АМОРТИЗАТОР ТРЕХКАСКАДНЫЙ С УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
THREE-STAGE SHOCK ABSORBER WITH ELASTIC-DAMPING ELEMENTS

Изобретение относится к области механики движения и предназначено для упругого крепления оборудования и приборов на кораблях, а также в других отраслях техники, где предъявляются высокие требования к вибрационной противоударной эффективности защиты оборудования от внешних вибраций и ударов.
Известна упругая опора (патент на изобретение SU №1290020), содержащая последовательно расположенные плиты, между которыми установлены предварительно поджатые пружины с направляющими стержнями, на одних из которых расположены устройства выключения пружин, состоящие из связанных между собой посредством шлицевого соединения двух распорных втулок, одна из которых имеет возможность поворота и соединена подвижно с одной плитой и жестко с рычагом, имеющим фиксированные положения, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения хода опоры при сохранении большого диапазона нагрузок, втулки установлены на стержне последовательно, выступы выполнены на обращенных друг к другу торцах втулок и длина прорезей больше хода пружины, а другая втулка соединена с другой плитой.
Недостатком данной упругой опоры является то, что тяги и пружины, жестко соединенные с плитами, образуют акустический мостик, в котором вибрация передается от верхней плиты к нижней плите практически без потерь.
Известна виброизолирующая опора (патент на изобретение SU №1746094) с двумя встроенными динамическими гасителями, упругая подвеска каждого из которых выполнена в виде последовательно соединенных неравножесткого упругого элемента в виде кольцевой мембраны и дополнительного неравножесткого упругого элемента в виде двух плоских кольцевых металластиковых элементов или виброизолирующая опора с одним встроенным динамическим гасителем, неравножесткий упругий элемент которого выполнен в виде цилиндрического, дополнительный неравножесткий упругий элемент - в виде двух конических маталластиковых элементов.
Недостатком указанной виброизолирующей опоры является сложная регулировка, заключающаяся в обеспечении собственной частоты колебаний виброизолятора, направленной в противофазе от частоты колебаний изолируемого объекта, в том числе с разнесением регулировки по трем взаимоперпендикулярным осям опоры с использованием специального оборудования (например, вибростендов), а также необходимость определения собственной частоты вибрации изолируемого объекта по трем взаимоперпендикулярным осям. Кроме того, отстройка виброизолирующей опоры производится на определенную резонансную частоту колебаний изолируемого объекта (ничтожно малый диапазон частот, спектр которых приближен к резонансной частоте колебаний изолируемого объекта). Вибрация в остальном спектре частот, возбуждаемая при воздействии пространственной динамической нагрузки на изолируемый объект, передается на фундаменты и корпусные конструкции практически без потерь.
Еще одним недостатком указанной конструкции является невозможность обеспечения постоянства с течением времени механических свойств виброизолирующей опоры под воздействием пространственной динамической нагрузки.
Существенным недостатком известной виброизолирующей опоры является также то, что под воздействием растягивающей динамической нагрузки, а также боковых (в том числе ударных) нагрузок возможно разрушение места крепления упругого элемента к опорным плоскостям, самого упругого элемента, разъединение металлических деталей опоры и, как следствие, срыв изолируемого изделия с фундамента из-за отсутствия страхующих элементов.
Указанных недостатков лишен амортизатор трехкаскадный с упругодемпфирующими элементами.
Амортизатор трехкаскадный с упругодемпфирующими элементами представляет собой резинометаллическое (металлическое) изделие с тросовыми стяжками.
Упругодемпфирующие элементы (резиновые или из прессованной спиральнонавитой проволоки) установлены в полостях, образованных основаниями и промежуточными опорными пластинами, которые, в свою очередь, связаны между собой тросовыми стяжками.
На фиг. 1а, 1б представлена конструкция амортизатора трехкаскадного с упругодемпфирующими элементами, выполненного с двумя цилиндрическими упругодемпфирующими элементами и одним кольцевым упругодемпфирующим элементом. На фиг. 2а, 2б - конструкция амортизатора трехкаскадного с упругодемпфирующими элементами, выполненного с пятью цилиндрическими упругодемпфирующими элементами. Амортизатор трехкаскадный с упругодемпфирующими элементами состоит из оснований 1 с ограничительными кольцами, промежуточных опорных пластин 2, упругодемпфирующих элементов 3 и 4, гибких тросовых стяжек 5.
Заявленное устройство работает следующим образом. Амортизатор трехкаскадный с упругодемпфирующими элементами опорной частью оснований 1, связанных с промежуточными опорными пластинами 2 тросовыми стяжками 5, устанавливается на фундамент. В полости, образованные основаниями 1 с ограничительными кольцами и промежуточными опорными пластинами 2, устанавливаются упругодемпфирующие элементы 3. В полость между промежуточными пластинами 2 устанавливается упругодемпфирующий элемент 4. На верхнюю часть основания 1 крепится изолируемое изделие. Возникающее под воздействием знакопеременной динамической нагрузки, боковой (в том числе ударной) нагрузки, на верхней части основания 1 перемещение одновременно деформирует упругодемпфирующие элементы 3 и 4. Перемещения, возникающие в горизонтальных плоскостях, через тросовые стяжки 5 деформируют центральный упругодемпфирующий элемент, тем самым ограничивая данные перемещения. Указанная конструкция амортизатора обеспечивает малую жесткость, большие перемещения в любом направлении, амортизацию и виброизоляцию изделия.
Технический результат заключается в обеспечении эффективной защиты оборудования от внешних вибраций и ударов, нераспространении собственных звуковых вибраций оборудования на фундамент и окружающие конструкции, прочности, долговечности и прогнозируемости параметров амортизаторов трехкаскадных с упругодемпфирующими элементами по всем осям и во времени, в исключении недопустимых величин отклонения изолируемого объекта от равновесного положения под воздействием знакопеременной динамической нагрузки, боковой (в том числе ударной) нагрузки, недопущения растяжения амортизатора, а также повышения прочности амортизированного крепления в направлении, перпендикулярном плоскости крепления изолируемого объекта.