ВИБРОИЗОЛЯТОР

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к упругим демпфирующим элементам, и может быть использована в любой области техники для снижения перегрузок агрегатов, приборов и оборудования, работающих в условиях интенсивных вибраций и ударов.
Известен демпфирующий элемент, выполненный в виде набора стержней, стянутых упругими хомутами, при этом поперечное сечение каждого стержня представляет собой сплошной или полый тонкостенный равносторонний треугольник (Пономарев Ю.К. Авт. свид. СССР №1420264, МКИ F16F 7/08, Бюлл. №32, 1988 г.).
Недостатком известного демпфирующего элемента являются невозможность демпфирования колебаний в направлении его продольной оси.
Известен амортизатор, выполненный в виде набора стержней квадратного поперечного сечения, стянутых хомутами, причем каждый хомут снабжен элементами управляемого давления из электрострикционного материала, установленными между стержнями и хомутами попарно во взаимно-перпендикулярных плоскостях и присоединенными к источнику управляемого напряжения и датчикам колебаний (Пономарев Ю.К., Чегодаев Д.Е. Патент России №1746092, МКИ F16F 7/00, Бюлл. №25, 1992 г.). Данное изобретение выбрано в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является невозможность демпфирования колебаний в направлении его продольной оси и сложность конструкции, заключающаяся в трудности доводки узлов, включающих хомуты с прокладками из электрострикционного материала, которые при недостаточной точности изготовления растрескиваются. Кроме того, как показал опыт, регулирование демпфирующих свойств в прототипе можно осуществить в небольшом диапазоне изменения сдавливающих нагрузок.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данной полезной модели, является обеспечение пространственного восприятия нагрузок с сочетанием высоких и стабильных упругодемпфирующих свойств виброизолятора.
Технический результат достигается тем, что в виброизоляторе, состоящем из двух крепежных обойм, соединенных многослойным упругим элементом, - в нем многослойный упругий элемент выполнен в виде пространственного пакета, содержащего не менее четырех стержней квадратного поперечного сечения, каждый из которых имеет три взаимно-перпендикулярных прямолинейных участка, последовательно сопряженных друг с другом двумя радиусными участками, причем каждый из стержней пакета
прижат друг к другу по боковым поверхностям с помощью упругих хомутов, зафиксированных от продольных сдвигов контровочной проволокой и выполненных до сборки виброизолятора с криволинейной формой упругих линий по четырем взаимно-перпендикулярным сторонам.
Принципиальным отличием предлагаемой конструкции является следующее. За счет того, что упругий элемент виброизолятора выполнен в виде пространственного пакета четырех или более стержней квадратного сечения, изогнутых под углом 90° сначала в плоскости ХОУ, а затем YOZ и прижатых друг к другу равномерно расположенными по длине прямолинейных участков пакета хомутами, обеспечивается высокий уровень и стабильность упругодемпфирующих характеристик виброизолятора и его равночастотность по трем взаимно-перпендикулярным направлениям.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показана конструкция виброизолятора в изометрии;
на фиг.2 показан внешний вид одной из обойм в сборе с местным разрезом;
на фиг.3 показан крепежный болт с разжимными губками;
на фиг.4 показана корпусная втулка одной из обойм с частичным разрезом;
на фиг.5 показана втулка цангового зажима;
на фиг.6 показан вариант конструкции упругого элемента, состоящего из четырех стержней;
на фиг.7 и 8 показаны варианты сечения пакета с числом стержней 4 и 16;
на фиг.9 показан упругий хомут с формой боковых сторон до установки на виброизолятор;
на фиг.10 показана схема крепления объекта к основанию с помощью четырех виброизоляторов.
Виброизолятор состоит из двух крепежных обойм 1 и 2 (фиг.1), соединенных многослойным упругим элементом 3 в виде пространственного пакета, содержащего не менее четырех стержней квадратного поперечного сечения, плотно прижатых друг к другу своими боковыми поверхностями с помощью упругих хомутов 4, зафиксированных от продольных сдвигов контровочной проволокой 5. Обоймы 1 и 2 выполнены в виде корпусной втулки 6 (фиг.2), установленной с помощью шайбы 7 и гайки 8 снаружи цангового зажима, состоящего из крепежного болта 9 с разжимными губками 10 (фиг.3), обжимающими втулку цангового зажима 11 (см. фиг.2). Корпусная втулка 6 имеет внутреннюю конусную полость 12 (фиг.4), совпадающую по форме с внешней поверхностью разжимных губок 10, и торец 13 с цилиндрическим отверстием 14 для
прохода резьбовой части болта 9. Для крепления контровочной проволоки 5 (см. фиг.1) в корпусной втулке 6 имеется цилиндрическое отверстие 15. Втулка цангового зажима 11 представляет собой цилиндр со сквозной полостью квадратного поперечного сечения 16 (фиг.5), на боковых сторонах которого имеются прорези 17. Многослойный упругий элемент 3 (фиг.6) выполнен в виде пакета четырех (фиг.7) или более (фиг.8) стержней квадратного поперечного сечения, прижатых друг к другу боковыми поверхностями, и имеет три взаимно-перпендикулярных прямолинейных участка 18, 19, 20, сопряженных друг с другом двумя радиусными участками 21 и 22. Число стержней в пакете виброизолятора и длины прямолинейных участков 18, 19, 20 определяют жесткостные свойства виброизолятора. Распределенный по площади контакт стержней друг с другом обеспечивает высокий уровень и стабильность упругодемпфирующих характеристик. Упругие хомуты 4 расположены с некоторым шагом на прямолинейных участках упругого элемента 3 (см. фиг.1). Стороны 23, 24, 25 и 26 упругих хомутов 4 (фиг.9), контактирующие с упругим элементом 3, выполнены так, что их упругая линия имеет вогнутую форму со стрелой выгиба δ. Величина выгиба δ определяет интенсивность распределенных сдавливающих нагрузок в пакете, а следовательно, и демпфирующие свойства виброизолятора. Соединяемые друг с другом стороны 27 и 28 упругих хомутов 4, имеют отверстие 29 для крепления контровочной проволоки 5.
Виброизолятор работает следующим образом.
Одну из обойм закрепляют на основании 30 (фиг.10), а вторую прикрепляют к колеблющемуся объекту 31. При воздействии вибрации объект деформирует упругие элементы 32, 33, 34 и 35 выброизоляторов, вызывая проскальзывание стержней, друг относительно друга, с трением на контактных поверхностях, чем и обеспечивается снижение интенсивности колебаний в трех взаимно-перпендикулярных направлениях.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемого изобретения.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемом «Виброизоляторе», изложенных в формуле изобретения.
Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата.
Предлагаемая полезная модель может быть использована в транспортном машиностроении, легкой промышленности, других отраслях техники и осуществлено с помощью известных средств. Теоретическое исследование, проведенное авторами, показало, что виброизолятор способен обеспечить заданный уровень стабильности характеристик, а конструкция в целом способна обеспечивать поддержание этих характеристик в неизменном состоянии в процессе работы. Этим доказывается достижение усматриваемого заявителем технического результата - обеспечение высокого уровня и стабильности упругодемпфирующих характеристик виброизолятора. Кроме того, данный виброизолятор обладает низкой собственной частотой за счет возможности больших статических прогибов под действием номинальной нагрузки. Этим обеспечивается высокая эффективность виброизоляции на рабочих режимах.