ЦЕЛЬНОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности к изготовлению изделий из упругодемпфирующего пористого материала для виброзащиты динамически нагруженных объектов, которые могут быть использованы на железнодорожном и автомобильном транспорте, в строительно-дорожном оборудовании, подъемно-позиционирующих механизмах и других наземных транспортных системах и средствах.
Известен виброизолятор типа двойной колокольчик модифицированный, выполненный в виде двух колоколообразных элементов («колокольчиков»), изготовленных путем прессования из проволочного материала «металлорезина», армированного проволочным жгутом, обмотанным растянутой проволочной спиралью, установленных друг на друга основаниями, жестко скрепленных по периферии сшивкой из стальной проволоки. На колокольчиках закреплены болты, на которых установлены спрофилированные ограничительные шайбы и гайки, на одном из могут быть болтов установлены противоударные подушки из материала MP, а внутри и снаружи каждого колокольчика могут быть установлены по две конические пружины, закрепленные в вершинах конусов болтами, причем наружные пружины опираются большими диаметрами на колокольчики, а внутренние - на противоударную подушку из материала MP. [см. Лазуткин Г.В., Антипов В.А., Рябков А.Л. Совершенствование конструкций и методов расчета виброизоляторов на основе проволочного волокнового материала. - Самара: СамГУПС,. 2008. - 200 с.]
Недостатками этого виброизолятора являются большая разница между характеристиками на сжатие и растяжение, так как конические пружины в нем работают только на сжатие и то, что изготовление и сборка виброизолятора производятся с большими затратами ручного труда, связанными, в частности, со сшивкой «колокольчиков» и существенным ухудшением прочности готового изделия.
Известен цельнометаллический виброизолятор «пустотелый голыш» и способ его изготовления. Цельнометаллический виброизолятор, отличающийся тем, что на него снаружи упругогистерезисного элемента установлены две спиральные пружины сжатия, имеющие цилиндрическую и коническую часть, свитые из одной, трех и более проволок, цилиндрическими частями с натягом свинченные друг с другом, а конической частью прикрепленные к упругогистерезисному элементу теми же болтами, которыми виброизолятор крепится к виброизолирующему объекту и опоре, с помощью упругих шайб и гаек, или одна пружина закреплена с помощью болта, упругой шайбы и гайки, а другая с помощью шпильки, шайбы, упругой шайбы и гайки, причем высота втулки, в которую завернута шпилька, выполнена такой, что коническая пружина центрируется по втулке, и геометрическая форма наружной поверхности упругогистерезисного элемента приблизительно повторяет геометрию пружин после затяжки гаек. (Патент РФ №2534850, МПК F16F 3/08, F16F 1/362, авторы: Эскин И.Д., Безводин В.А., Ермаков А.И., Паровай Ф.В., опубл. 10.12.2014. Бюл. №34.)
К недостаткам этого виброизолятора относится недостаточная прочность из-за полного восприятия динамической нагрузки в процессе эксплуатации упругогистерезисным элементом виброизолятора, недостаточные противоударные свойства. Кроме того, в процессе формирования заготовки для прессования путем наматывания проволочной спирали на мешок с песком происходит постоянное пластическое деформирование заготовки из-за текучести песка, в результате чего нарушается форма заготовки, плотность ее обмотки, толщина стенок обмотки и т.п., что, в конечном счете, приводит к неучитываемому изменению формы и упругогистерезисных свойств готового изделия. Кроме того, существенно ограничен спектр форм готового изделия и его внутренних полостей из-за присутствия в технологическом процессе изначальной формы мешка с песком.
Это изобретение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение прочности и несущей способности изделия за счет разгрузки упругогистерезисного элемента виброизолятора в процессе его эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в цельнометаллический виброизолятор «пустотелый голыш», содержащий пустотелый упругогистерезисный элемент из проволочного материала металлорезина и крепежные детали, закрепленные в его центральных отверстиях с помощью профильных шайб-ограничителей и гаек, причем в крепежных болтах выполнены сквозные центральные отверстия, согласно полезной модели упругогисте-резизный элемент выполнен эквидистантной формы поверхности вращения, у которого во внутренней части замкнутой полости, выполненны относительно горизонтальной оси верхний и нижний вырезы, и центральная впадина, и дополнительно введены цилиндрическая пружина и противоударная подушка из металлорезины в форме обода, через который проходит металлическая цилиндрическая пружина, а вертикальные оси пружины, обода и вырезов упругогистерезисного элемента центрированы относительно друг друга, горизонтальная впадина упругогистерезисного элемента фиксирует противоударную подушку.
Цельнометаллический виброизолятор содержит упругогистерезисный элемент 1, пустотелые крепежные болты 2, профильные шайбы-ограничители 3 и гайки 4, сквозные отверстия 5, на концах болтов выполнены выработки 6, вырезов 7, цилиндрическую пружину 8, противоударную подушку 9 из материала металлорезина в форме обода, горизонтальную впадину для фиксации подушки в упругогистерезисном элементе 10.
Цельнометаллический виброизолятор «пустотелый голыш» работает следующим образом.
Вибрационная нагрузка циклически деформирует виброизолятор. При этом за счет работы сил трения, реализующейся при проскальзывании проволочек внутри упругогистерезисного элемента друг относительно друга, рассеивается энергия вибрации, а излишнее тепло отводится, например, продувкой воздуха через сквозные отверстия 5 в болтах 2. Предварительно поджатая перед установкой в форму для литья цилиндрическая пружина 8 воспринимают весовую нагрузку от виброизолируемого объекта, разгружая тем самым упругогистерезисный элемент 1 и увеличивая его ресурс. Кроме того, пружина 8 частично разгружает упругогистерезисный элемент 1 и в процессе восприятия виброизолятором динамической нагрузки за счет их параллельной с упругогистерезисным элементом 1 установки, что существенно улучшает прочностные характеристики виброизолятора и также увеличивает его ресурс. При воздействии на виброизолятор ударной нагрузки за счет упругой деформации пружина 8 и упругогистерезисного элемента 1 осевой зазор виброизолятора полностью выбивается и вступает в работу противоударная подушка 9 из материала металлорезина, зафиксированная по наружному диаметру в впадине 10, и профильные шайбы-ограничители 3, удерживаемые гайками 4. Кроме того, последовательно с ними работают на сжатие (а не на изгиб!) отдельные участки упругогистерезисного элемента 1. Суммарная энергоемкость такой системы последовательно установленных элементов весьма велика, что позволяет эффективно воспринимать виброизолятором ударную нагрузку. Для предотвращения осевого смещения цилиндрической пружины 8 при установке ее в форму для литья, в упругогистерезисном элементе 1 предусмотрены вырезы 7, фиксирующие пружину от бокового смещения. Выработки 6 позволяют фиксировать болты 2 во время закручивания гаек.
Предлагаемый цельнометаллический виброизолятор позволяет улучшить характеристики при пространственном нагружении, увеличить ресурс на 10%, повысить прочностные свойства, повышенную несущую способность и улучшенные противоударные и массогабаритные характеристики, минимизированы затраты на его изготовление при серийном производстве.