АМОРТИЗИРУЮЩАЯ СТОЙКА ФУНДАМЕНТА ПОД ОБОРУДОВАНИЕ
AMORTIZING FOUNDATION RACK FOR EQUIPMENT

Изобретение относится к средствам защиты от вредного влияния вибрации и может быть использовано в строительстве, в частности, в устройствах виброизолированных фундаментов под машины и оборудование с динамическими нагрузками.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолированный фундамент, содержащий ванну, размещенный в ней с зазором относительно стенок и днища фундаментный блок, шарнирно соединенный с виброизоляторами, установленными в днище ванны, по патенту РФ №2281999, E02D 27/44 (прототип).
Недостатками прототипа являются: сравнительно невысокая эффективность пространственной виброизоляции и сложность конструкции за счет применения Катковых опор.
Технический результат - повышение эффективности гашения колебаний и снижение динамических нагрузок на нижнее строение фундамента.
Это достигается тем, что в амортизирующей стойке фундамента под оборудование, включающей обойму, установленную на нижнем строении с зазором относительно верхнего строения, и размещенный в обойме стержень, стойка снабжена пружиной, размещенной между верхним и нижним строениями и охватывающей обойму, которая выполнена из коаксиальных верхней наружной и нижней внутренней с установленными на ее верхнем торце блоками секций, а стержень выполнен с шарнирно прикрепленной к его нижнему концу пятой, которая посредством тросов, огибающих блоки, подвешена к нижней части верхней секции обоймы, а пружина, установленная между нижним и верхним строениями фундамента, выполнена в виде комбинированной пружины со встроенным демпфером, содержащая цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, а зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас.%:
смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0)
28÷34%
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)
12÷19%
графит
7÷18%
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния
7÷15%
баритовый концентрат
20÷35%
тальк
1,5÷3,0%
На фиг. 1 изображена амортизирующая стойка фундамента под оборудование, продольный разрез, на фиг. 2 вариант пружины 9, установленной между нижним 2 и верхним 1 строениями фундамента.
Амортизирующая стойка фундамента под оборудование размещена между верхним 1 и нижним 2 строениями фундамента под оборудование. Стойка содержит телескопическую обойму, закрепленную на нижнем опорном строении 2 с зазором относительно верхнего 1 строения, и размещенный в ней стержень 3 с шарнирно закрепленной пятой 4. Между нижним 2 строением фундамента и нижней внутренней 6 секции размещено дополнительное демпфирующее устройство 10, на которое опирается пружина 9.
Обойма выполнена из коаксиально расположенных верхней наружной 5 и нижней внутренней 6 секций.
В верхнем торце внутренней секции 6 установлены блоки 7, огибаемые тросами 8, одни концы которых соединены с наружной секцией 6 обоймы, выполняющей роль инерционной массы, а другие - с пятой 4, размещенный в телескопической обойме стержень 3 своим нижним концом шарнирно соединен с пятой 4, а верхним прикреплен к верхнему строению 1 фундамента, на котором установлено оборудование (не показано). Обойма расположена внутри пружины 9, установленной между нижним и верхним строениями.
Амортизирующая стойка фундамента под оборудование работает следующим образом.
При движении виброизолируемого объекта вниз или вверх стержень 3 взаимодействует с пятой 4, которая через блоки 7 при помощи тросов 8 соответственно поднимает или опускает наружную секцию 5 обоймы, выполняющую роль инерционной массы, что создает противофазное гашение высокочастотных колебаний объекта.
Амортизирующая стойка фундамента позволяет повысить эффективность виброизоляции за счет противофазного гашения высокочастотных колебаний объекта и тем самым снизить динамические нагрузки на фундамент.
Возможен вариант пружины 9, выполненной в виде комбинированной пружины со встроенным демпфером, установленной между нижним 2 и верхним 1 строениями фундамента (фиг. 2).
Комбинированная пружина со встроенным демпфером содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 13 и 14 со встречно направленными концами 16 и 15 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 11 и 12 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.
Первая часть винтовой пружины 13 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 14 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 16 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 15, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 12, загерметизирован, например при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).
В полости второй части 14 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 13 пружины, зазоры 17 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 13 и 14 пружины.
Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 15 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (на чертеже не показана) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».
Первую часть 13 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 18 из демпфирующего материала, например полиуретана, которая создает в системе виброзащиты трение, величина которого повышается при подходе системы к резонансному режиму, что и является аналогом демпфера «сухого трения».
Зазоры в первой части 13 винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка 18 из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала (на чертеже не показано).
Возможен вариант, когда зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас. %:
смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0)
28÷34%
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)
12÷19%
графит
7÷18%
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния
7÷15%
баритовый концентрат
20÷35%
тальк
1,5÷3,0%
Комбинированная пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.
Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 11 и 12 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.
Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х, Y, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе, и при различных условиях работы.