РЕССОРНЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР СУДОВОЙ КАЮТЫ
SPRING BUMPER OF SHIP CABIN

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве каюты на речных, морских судах и других объектах водного транспорта.
Известна кабина транспортного средства по патенту РФ №2309079 (прототип), содержащая каркас с несущими элементами, закрепленные на нем пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов, каждый из которых включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе и, по крайней мере, один слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор.
Недостатками этой кабины являются неудовлетворительное гашение структурного шума, неприспособленность к подавлению реверберации, неудовлетворительное качество интерьера кабины и неудовлетворительная теплоизоляция.
Технический результат - повышение комфортабельности каюты и улучшение условий труда оператора.
Это достигается тем, что в судовой каюте, содержащей металлический штампосварной каркас, состоящий из несущих профильных конструкций, внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов, каждый из звуковибротеплоизоляционных элементов включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе и, по крайней мере, один слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор, при этом каркас каюты соединен с несущими конструкциями судна посредством виброизолирующей системы, состоящей из верхнего подвеса, включающего в себя, по крайней мере, два виброизолятора верхнего подвеса каюты, и, по крайней мере, два виброизолятора нижнего подвеса каюты, выполненных в виде цилиндрических или конических винтовых пружин, причем пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов могут быть выполнены либо цельными, либо состоящим из элементов, вписанных в контур каркаса кабины, а звукопоглощающий материал звуковибротеплоизоляционных элементов выполнен в виде плиты из минеральной ваты на базальтовой основе и по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, при этом виброизолятор верхнего подвеса каюты содержит корпус, который выполнен в виде двух оппозитно расположенных фланцев верхнего и нижнего, между которыми жестко закреплен упругий элемент из эластомера, выполненный в форме усеченного конуса, а верхний фланец выполнен в форме круга с крепежным отверстием в центре, а нижний выполнен в форме ромба со скругленными углами при вершинах, причем в нижнем фланце расположены крепежные отверстия, при этом боковые поверхности эластомера выполнены гиперболическими в виде бруса равного сопротивления, имеющего постоянную жесткость в осевом и поперечном направлениях, а отношение высоты виброизолятора h к диаметру D опорной поверхности нижнего фланца находится в оптимальном соотношении величин: h/D=0,45…1,55.
На фиг.1 изображен общий вид судовой каюты; на фиг.2 - виброизолятор верхнего подвеса каюты, на фиг.3 - вид сверху на фиг.2.
Судовая каюта (фиг.1) представляет собой металлический штампосварной каркас 6, состоящий из несущих профильных конструкций (на чертеже не показано), внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 10, каждый из которых включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе и, по крайней мере, один слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор (на чертеже не показано). Каркас 6 каюты соединен с несущими конструкциями 1 судна посредством виброизолирующей системы, состоящей из верхнего подвеса, включающего в себя, по крайней мере, два виброизолятора 2 и 3 верхнего подвеса каюты (фиг.2) и, по крайней мере, два виброизолятора 4 и 5 нижнего подвеса каюты, выполненных в виде цилиндрических или конических винтовых пружин. Внутри каюты расположены стол 7, стул 8 и кровать 9 для обслуживающего судно персонала, причем крепление этих предметов к каркасу 6 каюты может осуществляться жестко либо через вибродемпфирующие прокладки (на чертеже не показано).
Пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 10 могут быть выполнены либо цельными, либо состоящими из элементов (на чертеже не показано), вписанных в контур каркаса 6 кабины, и состоящими из передней со щелевой перфорацией, и задней стенок из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. При этом передняя и задняя стенки пакетов могут быть выполнены из конструкционных материалов, с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», а соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,5…3,5).
Звукопоглощающий материал звуковибротеплоизоляционных элементов 10 выполнен в виде плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден». Звукопоглощающий материал также может быть выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30…45% (на чертеже не показан). Звукопоглощающий материал 6 может быть выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин 0,3…2,5 мм (на чертеже не показан).
Рессорный виброизолятор судовой каюты верхнего подвеса каюты (фиг.2) содержит пакет верхних упругих элементов 11 и пакет нижних упругих элементов 12 арочного типа, обращенных навстречу друг другу. Каждый из пакетов выполнен в виде набора чередующихся во взаимно перпендикулярных направлениях плоских пружин 13 и 14, каждая из которых состоит из горизонтальной полки и двух боковых полок, отогнутых на угол 135° к горизонтальной полке и имеющих опорные участки 15 и 16 на концах. Демпфирующий элемент виброизолятора выполнен фрикционным в виде расположенных параллельно оси виброизолятора втулок 17 и 18 с фланцами на торцах и отрезка троса 19, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки 17 и 18. Втулки 17 и 18 связаны с упругими элементами 11 и 12 посредством заклепок 20. Болты 21, закрепленные на упругих элементах с помощью гаек 22, обеспечивают связь виброизолятора с вибрирующим и виброизолируемым объектами (на фигурах эти объекты не показаны).
Судовая каюта работает следующим образом.
Пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 10 снижают структурную и реверберационную составляющие шума. Прокладки из пенополиуретана эффективно гасят высокочастотные колебания воздуха, источником которых является энергия потока звукового давления. Пенополиуретан одновременно является надежным теплоизолятором благодаря высокой пористости, изолированной с двух сторон тонкой оплавленной пленкой пенополиуретана. Декоративная перфорированная древесноволокнистая плита является хорошим гасителем колебаний. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собой модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа Э3-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.
Рессорный виброизолятор судовой каюты работает следующим образом.
При воздействии внешней нагрузки упругие элементы 11 и 12 деформируются в осевом и радиальном направлениях. Радиальная деформация упругих элементов сопровождается изменением величины диаметра центров крепежных элементов 20 и деформацией в радиальных направлениях фрикционного демпфирующего элемента, связанного с упругими элементами 11 и 12 через втулки 17 и 18 и заклепки 20. При этом все участки троса 19, расположенные между втулками 17 и 18, изгибаются, в результате чего рассеивается часть подводимой к виброизолятору энергии за счет взаимного трения между проволоками и прядями троса 19, трения самого троса 19 о втулки 17 и 18 при значительных контактных давлениях между проволоками и прядями, а также между тросом и втулками, которые обусловлены перегибами троса на втулках 17 и 18.
Чередование взаимного расположения плоских пружин 13 и 14, составляющих упругие элементы 11 и 12 арочного типа, во взаимно перпендикулярных направлениях обеспечивает наличие зазора между плоскими пружинами, что исключает их взаимное трение при деформациях упругого элемента, что придает ему практически чисто упругие свойства.
Благодаря функциональному разделению конструктивных узлов на упругие и демпфирующие элементы, а также простоте их сборки обеспечивается оперативный подбор упругодемпфирующих характеристик виброизолятора для конкретных условий эксплуатации.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает увеличение грузоподъемности при меньшем весе виброизолятора, упрощение конструкции, повышение виброизолирующих качеств в зарезонансной зоне частот, оперативность подбора упругодемпфирующих характеристик для конкретных условий эксплуатации, а также возможность повышения виброзащитных качеств на резонансе.