ВИБРОИЗОЛЯТОР ВТУЛОЧНЫЙ

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 втулочный, работающий по схеме двухстороннего упора, содержащий два одинаковых упругодемпфирующих элемента (УДЭ) из материала металлорезина (МР), размещенных в корпусе на кольцевом основании с двух сторон с натягами, образованными ограничительными шайбами, закрепленными на центральной втулке. При этом усилие сжатия каждого УДЭ одинаковы (Конструирование рабочих органов машин и оборудования из упругопористого материала МР: Учеб. - справ. пособие Ч. П./Д.С. Чегодаев, О.П. Мулюкин, Е.В. Колтыгин. - НПЦ «Авиатор», Самара, 1994, с. 16).
Недостатком этого виброизолятора является малая надежность и низкое качество виброизоляции, вызванные нагрузкой одного из УДЭ весом виброзащитной системы, что приводит к более быстрому износу перегруженного УДЭ, его усадке и, как следствие, к расстыковке УДЭ с поверхностями основания корпуса и ограничительных шайб. Это явление сопровождается ударными режимами их совместной работы, расширяющих зоны опасных резонансных колебаний и разрушающих УДЭ, что резко снижает качество виброизоляции и надежность виброизоляторов в целом, особенно, при резонансных частотах менее 20 Гц. При таких низких частотах происходит недопустимое увеличение напряжений в перегруженном УДЭ весом виброзащитной системы, которые оказываются соизмеримыми с уровнем напряжений от натягов УДЭ и динамических нагрузок. В связи с чем, виброизоляторы, работающие по схеме двухстороннего упора, обладают повышенной резонансной частотой (35-80 Гц), а, следовательно, и низким качеством виброизоляции.
Известен виброизолятор втулочный, в котором упругодемпфирующие элементы поджаты с разными усилиями, для чего между основанием корпуса и одной из ограничительных шайб во внутренних отверстиях УДЭ, выполненных на периферии, установлены пружины с суммарным поджатием меньшим или равным весу виброзащитной системы (Патент на полезную модель № 73708, МПК F16F 3/08. «Виброизолятор втулочный», авторы: Антипов В.А., Лазуткин Г.В., Рябков А.П, опубл. 27.05.2008, БИ №15).
Недостатками этого виброизолятора являются ограниченная возможность форсирования его грузоподъемности путем увеличения количества пружин, что вызывает резкое уменьшение объема полезного материала МР в УДЭ и, как следствие, падение демпфирующей способности виброизолятора, ухудшающие его виброзащитные свойства. Вместе с тем повышение нагрузок на виброизолятор сопровождается увеличением напряженности крепежных соединений, что снижает надежность крепления ограничительных шайб с крепежной втулкой осуществляемого путем развальцовки ее тонких кромок на бурт шайбы так же, как и надежность болтового соединения виброизолятора с виброзащитной системой, выполняемого через центральное отверстие втулки недостаточного диаметра.
Указанные недостатки приводят к снижению надежности виброизолятора и качества виброзащитной системы в целом.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предполагаемая полезная модель является повышение качества вибро - и ударной защиты и надежности виброизолятора.
Технический результат достигается тем, что виброизолятор втулочный, содержащий два упругодемпфирующих элемента из материала металлорезина, размещенных в корпусе на кольцевом основании с двух сторон с различными усилиями поджатия ограничительными шайбами, закрепленными на втулке соосно с кольцевым основанием корпуса и упругодемпфирующими элементами, отличается тем, что между кольцевым основанием и одной из ограничительных шайб соосно с ними введены две поджатые пружины, одна из которых цилиндрическая охватывающая с соприкосновением большей частью своих витков наружную поверхность упругодемпфирующего элемента, а другая - коническая пружина, размещенная во внутреннем центральном коническом отверстии упругодемпфирующего элемента, витком меньшего основания плотно охватывает наружную поверхность внутреннего бурта ограничительной шайбы, а большая часть витков конической пружины опирается на внутреннюю коническую поверхность центрального отверстия упругодемпфирующего элемента причем центральная втулка выполнена в виде крепежного стержня заодно с ограничительной шайбой на одном конце и резьбовой частью на противоположном конце, а другая ограничительная шайба через центральное отверстие запрессована своим внутренним буртом на крепежный стержень и закреплена гайкой с продольными пазами под ключ.
На фиг.1 изображен предлагаемый виброизолятор втулочный.
Виброизолятор содержащий корпус 1 с фланцем и крепежными отверстиями 2 в нем, УДЭ 3 и 4, ограничительную шайбу 5, крепежный стержень 6, выполненный заодно с ограничительной шайбой на одном конце и резьбовую часть на другом, контровочную гайку 7 для ограничительной шайбы 5. С наружной части УДЭ 3 в пазах между кольцевым основанием корпуса 1 и ограничительной шайбой 5 размещена цилиндрическая пружина 8. В центральном отверстии УДЭ 3 в пазу кольцевого основания корпуса 1 между ограничительной шайбой 5, размещена коническая пружина 9.
Виброизолятор втулочный работает следующим образом.
Фланцами корпуса 1 через отверстия 2 виброизолятор закреплены на основании объекта, являющегося источником вибрационных и ударных нагрузок. Защищаемое изделие через отверстия в его кронштейнах, пропускающие крепежные стержни 6, установлено на виброизоляторы с опорой на развитую поверхность гаек 7 таким образом, чтобы разгрузочные пружины 8 и 9 воспринимали действие весовых нагрузок. Затем с помощью гаек, наворачиваемых на крепежные стержни 6, изделие надежно прикрепляется к виброизоляторам.
Регулируя усилием поджатия пружин 8 или 9 и разгружая тем самым УДЭ 3, можно легко управлять разностью поджатия УДЭ 3 и 4, которое в оптимальном варианте должно быть равно весу, приходящемуся на виброизолятор в виброзащитной системе. Получаемые при этом величины натягов УДЭ 3 и 4 позволяют обеспечить их одинаковую напряженность и исключить перегрузку одного из двух УДЭ.
Соприкосновение пружин 8 и 9 с материалом МР в УДЭ 3 исключает опасные резонансные колебания витков пружины за счет возникающих на их поверхностях сил сухого трения. При воздействии на виброзащитную систему вибрационной или ударной нагрузки виброизоляторы деформируются и значительная часть энергии колебаний рассеивается за счет работы сил сухого трения, возникающих в каждом виброизоляторе, как в самом материале МР, так и на границах соприкосновения УДЭ 3 с корпусом 1 и пружинами 8, 9, а также с ограничительными шайбами 5 и крепежным стержнем 6.
Вместе с тем применение пружин 8, 9 для разгрузки УДЭ от веса виброзащитной системы благодаря их более высокой несущей способности при малой по сравнению с материалом МР жесткости, составляющей 10-25% жесткости УДЭ.
Предлагаемая конструкция виброизолятора втулочного позволяет в несколько раз повысить грузоподъемность предлагаемого виброизолятора по сравнению с его прототипом. Это дает возможность дополнительно в 1,5-2 раза снизить резонансную частоту предлагаемого виброизолятора, являющуюся одним из основных показателей качества виброизоляции.