ВИБРОИЗОЛЯТОР

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к упругим демпфирующим элементам, и может быть использована в любой области техники для снижения перегрузок приборов и оборудования, работающих в условиях интенсивных вибраций и ударов.
Известен виброизолятор, выполненный в виде двух соосных крестообразных обойм с пазами или отверстиями на концах для закрепления тросового элемента, повернутых относительно друг друга на угол 45° и соединенных между собой замкнутым пространственным упругодемпфирующим тросовым элементом, участки которого попеременно защемлены в пазах то верхней, то нижней обоймы. (Патент Франции №2601739, МКИ F16F 7/14, опубл. в 1986).
Недостатком аналога является низкая надежность защемления участков троса каждого из предполагаемых вариантов: опрессовка металла окружающего троса, тонкостенные обволакивающие накладки на концах крестообразных обойм. Кроме того, в известном способе изготовления виброизолятора участки троса между верхними и нижними обоймами расположены практически вертикально, что увеличивает жесткость и снижает демпфирующие свойства виброизолятора.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является виброизолятор, состоящий из двух разъемных обойм, состоящих, в свою очередь, из двух однотипных крышек квадратного вида в плане с полуцилиндрическими постелями для зажима участка троса, и соединенных попарно с помощью болтов с гайками, причем полуцилиндрические постели в каждой из крышек сосны и оппозитно расположены друг по отношению к другу относительно плоскостей их контакта (патент РФ №2199683, МКИ F16F 7/14, опубл. 27.02.03, бюлл. №6, 2003 г.).
Упруго-демпфирующий элемент, упруго соединяющий обоймы друг с другом, выполнен в виде квазинепрерывного кольца, свитого из винтовой пряди троса, а затем пространственно деформированного и зажатого в постелях планок по диаметрально противоположным местам с разворотом осей постели под углом 90° друг к другу. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является низкая прочность тросового элемента в местах защемления в районах выхода из крышек.
В основу полезной модели поставлена задача обеспечения высокой надежности и нагрузочной способности виброизолятора при обеспечении повышенных демпфирующих характеристик.
Технический результат достигается тем, что в известном виброизоляторе, состоящем из двух разъемных обойм, состоящих из квадратных однотипных крышек, соединенных попарно с помощью болтов с гайками, и непрерывного упругодемпфирующего элемента, соединяющего обоймы, - в нем упругодемпфирующий элемент выполнен в виде кольца из материала МР квадратного поперечного сечения с установленным внутри него тросовым квазизамкнутым кольцом с совпадением центров тяжести сечений кольца из материала МР и троса, причем для защемления в планках упругодемпфирующий элемент выполнен заневоленным относительно двух взаимно перпендикулярных диаметров в противоположных направлениях, образуя пространственные кривые, описываемые уравнениями:
;
;
,
где а - сторона квадрата крышки;
b - расстояние между осями постели в крышках;
R - расстояние между плоскостями контакта крышек верхней и нижней обойм;
α и φ - угловые параметры, определяющие разворот сечения упругодемпфирующего элемента вдоль его рабочего участка, причем:
;
,
а форма постели в крышках, стянутых болтами и гайками выполнена совпадающей с формой поперечного сечения упругодемпфирующего элемента.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показан внешний вид виброизолятора в изометрии;
на фиг.2 вид виброизолятора сверху;
на фиг.3 вид виброизолятора слева;
на фиг.4 показан внешний вид одной из планок в изометрии;
на фиг.5 вариант поперечного сечения кольца с тросом внутри при ориентации одной из диагоналей, совпадающей с плоскостью осевой линии;
на фиг.6 вариант поперечного сечения кольца с тросом внутри при ориентации диагоналей под углом 45° к плоскости осевой линии;
Виброизолятор (фиг.1, 2 и 3) состоит из упругодемпфирующего элемента 1, выполненный из материала МР в виде кольца квадратного поперечного сечения с впрессованным внутрь материала МР 2 тросовым кольцом 3 квазизамкнутого типа (см. фиг.5, 6), двух однотипных крышек 4-5 и 6-7 (фиг.1), с П-образными постелями для зажима участков троса и соединенных между собой с помощью болтов 8 с гайками 9 (фиг.1). В нижней части болтов 8 имеется шляпка 10 с потайной головкой, а в верхней части болтов-квадратная головка 11 для удобства монтажа при заворачивании гаек 9. Там же имеется отверстие для контровочной проволоки 12. Внутри упругодемпфирующего элемента 1 установлено квазизамкнутое кольцо из троса, выполненное по патенту РФ №2199683, причем центр тяжести сечения тросового кольца 3 совпадает с центром тяжести всего сечения упругодемпфирующего элемента 1. Возможно изготовление упругодемпфирующего кольца с поперечным сечением, в котором одна из диагоналей квадрата совпадает с плоскостью осевой линии (фиг.6). В этом случае постели-пазы в крышках выполнены под углом 45° к плоскости их контакта (фиг.4).
Работа виброизолятора происходит следующим образом.
При воздействии на виброизолируемый объект вибрационной нагрузки энергия колебаний рассеивается в виде тепла в материале МР упругодемпфирующего элемента 1 при взаимном трении проволочек друг о друга, а также в тросовом квазинепрерывном кольце 3 при взаимном перемещении прядей и жил троса друг о друга. При этом за счет значительных сжимающих нагрузок при прессовании материала МР в тросовом кольце повышаются силы трения по сравнению со свободным тросом, что увеличивает демпфирующие свойства упругодемпфирующего элемента в целом. Кроме того, комбинация тросового элемента с материалом МР создает в областях контакта с обоймами плавное изменение местной жесткости, что значительно снижает концентрацию напряжений и увеличивает собственную прочность виброизолятора, которая еще более возрастает при его деформировании на растяжение. В этом случае тросовое квазизамкнутое кольцо 3 берет на себя большую часть нагрузки по отношению к кольцу-оболочке 2 из материала МР, который, как известно на растяжение работает весьма плохо.
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 «Виброизоляторе», изложенных в формуле полезной модели.
Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение 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 осуществлено с помощью известных средств. Теоретическое исследование, проведенное авторами, показало, что виброизолятор способен обеспечить заданную несущую способность и низкий уровень жесткости, т.е. высокую эффективность виброизоляции на рабочих режимах различных объектов. Этим доказывается достижение усматриваемого заявителем технического результата.