ВИБРОИЗОЛЯТОР

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к упругим демпфирующим элементам, и может быть использовано для защиты приборов, агрегатов и оборудования от перегрузок, ударов и вибрации в любой области техники.
Известен тросовый виброизолятор, представляющий собой две одинаковые обоймы, соединенные между собой ансамблем рабочих элементов, выполненные в виде чередующихся по окружности обойм радиусных участков. (Патент РФ №2059126, МКИ F16F 7/14, опубликован 27.04.1996 г., Бюлл. №12).
Недостатком известного тросового виброизолятора является реализация защемления троса в обоймах, допускающая проскальзывание петель троса при циклическом нагружении и, как следствие, его истирание. В результате понижается надежность и сокращается ресурс виброизолятора.
Наиболее близким по технической сущности является виброизолятор, состоящий из двух разъемных обойм, выполненных в виде тел вращения. Каждая из обойм в свою очередь состоит из двух частей, сопрягаемых друг с другом вдоль цилиндрических поверхностей, являющихся геометрическим местом расположения осей равномерно расположенных по окружностям отверстий, предназначенных для закрепления в них возвратных петель упругодемпфирующего тросового элемента, упруго соединяющего обе обоймы. (Патент РФ №2082039, МКИ F16F 7/14, 20.06.1997 г., Бюлл. №17)
Недостатком прототипа является существенная нелинейность упругих характеристик по трем взаимно-перпендикулярным направлениям, что, при определенных условиях, может спровоцировать возникновение суб- и супергармонических резонансов механической системы в рабочем диапазоне частот.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данной полезной модели, является обеспечение высокой надежности виброударозащиты и получение равножесткостной линейной характеристики по трем взаимно перпендикулярным направлениям, позволяющей исключить возникновение суб- и супергармонических резонансов в рабочей зоне частот виброзащитной системы.
Технический результат достигается тем, что в известном виброизоляторе, состоящим из двух разъемных обойм в виде тел вращения, каждая из которых, в свою очередь, состоит из двух частей, сопрягаемых друг с Другом вдоль цилиндрических поверхностей, являющихся геометрическим местом расположения осей равномерно расположенных по окружности отверстий, предназначенных для закрепления в них возвратных петель упругодемпфирующего тросового элемента, упруго соединяющего обе обоймы - в нем тросовый упругий элемент выполнен в виде пространственного змеевика из цельного куска троса, включающего в рабочие участки два прямолинейных участка, расположенных под углом α к горизонтали, два радиусных перехода к горизонтальному участку, и спирального участка, а в местах контакта крышек с грибковыми частями болтов выполнены полуцилиндрические отверстия, в которых защемлены петлевые участки упругого элемента, соединяющие между собой его рабочие участки.
Принципиальным отличием предлагаемой конструкции является следующее. За счет того, что упругий элемент виброизолятора выполнен в виде симметричного пространственного троса с включением спиральных участков осуществляется реализация равножесткостной линейной характеристики по трем взаимно перпендикулярным направлениям, позволяющей исключить возникновение суб- и супергармонических резонансов в рабочей зоне частот виброзащитной системы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показан внешний вид виброизолятора с местным разрезом;
на фиг.2 показан упругий элемент;
на фиг.3 показан болт с развитой грибковой частью и с отверстиями;
на фиг.4 показана фигурная крышка;
на фиг.5 показан болт с развитой грибковой частью без отверстий;
на фиг.6 показан рабочий участок упругого элемента.
Виброизолятор состоит из двух крепежных обойм: верхней 1 и нижней 2 (см. фиг.1), соединенных упругим элементом 3 в виде ансамбля рабочих 4 и петлевых участков 5, с двумя свободными концами 6.
Верхняя обойма 1 выполнена в виде болта 7 с развитой грибковой частью 8 с отверстиями 9 (см. фиг.3) для защемления свободных концов троса 6 и фигурной крышки 10 (см. фиг.4). Болт 7 имеет на конце выступ под ключ 11 с отверстием 12 под контровочную проволоку.
Нижняя обойма 2 выполнена аналогичным образом, за исключением болта с развитой грибковой частью 13, не имеющей отверстий для выхода концов тросового элемента (см. фиг.5).
Верхняя и нижняя обоймы 1 и 2 собраны с использованием крепежных элементов - гайки 14 и упругой шайбы 15 (см. фиг.1).
Болт 7 состоит из: цилиндрической резьбовой части 16, грибковой части 8 (см. фиг.1, 3). Грибковая часть 8 выполнена в виде цилиндрического участка 17, с внутренней диафрагмой 18 для увеличения жесткости. В основании болта имеется выточка 19 для уменьшения веса.
На цилиндрической части 17 болта 7 выполнены постели 20 с галтелями 21 (см. фиг.3) для защемления петлевых участков 5 троса.
Фигурная крышка 10 (см. фиг.4) выполнена в виде цилиндрической части 22 и фланцевой части 23 с полуцилиндрическими пазами 24 с галтелями 25, которые в совокупности с ответной частью болта 7, представленной постелями 20 выполняют функции защемления петлевых участков 5 троса. В центре цилиндрической части выполнено отверстие 26, по диаметру совпадающее с диаметром резьбовой части 16 болта 7.
Фигурная крышка нижней обоймы 2 выполняется аналогично фигурной крышке 10.
а
Упругий элемент 3 (см. фиг.2) состоит из рабочих участков 4 и петлевых участков 5. Рабочие участки троса 4 представляют собой чередующиеся прямолинейные, спиральные и радиусные участки, причем два прямолинейных участка  и г на концах рабочих элементов троса защемлены в обоймах, а два прямолинейных участка б и в расположены под углом α к горизонтали (см. фиг.6). Упругий элемент имеет два концевых участка троса 6, которые выведены из обоймы 1 через отверстия 9 грибковой части 8 болта 7 (см. фиг.3). Для предотвращения выскальзования концов троса 6, металл вокруг их выхода закернивается.
Виброизолятор работает следующим образом. При действии вертикальной нагрузки вибрационного или ударного характера витки тросового элемента деформируются, компенсируя действие приложенных нагрузок и диссипируя их энергию. Так как тросовые элементы равномерно расположены по окружности, то устойчивость виброизолятора в горизонтальном направлении будет выше, чем у прототипа. По сравнению с прототипом заявляемый тросовый виброизолятор имеет большую равномерность величин жесткостей и резонансных частот в направлении основных взаимно ортогональных осей.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемой полезной модели.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемом «Тросовом виброизоляторе», изложенных в формуле полезной модели.
Результаты поиска показали, что заявляемая конструкция полезной модели не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемой полезной модели преобразований на достижение технического результата.
Предлагаемая полезная модель может быть использована в транспортном машиностроении, легкой промышленности, других отраслях техники и осуществлена с помощью известных средств. 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 высокой надежности виброударозащиты и получение равножесткостной линейной характеристики по трем взаимно перпендикулярным направлениям, позволяющей исключить возникновение суб- и супергармонических резонансов в рабочей зоне частот виброзащитной системы. Кроме того, данный виброизолятор обладает низкой собственной частотой за счет возможности больших статических прогибов под действием номинальной нагрузки. Этим обеспечивается высокая эффективность виброизоляции на рабочих режимах.