ВИБРОИЗОЛЯТОР
VIBRATION ISOLATOR

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам вибро- и ударной защиты, и может быть использовано в любых областях техники, где требуется защита от вибрационных и ударных нагрузок.
Известен виброизолятор, содержащий два упругодемпфирующих элемента (УДЭ) конусообразной формы, обращенных друг к другу большими основаниями и стянутых между собой проволокой и крепежные болты с ограничительными шайбами, закрепленными на соответствующих упругодемпфирующих элементах. В каждом большем основании выполнены чередующие выступы и впадины прямоугольной формы. Выступы одного основания размещены во впадинах другого. Виброизолятор может быть снабжен металлической проставкой, имеющей форму, эквидистантную выступам и впадинам (патент РФ №2001329 кл. F16F 3/08. Виброизолятор, авторы: Лазуткин Г.В., Безводин В.А., опубл. 15.10.1993 г., БИ №38).
Недостатком этого виброизолятора является малая энергоемкость взаимодействия ограничительных шайб с упругодемпфирующими элементами, что вызывает недопустимые нагрузки в зоне их контакта, разрушающие материал типа металлорезина и ухудшающие качество противоударной защиты.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является виброизолятор, содержащий два упругодемпфирующих элемента конусообразной формы, обращенных друг к другу большими основаниями, сшитых по периметру проволокой, ограничители деформаций, представляющие собой конические пружины, установленные с натягом на наружной поверхности упругодемпфирующих элементов, крепежные болты и гайки (А.С. СССР №1608382 кл. F16F 3/08. Виброизолятор, авторы: Лазуткин Г.В., Першин В.А., Пичугин А.Д., Смолин С.В., опубл. 23.11.1990, БИ №45). Эта конструкция выбрана в качестве прототипа предлагаемого изобретения.
Недостатками этого виброизолятора являются низкое качество противоударной защиты и невысокая надежность, обусловленные малой энергоемкостью конических пружин и, как следствие, невозможностью поглощения интенсивных ударных нагрузок, что приводит к недопустимым деформациям виброизолятора, сопровождающимися «чистыми» соударениями головок крепежных болтов и разрушениями конструктивных элементов виброизолятора.
Техническим результатом является повышение качества противоударной защиты и надежности виброизолятора.
Технический результат достигается тем, что металлическая проставка выполнена из двух тарельчатых пружин, которые обращены друг к другу большими основаниями и скреплены между собой усами, которые выполнены на периферии каждой из тарельчатых пружин, а выступы одного упругодемпфирующего элемента опираются на выступы другого и в полостях, образованных пазами, размещены усы проставки, а наружные ограничители деформации выполнены в виде пакетов набранных тарельчатых пружин, которые установлены с натягом между собой.
Кроме того, виброизолятор может быть выполнен с проставкой в виде двух пакетов набранных тарельчатых пружин с усами, которые соединены между собой, например, пистонами, отверстия в которых больше ответных крепежных отверстий на периферии упругодемпфирующих элементов.
Кроме того, пазы выполнены на каждом упругодемпфирующем элементе, в свободном состоянии имеют глубину, большую, чем сумма толщин усов в пакете тарельчатых пружин проставки.
Кроме того, крепежные болты своими головками помещены в углубления, которые выполнены на внутренней поверхности упругодемпфирующих элементов в центре, высоты которых больше или равны высотам головок болтов.
На фиг.1 и фиг.2 изображен предлагаемый виброизолятор.
Виброизолятор содержит два упругодемпфирующих элемента 1 конусообразной формы из материала металлорезина с крепежными отверстиями и пазами, на периферии внутренних поверхностей, а также цилиндрического углубления в центре упругодемпфирующих элементов, противоударной проставки 2, состоящей из двух пакетов набранных тарельчатых пружин с усами 3, центральным отверстием 4 и вырезами 5, выполненными для уменьшения жесткости противоударной защиты, болты 6, соединенные с упругодемпфирующими элементами в центре через ограничительные пакеты тарельчатых пружин 7 с помощью гаек 8.
Пакеты тарельчатых пружин противоударной проставки 2 соединены между собой усами 3 с помощью пистонов 9 и размещены между упругодемпфирующими элементами 1 в пазах каждого из них, суммарная глубина которых в свободном состоянии больше суммарной высоты усов. Упругодемпфирующие элементы 1 и противоударная проставка 2 соединены между собой сшивной проволокой 10, продетой через крепежные отверстия в упругодемпфирующих элементах 1 и отверстия в пистонах 9, имеющие больший диаметр, чем отверстия в упругодемпфирующих элементах, что предохраняет сшивную проволоку от разрушения при смещении упругодемпфирующих элементов относительно проставки. Болты 6 своими головками входят в центральные углубления упругодемпфирующих элементов 1, имеющие осевые размеры больше, чем головки болтов.
Ограничительные пакеты тарельчатых пружин 7 набраны и расположены друг к другу так же, как и пакеты противоударной проставки 2, путем установки пружин конус в конус так, чтобы верхняя пружина своей внутренней поверхностью с натягом прилегала к наружной поверхности нижней пружины.
Виброизолятор собран так, что усы 3 пакетов тарельчатых пружин противоударной проставки 2 замкнуты в массив материала типа металлорезина с натягом по наружной поверхности каждой верхней пружины в пакете сдавливающими нагрузками от витков сшивной проволоки.
При этом величиной момента затяжки гайки 8 обеспечены необходимые заглубления головок болтов 6 и натяги между пружинами в ограничительных пакетах 7.
Виброизолятор работает следующим образом.
При воздействии ударной нагрузки в осевом направлении происходит деформирование виброизолятора. При этом часть энергии удара рассеивается в материале типа металлорезина за счет внутреннего трения между витками проволочных спиралей, из которых он состоит, и внешнего трения, возникающего на контактных поверхностях упругодемпфирующих элементов 1 с проставкой 2 и ограничительных пакетов 7, а также в самих пакетах между поверхностями проскальзывающих друг относительно друга тарельчатых пружин. Другая часть энергии удара переходит в потенциальную энергию упруго деформированных элементов конструкции виброизолятора в следующем порядке. Первоначально, главным образом, деформируются упругодемпфирующие элементы 1, которые постепенно своей внутренней поверхностью входят во все больший контакт с поверхностью пакетов противоударной проставки 2, а внешней - с ограничительными пакетами 7. При этом нагрузочная способность упругодемпфирующих элементов увеличивается, заставляя деформироваться проставку и ограничительные пакеты. По мере дальнейшего увеличения деформации виброизолятора материала типа металлорезина упругодемпфирующие элементы 1 замыкаются в обоймах образуемой пакетами противоударной проставки 2 и ограничительными пакетами 7, воспринимая при этом в основном сжимающие нагрузки. При еще больших деформациях виброизолятора головки болтов 6 выходят из углублений упругодемпфирующих элементов 1, входят в контакт с пакетами противоударной проставки 5, предотвращая дальнейшее нагружение материала типа металлорезина и ограничительных пакетов 7 и предохраняя тем самым их от разрушения, что повышает надежность виброизолятора в целом. При этом наличие упругих свойств в противоударной проставке 2 позволяет избегать «жесткого соударения головок болтов и вместе с оптимально подобранными режимами деформации элементов конструкции виброизоляторов повышать качество противоударной защиты.
Предлагаемый виброизолятор позволяет увеличить надежность и ресурс машин и механизмов транспортных систем.