головки, а также противоударное разгрузочное устройство, отличается тем, что противоударное разгрузочное устройство выполнено в виде втулки из материала металлорезина, охваченной цилиндрической пружиной, размещено в полости виброизолятора с предварительным поджатием втулки, между головками болтов и пружины между уступами, выполненных на упругодемпфирующих элементах, причем концы втулок расположены в углублениях, образованных в упругодемпфирующих элементах под фасонные головки крепежных болтов, а в проставке выполнено центральное отверстие с диаметром большим наружного диаметра пружины.
Кроме того, угол подъема проставки на каждой из ее сторон может быть выполнен равным или больше среднего угла подъема профиля ограничительной шайбы, у которой на периферии выполнена отбортовочная кромка.
На чертеже (фиг.1) изображен предполагаемый виброизолятор.
Виброизолятор содержит: два УДЭ (1) конусообразной формы из материала MP с крепежными отверстиями на периферии, буртом с фасонным профилем, углубления и уступы, выполненные на внутренней поверхности каждого УДЭ, а также сквозное отверстие в центре; ограничительную шайбу 2, отбортованные на периферии, монтажные гайки 3 и крепежные болты 4 с фасонными головками, находящимися в углублениях УДЭ; цилиндрическую пружину 5, поджатую между уступами УДЭ, втулку 6 из материала MP, размещенную своими концами в углублении УДЭ и поджатую между опорными поверхностями головок болтов, которые имеют полусферические выступы, входящие в центральное отверстие втулки, причем пружина 5 вместе с втулкой 6 образует противоударное разгрузочное устройство; проставку 7 из материала MP имеющую канавки ответные по профилю буртов в УДЭ, плавно переходящие в коническую часть проставки с центральным отверстием для противоударного устройства; сшивную проволоку 8, витки которой обеспечивают надежное соединение всех деталей виброизолятора.
Виброизолятор работает следующим образом. При воздействии ударной нагрузки в осевом направлении происходит деформирование виброизолятора. При этом часть энергии удара рассеивается в материале MP за счет внутреннего трения между витками проволочных спиралей, из которых он состоит, и внешнего трения, возникающего на контактных поверхностях: УДЭ 1 с проставкой 7; пружины 5 с уступами УДЭ и втулкой 6; головки болта 4 и его полусферического выступа с торцами и внутренним отверстием втулки, а также концов втулки с углублением в УДЭ. При этом за счет наличия зазора между пружиной 5 и проставкой 7 предотвращен износ проставки 7.
Другая часть энергии удара переходит в потенциальную энергию упруго демпфированных элементов конструкции виброизолятора. Первоначально, главным образом, деформируется УДЭ 1 и противоударное устройство, состоящее из пружины 5 и втулки 6 из материала MP, которые постепенного своей внутренней и наружной поверхностью входят во все больший контакт с поверхностью проставки 7 и ограничительной шайбой 2 соответственно. При этом нагрузочная способность УДЭ и виброизолятора в целом, форсированная предварительным поджатием противоударного устройства, увеличивается, заставляя активно деформироваться не только противоударное устройство с УДЭ, но и проставку. По мере дальнейшего увеличения деформации виброизолятора из-за соответствия угла подъема проставки 7 углу подъема ограничительной шайбы 2 и отбортовки шайбы 2 материал MP в УДЭ 1 и проставке 7 оказывается замкнутым между отбортованными на периферии ограничительными шайбами 7, разгружая частично противоударное устройство и предохраняя от разгружения витки пружины 5 от «жесткого» соударения полусферических выступов головок болтов 4, что повышает надежность виброизолятора в целом.
Регулируя параметрами материала MP и конструкции виброизолятора, в том числе УДЭ 1, ограничительной шайбы 2, крепежных болтов 4, проставки 7, пружины 5 и втулки 6 можно оптимально распределить усилие поджатия между пружиной 5 и втулкой 6 при общем поджатии противоударного устройства, составляющим большую часть от весовой нагрузки виброзащитной системы.
Предлагаемая конструкция позволяет обеспечить высокое качество вибро- и ударной защиты при интенсивных динамических нагрузках и повышенной грузоподъемности виброизолятора.