ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к виброизолирующим системам для технологического оборудования, создающего вибрационные колебания на объекте, превышающие допустимые значения.
Известны виброизолирующие системы для технологического оборудования, содержащие по меньшей мере четыре виброизолятора и переходную плиту, снижающие вибрационное воздействие рабочего оборудования на конструкции здания и обслуживающий персонал (Патент РФ на изобретение №2077795, F16F 7\00, Кочетов О.С. 1997.; Электровентиляторы РСС. Технические условия ТУ 5.475-16104-86, 1986, лист 66)
Недостатком известной однокаскадной виброизолирующей системы является ограниченная возможность снижения воздействия вибрационных колебаний оборудования на объект в широком спектре частот.
Наиболее близкой к предлагаемой виброизолирующей системе по технической сущности является виброизолирующая система для снижения вибрации электрооборудования (центробежного электровентилятора), представляющая собой промежуточную раму, которая через виброизоляторы второго каскада крепления связана с фундаментом объекта и на которой через виброизоляторы первого каскада крепления установлен центробежный электровентилятор (Л.В. Поздеев, А.Г. Михайлов, В.А. Тимошенко - Влияние модификации конструкции двухкаскадного амортизирующего крепления на виброактивность центробежных судовых электровентиляторов. Известия ТПУ, Т. 319 №2, стр. 26-29).
Недостатком известной виброизолирующей системы является относительная громоздкость и ограниченная жесткость конструкции, вызывающая повышенную виброактивность переходной рамы и наличие дополнительных резонансных частот в системе.
Технический результат предлагаемой виброизолирующей системы заключается в обеспечении дополнительной эффективной виброизоляции вынужденных колебаний оборудования на средних и высоких частотах при максимально возможном сохранении габаритно-массовых характеристик системы с однокаскадной схемой крепления оборудования.
В предлагаемой полезной модели указанный технический результат достигается тем, что виброизолирующая система, содержит переходную металлическую плиту, механически связанную с помощью, по меньшей мере, четырех амортизаторов с фундаментом объекта и дополнительные виброизолирующие устройства, механически связанные с переходной плитой и рабочим оборудованием, каждый из виброизолирующих устройств содержит металлический корпус, резиновые втулки, опорные шайбы, металлический стержень, механически связанный с оборудованием и через резиновые втулки с корпусом устройства, который жестко связан с переходной плитой, при этом дополнительные виброизолирующие устройства расположены в сквозных полостях переходной плиты в количестве n=i+1, где i=3, 5, 7…, определяемом требуемыми статическими и динамическими характеристиками системы, и крепятся в сквозных полостях к переходной плите с ее противоположной стороны от оборудования.
На Фиг. 1,2 представлена конструктивная схема предлагаемой виброизолирующей системы электровентилятора (рабочего оборудования), относительно близкой к однокаскадной схеме амортизации по массогабаритным характеристикам, обеспечивающей повышение качества демпфирования вибраций оборудования на объекте.
Виброизолирующая система содержит металлическую переходную плиту 1, механически связанную с помощью, по меньшей мере, четырех амортизаторов 2 с фундаментом объекта 3 (Фиг. 1а, б) и дополнительные виброизолирующие устройства 4, механически связанные с переходной плитой 1 и рабочим оборудованием 5, каждый из виброизолирующих устройств 4 содержит металлический корпус 6, резиновые втулки 7, опорные шайбы 8, металлический стержень 9 (Фиг. 2а, б, в), жестко связанный с оборудованием 5 и через резиновые втулки 7 с корпусом 6, который жестко связан с переходной плитой 1, при этом дополнительные виброизолирующие устройства 4 расположены в сквозных полостях 10 переходной плиты 1 в количестве n=i+1, где i=3, 5, 7…, определяемом требуемыми статическими и динамическими характеристиками виброизолирующей системы, и крепятся в сквозных полостях 10 к переходной плите 1 с ее противоположной стороны от оборудования 5, которое лапами 11 (Фиг. 1) жестко связано с металлическими стержнями 9 виброизолирующих устройств 4.
Виброизолирующие устройства 4 могут быть построены по известному техническому решению (патент РФ на полезную модель №170717, МПК F16F 1\371, Подлевский Н.И., опубликован 04.05.2017, Бюл. №13), что обеспечивает надежное крепление оборудования и защиту его от срыва при динамических воздейсвиях.
Для упрощения технологии сборки и ремонта виброизолирющей системы металлические стержни 9 выполнены в виде шпилек, жестко связанных с переходными металлическими лапами 12 (Фиг. 2а, б), на которые жестко устанавливается оборудование 5 (Фиг. 1) с помощью лап 11 и болтов 13 после того, как переходные лапы 12 и переходная плита 1 будут механически связаны виброизолирующими устройствами 4, которые монтируются на стержни (шпильки) 9 в полстях 10 (Фиг. 2) плиты 1 с ее противоположной стороны от оборудования 5. Это позволяет производить текущий ремонт виброизолирующих устройств 4 поочередно без полного демонтажа оборудования и виброизолирующей системы.
Предлагаемая виброизолирующая система позволяет обеспечить более эффективное демпфирование вынужденных колебаний оборудования по всем осям, с обеспечением страховки от срыва оборудования при ударных нагрузках.
Действительно, при жестком креплении корпусов 6 виброизолирующих устройств 4 к переходной плите 1 в полостях 10 и креплении оборудования 5 с помощью переходных лап 12 и стержней 9 к виброизолирующим устройствам 4, между оборудованием 5 и переходной плитой 1 образуется механическая связь через упругодиссипативные элементы - резиновые втулки 7, в которых дополнительно происходит диссипация энергии вынужденных колебаний оборудования за счет гистерезисных потерь внутри упругодиссссипативных элементов. Состав резиновой смеси элементов 7, выбор той или иной резиновой композиции влияет на механические потери (tan δ - тангенс утла механических потерь) и определяется конкретной задачей дополнительного демпфирования вибрации оборудования.
На практике при использовании исполнительных двигателей переменного тока с частотой вращения вала 3000 об/мин возникает необходимость в демпфировании вибраций на частотах 50 Гц и выше.
Эффективность демпфирования колебаний оборудования при его установке на виброизолирующие устройства с резиновыми упруго-диссипативными элементами характеризуется соотношением
ν
о
где L - требуемое снижение амплитуды вибрации, дБ; ƒ - частота вибрационных колебаний, Гц; ƒ - собственная частота оборудования, Гц.
При соотношении  эффективность демпфирования будет оптимальной по коэффициенту передачи и эксплуатационным характеристикам виброизолирующих устройств. Поэтому для демпфирования вибраций с частотой 50 Гц и выше необходимо определять размеры устройств, их количество, состав резиновой смеси упруго-диссипативных элементов ориентируясь на собственную частоту свободных колебаний оборудования на виброизолирующих устройствах в пределах 10-15 Гц:
где k - общая жесткость, Н/м, m - общая масса, кг.
При этом общая статическая деформация виброизолирующих устройств
(Ляпунов В.П., Лавендел Э.Э., Шляпников С.А. Резиновые виброизоляторы. Л.: Судостроение, 1988.)
Исходя из вышеизложенного, для эффективного демпфирования вибрации оборудования на средних и высоких частотах с номинальной массой, например, 400 кг достаточно обеспечить статическую деформацию дополнительных виброизолирующих устройств 1,5-2 мм и резонансную частоту оборудования с виброизолирующей системой что практически не вызывает трудности в реализации, при использовании дополнительных виброизолирующих устройств с втулками из резиновой смеси, например, марки (ИРП-1347; - 1346) при габаритных размерах устройств 60×60×40 мм и их общем количестве 14-18 шт.
Для обеспечения совмещения центра масс оборудования и центра жесткости виброизоляторов по вертикали, виброизолирующие устройства могут быть расположены в плоскости переходной плиты неравномерно
Использование предлагаемой виброизолирующей системы позволяет получить технико-экономический эффект за счет уменьшения ее массогабаритных показателей и более эффективного демпфирования вибрации оборудования на средних и высоких частотах.