СИСТЕМА ВИБРОИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ СУДОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
CYSTEM OF VIBRO-ISOLATION FOR SHIP POWER INSTALLATION

Изобретение относится к средствам защиты от вибрации силовых установок объектов водного транспорта.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является система виброизоляции, содержащая коробчатое основание с упругими горизонтальными упорами и жесткую опорную плиту, установленную на основании посредством упругих элементов (патент РФ №2279587 - прототип).
Недостатками прототипа являются: сравнительно невысокая эффективность виброизоляции в вертикальном направлении за счет фрикционного трения в упругих элементах; сложность конструкции подвеса, выполненного по всему периметру основания.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции и упрощение конструкции.
3
3
Это достигается тем, что в системе виброизоляции для судовых двигателей, содержащей опорный жесткий каркас, являющийся опорной поверхностью для силовой установки, и виброизоляторы, связывающие каркас с основанием, на жестком опорном каркасе закреплены через вибродемпфирующие прокладки двигатель и дизель-генератор, а опорный каркас жестко соединен с, по крайней мере, четырьмя виброизоляторами, которые, в свою очередь, закреплены на корабельной переборке, которая связана с опорным каркасом посредством, по крайней мере, двух упругодемпфирующих элементов, например, выполненных в виде прорезиненного троса, а основание виброизоляторов посредством крепежных элементов соединяется с перегородкой судна через вибродемпфирующий элемент, жесткость которого больше жесткости упругого элемента, состоящего из пружины, ось которой перпендикулярна основанию, и нижнего и верхнего ограничителей хода пружины, выполненных из эластомера, при этом пружина взаимодействует с ограничителями через нижний опорный стакан и верхнюю охватывающую пружину, крышку, которая жестко соединена с резьбовой втулкой, соединенной посредством винта с каркасом судовой энергетической установки, на котором закреплен вибродемпфирующий элемент, расположенный между резьбовой втулкой и каркасом, а пружина расположена в корпусе, жестко связанном с основанием и соединенным с крышкой, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону вибродемпфирующего элемента, соединенного с каркасом, закреплен ограничитель хода каркаса судовой энергетической установки, выполненный из эластомера, а внутри пружины установлен упругодемпфирующий элемент из объемного сетчатого переплетения, который расположен между нижним опорным стаканом и верхней крышкой, причем упругодемпфирующий элемент выполнен в виде соосно расположенной втулки, при этом отношение наружного диаметра D упругодемпфирующего сетчатого элемента к его высоте h находится в оптимальном интервале величин D/h=0,73…1,05, а плотность сетчатой структуры - в оптимальном интервале величин 1,2 г/см…2,0 г/см, причем материал проволоки упругодемпфирующего сетчатого элемента - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.
На фиг.1 изображена общая схема системы виброизоляции для судовой энергетической установки, на фиг.2 - фронтальный разрез виброизолятора.
Система виброизоляции для судовых двигателей состоит из жесткого опорного каркаса 3, на котором закрепляются через вибродемпфирующие прокладки (не показано), например, выполненные из дерева или композиционного материала, двигатель 2 и соединенный с ним дизель-генератор 1. Опорный каркас 3 жестко соединен с, по крайней мере, четырьмя виброизоляторами 4, которые, в свою очередь, закреплены на корабельной переборке 5, которая связана с опорным каркасом 3 посредством, по крайней мере, двух упругодемпфирующих элементов 6, например, выполненных в виде прорезиненного троса, которые также выполняют функцию предохранительных элементов, сдерживающих амплитуду колебаний опорного каркаса 3 в определенных пределах в чрезвычайных ситуациях, например при сильном шторме.
Виброизолятор для судовой энергетической установки содержит основание 7, которое посредством крепежных элементов 22 соединяется с перегородкой 9 судна (не показано) через вибродемпфирующий элемент 8, жесткость которого больше жесткости упругого элемента, состоящего из пружины 18, ось которой перпендикулярна основанию 7, и нижнего 20 и верхнего 21 ограничителей хода пружины 18, выполненных из эластомера. Пружина 18 взаимодействует с ограничителями через нижний опорный стакан 19 и верхнюю охватывающую пружину, крышку 15, которая жестко соединена с резьбовой втулкой 12, соединенной посредством винта 13 с каркасом 10 судовой энергетической установки (не показано), на котором закреплен вибродемпфирующий элемент 11, расположенный между резьбовой втулкой 12 и каркасом 10 судовой энергетической установки. Пружина 18 расположена в корпусе 14, жестко связанном с основанием 7 и соединенным с крышкой 16, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону вибродемпфирующего элемента 11, соединенного с каркасом 10 судовой энергетической установки, закреплен ограничитель 17 хода каркаса 10 судовой энергетической установки, выполненный из эластомера.
3
3
Внутри пружины 18 установлен упругодемпфирующий элемент 23 из объемного сетчатого переплетения, который расположен между нижним опорным стаканом 19 и верхней крышкой 15. Упругодемпфирующий элемент 23 выполненного в виде соосно расположенной втулки, причем отношение наружного диаметра D упругого сетчатого элемента к его высоте h находится в оптимальном интервале величин D/h=0,73…1,05. Плотность сетчатой структуры упругих сетчатых элементов находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см…2,0 г/см, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.
Система виброизоляции для судовой энергетической установки работает следующим образом.
При колебаниях судовой энергетической установки, установленной на опорном каркасе 3, который жестко соединен с, по крайней мере, четырьмя виброизоляторами 4, закрепленными на корабельной переборке 5, пружина 18 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия и перегородки каркаса судна.
Упругодемпфирующий элемент 23 из объемного сетчатого переплетения, работая параллельно пружине 18, также воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на корабельную переборку 5, при этом обеспечивается пространственное демпфирование системы «судовая энергетическая установка - корабельная переборка», а также виброзащита рабочего места оператора и защита от ударов системы в целом.
Варьируя плотностью сетчатой структуры упругодемпфирующего элемента 23 из объемного сетчатого переплетения, можно осуществлять в определенных пределах настройку резонансной частоты виброизолятора.
Дополнительное нелинейное демпфирование в системе для восприятия ударной нагрузки осуществляется за счет наличия нижнего 20 и верхнего 21 ограничителей хода пружины 18, выполненных из эластомера. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного (с зазором) расположения нижнего опорного стакана 19 пружины 18 и верхней, охватывающей пружину крышки 15.
Предлагаемая система виброизоляции является универсальной, позволяющей работать системе «судовая энергетическая установка - корабельная переборка» как в режиме силовой виброизоляции, так и кинематической, а также в виброударном режиме.