ВИБРОИЗОЛЯТОР ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ПОДВИЖНОЙ ЧАСТИ ПЛАТФОРМЫ С ЕЕ ОСНОВАНИЕМ

Виброизолятор относится к средствам гашения вибрационных нагрузок на подвижных частях машин различного назначения. Оно предназначено преимущественно для его использования в устройствах для соединения компьютеров, устанавливаемых на машинах, работающих в тяжелых условиях, включая военные машины, испытывающие разрушающие нагрузки.
Известны виброизоляторы, каждый из которых содержит верхнюю и нижнюю опоры, соединенные выполненными из стального троса пружинящими кольцами (RU 2305809 C2, 10.09.2007. RU 2527416 C2, 27.08.14. RU 2301924 C1, 27.06.2007. RU 2509930 C2, 20.03.2014).
Из известных близким техническим решением является тросовый амортизатор (например, для приборов, работающих в условиях вибрации и ударных нагрузок), состоящий из двух оснований, соединенных отрезками из стального многожильного троса, отличающийся тем, что основания выполнены в виде прямоугольных рам, а отрезки троса сформованы в виде полуколец, воспринимающих вибронагрузки, причем количество полуколец может изменяться в зависимости от массы амортизируемого прибора. Угловые тросовые полукольца установлены крестообразно для предотвращения сдвига рам в горизонтальной плоскости (RU 27176 U1, 10.01.2003).
Также из известных близким техническим решением является тросовый амортизатор, содержащий упругий элемент в виде спирали из троса и закрепленные на витках спирали нижнюю и верхнюю опорные пластины, отличающийся тем, что верхняя опорная пластина закреплена с угловым смещением относительно диаметральной плоскости, проходящей через точку закрепления на витках спирали нижней опорной пластины, при этом указанное угловое смещение составляет 15-75°. Амортизатор содержит, как минимум, одну дополнительную спираль из троса с закрепленными на ней верхней и нижней опорными пластинами, при этом верхняя опорная пластина закреплена на витках дополнительной спирали с угловым смещением относительно диаметральной плоскости, проходящей через точку закрепления на витках дополнительной спирали нижней опорной пластины. Верхняя опорная пластина закреплена на витках дополнительной спирали с угловым смещением в направлении от основной спирали. В ином исполнении верхняя опорная пластина закреплена на витках дополнительной спирали с угловым смещением (RU 101124 U1, 10.01.2011).
Известен настенный тросовый амортизатор для крепления прибора на вертикальной несущей поверхности (стене) и обеспечения его работы в условиях вибрации и ударных нагрузок, состоящий из двух оснований, соединенных отрезками из стального многожильного троса, отличающийся выполнением заднего и переднего оснований в форме пластин с боковой отбортовкой, размещением внутри конструкции между основаниями симметрично расположенных пружин тросовых горизонтального действия, резиновых буферов с упорами, нескольких пружин тросовых вертикального действия. Амортизатор имеет элементы крепления пружин тросовых к переднему и заднему основаниям с помощью плоских пластин, угольников и крепежных элементов (винтов), а также резиновый буфер в виде усеченного конуса с отверстием для крепления к угольнику переднего основания. Амортизатор имеет верхнюю часть конструкции узла крепления монитора, состоящего из прижима и подпружиненного винта с фигурной цилиндрической головкой, а также он имеет кронштейн для установки монитора выполнен в виде угольника, по размеру соответствующего нижней части монитора и имеющего в средней части упор, а на обоих концах - отверстия для соединения с левым и правым тросовыми амортизаторами (RU 71717 U1, 20.03.2008).
Из известных близким техническим решением является виброизолятор, содержащий две обоймы, соединенные с концами отрезков тросов, попарно расположенных крест-накрест, отличающийся тем, что каждая из обойм включает в себя соединенные между собой крышку и основание с двумя эквидистантно расположенными выступами, образующими углубление, в котором размещены охваченные втулками концы отрезков тросов, имеющих в каждой паре разные длины (RU 2181169 C1, 10.04.2002).
Наиболее близким к представленному в данном описании виброизолятору является виброизолятор для соединения подвижной части платформы с ее основанием, в котором для защиты от вибраций и ударов с целью повышения долговечности, ремонтопригодности и надежности, сокращения габаритов и упрощения конструкции виброизолятора, - он содержит параллельно расположенные опорные элементы и, по меньшей мере, два соединенных с ними поочередным плетением упругих элемента в виде, например, двух отрезков троса, перекрещивающихся в виде X-образных петель, размещенных по окружности и выступающих за периметр опорных элементов. Отрезки троса установлены с образованием зазора в точках перекрещивания внутренней и наружной дуг каждой из Х-образных петель, величина которого составляет, по меньшей мере, 1 мм. Отрезки троса соединены с опорными элементами с помощью прижимных колец. Концы указанных петель зафиксированы между соответствующим опорным элементом и прижимным кольцом (RU 2296254 C1, F16F 7/14, 27.03.2007. ООО “Технические системы - сервис, качество и надежность”).
Общими признаками известного прототипа и представленного в данном описании виброизолятора является то, что оба виброизолятора для соединения подвижной части платформы с ее основанием содержат верхнюю и нижнюю опоры, соединенные выполненным из стального троса упругим элементом.
Существенным недостатком прототипа является неудовлетворительная надежность его работы вследствие того, что упругие элементы виброизолятора выполнены из отдельных отрезков стального троса, концы которых закреплены в опорах, а также в связи с тем, что число соединений отрезков троса в данном устройстве сравнительно велико. Чем больше закрепленных концов троса, тем менее прочным является виброизолятор и ниже его виброизолирующие свойства. Снижение прочности соединений виброизолятора и увеличение числа соединений приводит в случаях больших нагрузок к отрывам отрезков троса от опор, снижению демпфирующих качеств виброизолятора, а сравнительно большое число соединений концов отрезков троса с опорами виброизолятора приводит к существенному усложнению конструкции и ее сборки.
Техническим результатом виброизолятора является повышение надежности работы виброизолятора в тяжелых условиях работы.
Технический результат получен виброизолятором, содержащим верхнюю и нижнюю опоры, соединенные выполненным из стального троса упругим элементом, причем упругий элемент имеет замкнутую форму, для чего его торцы жестко соединены сваркой, каждая опора содержит П-образный профиль и крепежный элемент, расположенный между бортами профиля, место стыка торцов упругого элемента расположено в одной из опор, между ветвями упругого элемента, расположенными в каждой опоре, закреплена стяжка, разделяющая ветви в опоре.
В качестве стяжки использованы жестко закрепленные на горизонтальном участке П-образного профиля шпильки. Верхняя и нижняя опоры расположены перекрестно по отношению друг к другу.
На виде виброизолятора спереди ветви упругого элемента расходятся в сторону верхней опоры, а на виде виброизолятора сбоку ветви расходятся в сторону верхней опоры.
На фиг. 1 показан виброизолятор,
на фиг. 2 - виброизолятор в аксонометрии,
на фиг. 3 - вид А на фиг. 2,
на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2,
на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3,
на фиг. 6 - взаимное расположение элементов виброизолятора в процессе его сборки,
на фиг. 7 - вид Г на фиг. 6,
на фиг. 8 - виброизолятор в разрезе, соединенный с основнием и опорной частью виброизолирующей платформы,
на фиг. 9 - расположение виброизоляторов в конструкции платформы с закрепленным на ней ноутбуком, вид на платформу сбоку,
на фиг. 10 - вид Е на фиг. 9.
Виброизолятор содержит верхнюю опору 1 (фиг. 1), нижнюю опору 2 и выполненный из стального троса бесконечный упругий элемент 3, ветви 4 которого закреплены в опорах 1 и 2 элементами крепления. Под ветвью понимается участок упругого элемента, расположенный между опорами. На виде виброизолятора спереди (фиг. 3) ветви 4 упругого элемента сходятся от верхней опоры 1 в сторону нижней опоры 1. На виде виброизолятора сбоку (фиг. 4) ветви упругого элемента расходятся от верхней опоры 1 в сторону нижней опоры 2.
Каждая опора виброизолятора включает крепежный элемент 5 и охваченный бортами П-образного профиля 6 (фиг 7, 8), выполняющего роль ложемента с уложенными в нем ветвями 4 упругого элемента 3 (фиг. 5, 8). Каждый крепежный элемент 5 расположен в профиле 6. Между боковыми стенками 7 и 8 профиля образован вертикальный зазор 9 (фиг. 8). В этом зазоре в сжатом состоянии расположены ветви 4 упругого элемента 3.
Между указанными ветвями образован горизонтальный зазор, в котором расположены стяжки 10 (фиг. 5), каждая из которых выполнена в виде шпильки с головкой, запрессованной с внешней стороны П-образного профиля. Стяжки предназначены для сжатия ветвей 4 упругого элемента 3 в опоре. (На фиг. 8 стяжки 10 в верхней опоре 1 располагаются за резьбовым элементом 11).
На виде сверху опоры 1 и 2 расположены так, что их продольные оси перекрещиваются между собой (фиг. 6), при этом каждая ветвь 4 расположена в соответствующей опоре продольно. Для крепления каждой опоры к частям виброизолированной платформы (фиг. 9, 10) изнутри профиля 6, в его центральном отверстии, запрессована резьбовая втулка 11, в которую ввинчен резьбовый крепежный элемент для крепления виброизолятора к несущим элементам виброизолирующей платформы (фиг. 8).
Упругий элемент 3 выполнен из отрезка стального троса с линейным касанием проволок троса в повивке. Торцы троса сварены сваркой так, что упругий элемент в месте сварки имеет сварной шов, твердость которого больше твердости троса. В результате сварки торцов отрезка троса он в свободном состоянии представляет собой гибкий упругий элемент 3 в виде замкнутого кольца.
Сварной шов 18 (фиг. 6) упругого элемента в его рабочем положении расположен в боковой выемке 19 крепежного элемента 5 с целью обеспечения беспрепятственного и эффективного сжатия ветвей в опоре виброизолятора. Таким образом, сварной шов торцов троса расположен в одной из опор виброизолятора.
Крепежный элемент 5, расположенный между бортами П-образного профиля, в поперечном разрезе выполнен из плоской, с отогнутыми краями наружу пластины. Он может иметь П-образную или иную форму с парой ребер жесткости, повышающих сопротивление изгибу 5 в процессе сжатия их стяжками 10.
Виброизолятор работает следующим образом. Сборку виброизолятора осуществляют в специальной оправке, позволяющей изогнуть упругий элемент 3 так, как это показано на фиг. 2. При сборке ветви 4 упругого элемента 3 вводят в горизонтальный зазор 12 (фиг. 2, 6), образованный бортами П-образного профиля 6 (фиг. 7, 8), причем каждую ветвь 4 вводят между стяжкой 10 и бортом профиля 6 (фиг. 8). После этого сверху надевают на стяжки 10 крепежный элемент 5, вводят его между бортами профиля 6, стягивают стяжками 10 в направлении друг к другу крепежный элемент 5 и профиль 6, и зажимают ветви 4 упругого элемента между крепежным элементом 5 и дном профиля 6.
Собранные виброизоляторы устанавливают на нижней стороне опорной части 13 виброизолирующей платформы, на которой установлен ноутбук 14 (фиг. 9), для чего верхние опоры 1 соединяют резьбовыми крепежными элементами 15 (болтами) с опорной частью 13 платформы. Упомянутые болты располагают в центральных отверстиях верхних опор 1. После проведенных операций устанавливают опорную часть 13 вместе с прикрепленным к ней ноутбуком 14 на основание 16 платформы и соединяют ее резьбовыми крепежными элементами 15, вводимым в центральные отверстия нижних опор 2, с несущей частью 17 машины (фиг. 8, 10), предназначенной для крепления на ней ноутбука 14.
При использовании ноутбука во время движения машины, от ее несущей части 17 на основание 16 платформы передаются вибрационные и ударные нагрузки, которые гасятся виброизоляторами до уровня нормального восприятия оператором изображений на мониторе ноутбука, а также нормальной работы на клавиатуре ноутбука. В процессе эксплуатации ноутбука в машине, на нее и установленный на ней ноутбук могут действовать большие ударные нагрузки, преобразующиеся в усилия сдвига и отрыва опор 1 и 2 от опорной части и основания платформы. Поскольку упругий элемент 3, не имеет концов и его ветви, соответственно этому, находятся в более прочном соединении с опорами 1 и 2, то повышенная прочность соединения опор с упругими элементами каждого виброизолятора повышает прочность соединения ноутбука с машиной, а также сохраняет демпфирующие свойства виброизолятора. Соответственно этому, в случае больших разрушительных ударных нагрузок на машине, обеспечивается заданная сохранность ноутбука и сохранность имеющихся в нем конфиденциальных данных. В итоге, конструктивные особенности данного виброизолятора, отличающиеся от аналогов и прототипа, существенно повышают его демпфирующие свойства. Использование в виброизоляторе упругого элемента, выполненного из одного отрезка троса, торцы которого сварены между собой (вместо нескольких отрезков троса в известном виброизоляторе) существенно повышает демпфирующие свойства упругого элемента, что улучшают гашение вибраций и ударных нагрузок. Повышение этих показателей виброизолятора позволили повысить надежность его работы при движении машин, работающих в тяжелых условиях вибраций и ударных нагрузок.