БАЛОЧНАЯ ОПОРА С РЕГУЛИРУЕМОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ КРЕПЛЕНИЯ МЕХАНИЗМА НА ФУНДАМЕНТЕ

Полезная модель может быть использована для предотвращения резонансных режимов колебаний в различных областях техники, в частности в машиностроении.
Известна Виброизолирующая опора (заявка RU №94041588 от 15.11.1994 F16F 3/00), состоящая из нижнего и верхнего опорных оснований, нижних наружно-опорных и внутренних прижимных пластин, верхних пластин крепления группы отрезков в средней их части и прижимных пластин, упругий элемент из групп подковообразно-параболических отрезков стального троса с симметрично изогнутыми предпочтительно под 45° сходящимися концами-ветвями обращенными к нижнему опорному основанию и закреплены в полукруглых пазах между соответствующими наружно-опорными и внутренними прижимными пластинами, а средняя часть этих отрезков наклонена предпочтительно с 30-70° к вертикальной оси опоры и закреплена к верхней пластине крепления группы отрезков в средней их части и прижимной пластине. Опора равножесткая в любых направлениях по горизонтальной плоскости, что обеспечивается за счет радиально-симметричного расположения упругого элемента по опорным основаниям. Согласование вертикальной жесткости с горизонтальной осуществляется изменением числа групп отрезков и отрезков в самих группах, диаметра троса и т.д.
Недостатком данного решения является то, что изменить жесткость крепления механизма можно только изменением количества данных опор, при этом нельзя изменить жесткость крепления механизма в одной требуемой степени свободы.
Известен также Способ управления жесткостью регулируемого амортизатора (патент RU №2006901 от 16.05.1991 G05D 19/00, F16F 15/00). Сущность изобретения заключается в том, что измеряют частоту вынужденных колебаний защищаемого объекта и вырабатывают сигнал, обратно пропорциональный по величине разности квадратов частоты вынужденных колебаний и частоты собственных колебаний защищаемого объекта, пропорционально этому сигналу, начиная с некоторого порогового значения, изменяют жесткость упругого элемента амортизатора: если частота вынужденных колебаний возрастает, то жесткость уменьшают, и наоборот, надежно предотвращая, таким образом, резонансные режимы колебаний защищаемого объекта в широком диапазоне частот.
Недостатками данной полезной модели являются то, что данный способ не позволяет иметь фиксированное значение собственной частоты узла крепления механизма; отсутствует возможность изменения жесткости крепления механизма только в одной степени свободы; применение предлагаемого регулируемого амортизатора ограничивается требованиями к окружающей среде.
Технической задачей предлагаемой полезной модели являются отстройка системы от резонанса, за счет изменения жесткости опоры в требуемых степенях свободы до определенной величины, во время ПНР и эксплуатации.
Решение поставленной задачи позволит обеспечить соответствие вибрации механизма, установленного на балочную опору, требованиям технических условий.
Поставленная задача решается тем, что Балочная опора с регулируемой жесткостью крепления механизма на фундаменте состоит из n-балок, выполненных из m-параллельных элементов, которые одним концом прикреплены к фундаменту, а другим к механизму.
Параллельные элементы выполнены с возможностью попарного соединения и изменения соединения элементов в пары.
Параллельные элементы соединены перемычками, выполненными с возможностью их добавления и перемещения по длине балки.
Число параллельных элементов m больше или равно 4.
Число балок n больше или равно 1.
Параллельные элементы выполнены в виде стандартных профилей - труб, кругов, уголков, швеллеров или иметь специальное сечение.
Балка выполнена в виде прямоугольной, П-образной, Г-образной и т.д. конфигурации.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых представлено:
- На фиг.1 Пример фрагмента балки, выполненной из четырех параллельных элементов круглого сечения;
- На фиг.2 Вариант соединения параллельных элементов в пары, изменяющий момент инерции сечения относительно оси Y и увеличивающий жесткость балки в направлении X.
- На фиг.3 Пример опоры с регулируемой жесткостью крепления механизма на фундаменте, состоящей из четырех балок. Каждая балка выполнена из четырех параллельных элементов круглого сечения.
- На фиг.4 Опора, приведенная на фиг.3, с соединением параллельных элементов в пары в плоскости XY. Данный вариант соединений увеличивает жесткость опоры в крутильном направлении относительно оси Z.
Балочная опора с регулируемой жесткостью крепления механизма на фундаменте содержит n-балок (1), выполненных из m-параллельных элементов (2), которые одним концом прикреплены к фундаменту (3), а другим к механизму (4). Параллельные элементы (2) соединены перемычками (5).
Принцип функционирования предлагаемой балочной опоры с регулируемой жесткостью крепления механизма на фундаменте заключается в следующем.
Рассмотрим в качестве простейшего примера одну балку (1), состоящую из четырех независимых параллельных элементов (2), каждый из которых с одной стороны имеет заделку в фундамент (3), а с другой стороны в механизм (4). Фрагмент балки (1), состоящей из четырех параллельных элементов круглого сечения (2), приведен на фиг.1. Суммарная жесткость такой балки (1) равна сумме жесткостей четырех элементов (2). Если соединить элементы (2) перемычками (5) в пары, как показано на фиг.2, тогда момент инерции сечения балки (1) относительно оси Y существенно возрастет, а относительно оси X практически не изменится. Как следствие, жесткость балки (1) на изгиб возрастет только в направлении оси X. Таким образом, предложенная конструкция опоры позволяет путем соединения параллельных элементов (2) регулировать (увеличивать в данном случае) жесткость балки на изгиб только в направлении оси X.
а
Из приведенного на фиг.2 примера видно, что величина изменения жесткости балки (1) будет определяться длиной соединенной части (размер  на фиг.2) параллельных элементов (2).
Далее пусть опора состоит из нескольких балок (1). Пример опоры с регулируемой жесткостью крепления механизма (4) на фундаменте (3), состоящей из четырех балок (1), представлен на фиг.3. Каждая балка (1) состоит из четырех параллельных элементов (2) круглого сечения. Тогда вариант соединения параллельных элементов (2), показанный на фиг.4 (соединение элементов (2) в отдельной балке (1) выполнено в соответствии с фиг.2), приводит к существенному увеличению жесткости опоры во вращательном направлении вокруг оси Z.
Таким образом, отстройка балочной опоры от резонанса, за счет изменения жесткости опоры в различных степенях свободы до требуемой величины, во время ПНР и эксплуатации, позволит обеспечить соответствие вибрации механизма, установленного на балочную опору, требованиям технических условий.