ВИБРОИЗОЛЯТОР

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, более конкретно к виброизоляторам, изготовленным на основе упругопористого нетканого проволочного материала типа металлорезина (МР) и предназначено для защиты от вибрации агрегатов, узлов, приборов и т.п. в любой отрасли машиностроения, авиационной и ракетокосмической технике, судостроении и т.п.
Известен виброизолятор, содержащий два упругодемпферных элемента (УДЭ), выполненных из материала типа металлорезина конусообразной формы, большие основания которых сшиты по периметру проволокой, ограничители деформации, представляющие собой конические пружины, установленные с натягом на наружной поверхности упругодемпферных элементов, крепежные болты и гайки (А.С. СССР №1608382 кл. F16F 3/08. Виброизолятор, авторы: Лазуткин Г.В., Першин В.А., Пичугин А.Д., Смолин С.В., опубл. 23.11.1990, БИ №45)
Недостатками этого виброизолятора являются невысокая несущая способность и невозможность получения низких (менее 7 Гц) резонансных частот, главным образом определяющих качество виброзащиты.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является виброизолятор, содержащий два упругодемпферных элемента конусообразной формы из материала типа металлорезина с крепежными отверстиями на периферии, упругую проставку, установленную между упругодемпферными элементами, крепежные элементы, соединяющие упругодемпферные элементы, болты соединенные через ограничительные шайбы с помощью гаек с упругодемпферными элементами, сжатую пружину, установленную соосно
виброизолятору между головок болтов. (А.С. СССР №1232874 кл. F16F 3/08. Виброизолятор, авторы: Лазуткин Г.В., Першин В.А., Барас С.Д., опубл. 23.05.1986, БИ №19).
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Недостатками известного виброизолятора в условиях воздействия на него внешних пространственных нагрузок являются малая несущая способность, вызванная недостаточной жесткостью в поперечном направлении соединения упругодемпферные элементы с проставкой из-за их взаимного проскальзывания и ограниченными возможностями прочностных и деформационных характеристик одной пружины, малая эффективность виброизоляции и надежность конструкции, обусловленные возникновением резонансных колебаний витков пружин и вызывающие их поломки в широком диапазоне частот.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание изобретения, является повышение несущей способности, эффективности виброзащиты и надежности конструкции.
Технический результат достигается тем, что виброизолятор, содержащий два упругодемпферных элемента конусообразной формы из материала типа металлорезина, обращенных друг к другу большими основаниями с размещенными между ними упругой проставкой и сшитых по периметру проволокой, крепежные болты с ограничительными шайбами, закрепленные на соответствующих упругодемпферных элементах и соосно установленной между ними сжатой пружиной, включает четыре конусообразные пружины, охватывающие наружные и внутренние поверхности упругодемпферных элементов, на каждом большем основании упругодемпферных элементов на периферии их внутренних поверхностей выполнены бурты с фасонными профилями, входящими в ответные по профилю канавки, выполненные на упругой
проставке, несколько сжатых пружин, установленных концентрично между головками болтов и отделенных от головок шайбами из материала типа металлорезина, размещенными в канавках головок болтов, причем внутренние конусообразные пружины своими малыми основаниями охватывают головки крепежных болтов и опираются на поверхность упругодемпфирующих элементов, а большие основания опираются на поверхности упругой проставки, причем углы наклона центровой линии сечений рабочих витков к осям конусообразных пружин в свободном состоянии меньше или равны соответствующим углам профилей упругодемпфирующих элементов, а концентрично установленные пружины выполнены цилиндрической или бочкообразной формы с переменным шагом рабочих витков.
На фиг.1 представлен виброизолятор. Виброизолятор включает два упругодемпферных элемента 1 конусообразной формы из материала типа металлорезина, упругую проставку 2, установленную между упругодемпферными элементами 1, сшивную проволоку 3, продетую через крепежные отверстия в упругодемпферных элементах и проставке, соединяющую их между собой, болты 4 с фасонными головками, закрепленные через ограничительные шайбы 5 с помощью гаек 6 к упругодемпферным элементам, конусообразные пружины 7 телескопического типа, установленные в полости виброизолятора со сжатием через проставку 2, конусообразные пружины 8 телескопического типа, установленные на наружной поверхности упругодемпферных элементов 1 с натягом, составные пружины 9, 10 установленные концентрично со сжатием между болтами 4, шайбы 11, 12 из материала типа металлорезина, размещенные под пружинами 9, 10 в канавках головок болтов 4.
На периферии внутренних поверхностей упругодемпферных элементов 1 выполнены по окружности бурты с фасонным профилем, входящие в ответные канавки упругой проставки 2.
Виброизолятор собран так, что внутренние конусообразные пружины 7 своими малыми основаниями охватывают головки крепежных болтов 4 и опираются на внутренние поверхности упругодемпферных элементов 1, а большие основания опираются на поверхности упругой проставки 2. В свободном состоянии конусообразные пружины 8 и 7 имеют углы наклона центровой линии сечений рабочих витков к оси пружины меньше или равные соответствующим углам профилей упругодемпферных элементов 1.
Виброизолятор работает следующим образом.
При воздействии внешней нагрузки на виброизолятор в разной степени происходит деформирование элементов его конструкции: упругодемпферных элементов 1, упругой проставки 2, шайб 11, 12, а также металлических деталей: пружин 7, 8, 9, 10 и стяжных витков сшивной проволоки 3. Часть энергии колебаний рассеивается в виде выделяющегося тепла в материала типа металлорезина за счет трения между проволоками, входящими в его структуру, а также граничного трения возникающего в результате контактного взаимодействия витков 7, 8 и сшивной проволоки 3 с поверхностями упругодемпферных элементов 1 и проставки 2, а пружин 9, 10 с поверхностями шайб 11, 12, что способствует исключению опасных резонансных колебаний, в том числе, витков пружин 9, 10.
Применение фасонных пружин, например, бочкообразных и переменного шага рабочих витков так же как и трение способствует предотвращению резонансных колебаний пружин 9, 10.
Сжатые конусообразные пружины 7, 8 и составные пружины 9, 10 в равной мере воспринимают большую часть осевой статической нагрузки. Применение, например, двух концентрических пружин по сравнению с
эквивалентной одиночной пружиной, как показывают расчеты и практика, повышает несущую способность на 50-75% и уменьшает жесткость на 30-45%.
Снижение жесткости составных пружин в значительной мере компенсируется увеличением жесткости виброизолятора за счет конусообразных пружин, благодаря чему его резонансная частота с учетом увеличения грузоподъемности в 2-3 раза снижается на 30-60%.
Передача внешних нагрузок в поперечном направлении от одного упругодемпферного элемента к другому осуществляется с помощью сформированного на периферии замка из буртов упругодемпферных элементов и канавок упругой проставки, заневоленных витками сшивной проволоки со сдавливающей нагрузкой, исключающей расстыковку упругодемпферных элементов с проставкой, а также их взаимное проскальзывание в процессе деформирования виброизолятора.
Предлагаемая полезная модель в транспортном машиностроении для защиты от вибрации агрегатов, узлов, приборов и транспортируемых грузов повысит надежность и ресурс подвижного состава, энергетических установок за счет повышения общей несущей способности в 2-3 раза и сохранность транспортируемых грузов ответственного назначения.