Виброизолятор шарнирного типа

Виброизолятор шарнирного типа относится к области машиностроения и может быть использован в транспортно-технологических машинах и комплексах как устройство для гашения вибраций.
Известен пневматический упругий элемент (патент RU № 2011059, опубликован 15.04.94, МПК F16F 9/04) для гашения вибраций рукавного типа.
Пневматический упругий элемент содержит резинокордную оболочку и демпферную камеру. Между полостями демпферной камеры и резинокордной оболочки расположена перегородка с встроенными клапанным устройством и направляющим элементом, имеющим дроссель и отверстия для свободного перетекания газа.
Недостатком пневматического упругого элемента является возможность прогиба стенок «вовнутрь» при угловых колебаниях, что приводит к потери работоспособности, надежности и снижению несущей способности.
Известен амортизатор (патент RU № 104267, опубликован 10.05.2011, МПК F16F 9/04).
Амортизатор содержит цилиндрический корпус с двумя крышками, внутри которого размещен поршень со штоком. Между штоком и крышками на упоры установлены два упругих элемента. В качестве упругих элементов используются две торообразные резинокордные оболочки, сжатые между штоком и упорами. Корпус амортизатора через проушины прикреплен к кабине транспортного средства, а кабина прикреплена к штоку.
Недостатком данной полезной модели амортизатора является гашение колебания только в вертикальной плоскости.
В качестве прототипа был взят пневматический упругий элемент с резинокордной оболочкой тороидного типа (Пневматические системы вторичного подрессоривания кабин многоосных автомобилей: монография./Черненко А.Б, Гасанов Б.Г; ЮЖ. - Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2012, с. 136-139). Пневматический упругий элемент содержит корпус с размещенными в нем штоком и упругим элементом. Конструкция прототипа позволяет воспринимать и гасить колебания во всех направлениях перемещений.
Недостатком прототипа является: отсутствие защиты от загрязнения внутренних частей пневматического упругого элемента, чрезмерное искривление резинокордной оболочки при ударных нагрузках, что приводит к ее повреждению и снижению несущей способности и надежности.
Задачей виброизолятора шарнирного типа является: повышение несущей способности, надежности, обеспечение защиты от загрязнения внутренних частей виброизолятора шарнирного типа.
Технический результат достигается за счет того, что происходит равномерное распределение нагрузки между резинокордными оболочками путем увеличения активной площади контакта между штоком и упругим элементом при сохранении возможности воспринимать и гасить колебания во всех направлениях перемещений.
Виброизолятор шарнирного типа содержит корпус со штоком и расположенный между ними упругий элемент, корпус имеет цилиндрическую форму с фасками скругления внутренних поверхностей в местах сопряжений с упругим элементом, в верхней части корпуса расположена крышка, имеющая фаски скругления в местах контакта с упругим элементом, и шток, выполненный в виде крестовины с фасками скругления в местах сопряжения с упругим элементом, между корпусом и штоком установлен пыльник, а в качестве упругого элемента используют две резинокордные оболочки круглого сечения.
Конструкция виброизолятора шарнирного типа поясняется чертежом, где показано устройство виброизолятора.
Виброизолятор содержит корпус 1 цилиндрической формы с фасками скругления внутренних поверхностей в местах сопряжений с упругим элементом с расположенной в верхней части крышкой 2, имеющей фаски скругления в местах контакта с упругим элементом 4, внутри которого размещен шток 3 в виде крестовины с фасками скругления в местах сопряжения с упругим элементом. Между штоком 3 в виде крестовины и корпусом 1 цилиндрической формы с фасками скругления внутренних поверхностей установлен упругий элемент 4. В качестве упругого элемента 4 используют две резинокордные оболочки круглого сечения. Расположенная в верхней части корпуса 1 крышка 2, имеющая фаски скругления в местах контакта с упругим элементом 4, обеспечивает фиксацию упругого элемента 4 в цилиндрическом корпусе 1. Между корпусом 1 и штоком 3 устанавливается пыльник 5, обеспечивающий защиту от загрязнения внутренних частей виброизолятора. Наличие штока 3 в виде крестовины и двух резинокордных оболочек круглого сечения 4, размещенных между штоком 3 и корпусом 1, а также фасок скругления внутренних поверхностей корпуса цилиндрической формы 1 и крышки 2, позволяет виброизолятору шарнирного типа обеспечивать максимальную активную площадь контакта между штоком 3 и резинокордными оболочками круглого сечения 4, корпусом 1 и крышкой 2, что приводит к равномерному распределению нагрузки между резинокордными оболочками 4 круглого сечения и позволяет виброизолятору шарнирного типа воспринимать и гасить колебания во всех возможных направлениях перемещений, т.е. обеспечивает шесть степеней свободы виброзащищаемому объекту.
Вибризолятор шарнирного типа устанавливается между элементами конструкции, создающими и воспринимающими вибрационную нагрузку.
В результате возникновения колебаний и вибронагружений происходит перемещение штока 3 виброизолятора. При возникновении вертикальных колебаний происходит перемещение штока 3 виброизолятора в вертикальной плоскости, гашение осуществляется за счет сжатия верхней и нижней резинокордных оболочек 4. При возникновении угловых колебаний и колебаний в продольной и поперечной плоскостях перемещение штока 3 виброизолятора за счет формы в виде крестовины обеспечивает гашение олебаний во всех возможных направлениях перемещений, при этом происходит равномерное распределение нагрузки между резинокордными оболочками круглого сечения 4, в результате увеличения активной площади контакта между штоком 3 и резинокордными оболочками круглого сечения 4, корпусом 1 и крышкой 2.