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 (Авт. св. СССР №1420264, МПК F16F 7/08, БИ №32, 1988 г, автор Пономарев Ю.К. "Амортизатор").
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 (Патент РФ №1746092, МПК F16F 7/00, БИ №25, 1992 г., авторов Пономарева Ю.К., Чегодаева Д.Е. "Амортизатор").
Данное изобретение выбрано в качестве прототипа.
Недостатком данного технического решения 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 полезной модели является обеспечение пространственного восприятия нагрузок и повышение упругодемпфирующих характеристик виброизолятора.
Технический результат достигается тем, что в виброизоляторе, состоящим из двух крепежных обойм, соединенных упругим элементом, который выполнен в виде пространственного многослойного стержня, который имеет три взаимно-перпендикулярных прямолинейных участка, которые в свою очередь последовательно сопряжены друг с другом двумя радиусными участками, а концы стержня выполнены в виде цанговых зажимов и защемлены в обоймах, их поперечное сечение стержня выполнено в виде многогранных стержней, которые состыкованы по боковым плоскостям и скручены совместно относительно общей оси.
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 упруго-демпфирующих характеристик виброизолятора.
Принципиальным отличием предлагаемой конструкции является следующее. Упругий элемент виброизолятора выполнен в виде пространственного тросового стержня, изогнутого под углом 90° сначала в плоскости ХОУ, а затем УOZ, что обеспечивает высокий уровень и стабильность упругодемпфирующих характеристик виброизолятора и его равночастотность по трем взаимно-перпендикулярным направлениям.
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 показан упругий элемент;
на фиг.6 показан один из возможных вариантов поперечного сечения многослойного упругого элемента;
на фиг.7 показана схема крепления объекта к основанию с помощью четырех виброизоляторов.
Виброизолятор состоит из двух крепежных обойм 1 и 2, упругого элемента 3, конусной втулки 4, шайбы 5, гайки 6, крепежного болта 7, с его разжимными губками 8, ключа 9, внутренней конусной полости 10, торца 11, с цилиндрическими отверстием 12, три взаимно-перпендикулярных прямолинейных участков 13, 14, 15, радиусные участки 16, 17. Длины прямолинейных участков 13, 14, 15 определяют жесткостные свойства виброизолятора. Одна из обойм закреплена на основании 18, а вторая прикреплена к колеблющемуся объекту 19, упругие элементы виброизолятора 20, 21, 22, 23, многогранные стержни 24, 25, 26.
Виброизолятор работает следующим образом. При воздействии вибрации объект деформирует упругие элементы 20, 21, 22 и 23 выброизоляторов, вызывая проскальзывание многослойных элементов друг относительно друга с трением на контактных поверхностях, чем и обеспечивается снижение интенсивности колебаний в трех взаимно-перпендикулярных направлениях.
Поперечное сечение многослойного упругого стержня (фиг.6) выполнено в виде состыкованных по боковым плоскостям многогранных стержней 24, 25, 26. В варианте, показанном на фиг.6, центральный стержень 26 выполнен восьмиугольным, стержни среднего слоя 24 имеют пять граней, а стержни наружного слоя 25 имеют четыре плоских и одну криволинейную поверхность, образующую в сборе цилиндр. При этом весь набор стержней скручен относительно общей оси с определенным погонным углом скручивания, определяемым стандартом на подобные многослойные канаты, обычно применяющиеся в вантовых конструкциях подвесных мостов.
Предлагаемый виброизолятор обладает низкой собственной частотой за счет возможности больших статических прогибов под действием номинальной нагрузки. Этим обеспечивается высокая эффективность виброизоляции на рабочих режимах.