КОРАБЕЛЬНАЯ НАДСТРОЙКА С СИСТЕМОЙ ВИБРОЗАЩИТЫ
SHIP SUPER-STRUCTURE WITH SYSTEM OF VIBRO-DAMPING

Изобретение относится к средствам защиты надстройки от вибрации судна.
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
Это достигается тем, что в корабельной надстройке с системой виброзащиты, содержащей опорный жесткий каркас, являющийся опорной поверхностью для системы виброизоляции, связывающей ее с основанием подводной части судна, система виброизоляции состоит из каскадной системы, включающей в себя виброизоляторы нижних ярусов надстройки и вибродемпфирующие элементы верхних ярусов, а также капитанского мостика, причем нижний ярус надстройки жестко соединен с, по крайней мере, четырьмя виброизоляторами, которые, в свою очередь, закреплены на корабельной переборке подводной части судна с виброизолированным движителем, причем надстройка связана с корабельной переборкой посредством, по крайней мере, четырех упругодемпфирующих элементов, например, выполненных из прорезиненного троса, которые также выполняют функцию предохранительных элементов, сдерживающих амплитуду колебаний надстройки в определенных пределах в чрезвычайных ситуациях, например при сильном шторме, а каждый из виброизоляторов нижних ярусов содержит нижнюю плиту с центральным отверстием, боковую цилиндрическую или коническую стенку с отверстиями и жестко связанное со стенкой тарельчатое кольцо, причем крышка выполнена из верхней цилиндрической части и двух связанных с ней конических частей и в верхней части соединена с центральной втулкой, имеющей цилиндрическое отверстие и резьбовое, а в нижней части втулка имеет буртик с конической поверхностью, при этом упругий элемент состоит, по меньшей мере, из двух тарельчатых колец: верхнего, выполненного из эластомера, и нижнего, выполненного в виде упругодемпфирующего элемента из объемного сетчатого переплетения, при этом внутренняя поверхность каждого из тарельчатых колец взаимодействует с центральной втулкой, а внешние поверхности - с поверхностями крышки, основания и буртиком с конической поверхностью, расположенной в нижней части втулки, при этом отношение наружного диаметра упругодемпфирующего элемента из объемного сетчатого переплетения D к его высоте h находится в оптимальном интервале величин D/h=0,73…1,05. Плотность сетчатой структуры находится в оптимальном интервале величин 1,2…2,0 г/см, причем материал проволоки упругодемпфирующего элемента - сталь марки ЭИ-708, диаметр которой находится в оптимальном интервале величин 0,09…0,15 мм.
На фиг.1 изображена общая схема корабельной надстройки с системой виброзащиты, на фиг.2 - фронтальный разрез виброизолятора.
Корабельная надстройка с системой виброзащиты (фиг.1) состоит из каскадной системы виброизоляции, включающей в себя виброизоляторы 5 нижних ярусов 3 надстройки и вибродемпфирующие элементы 4 верхних ярусов, а также капитанского мостика 6.
Нижний ярус надстройки жестко соединен с, по крайней мере, четырьмя виброизоляторами 5, которые, в свою очередь, закреплены на корабельной переборке подводной части 1 судна с виброизолированным движителем 2 (на чертеже не показано). Надстройка 3 связана с корабельной переборкой посредством, по крайней мере, четырех упругодемпфирующих элементов (на чертеже не показано), например выполненных из прорезиненного троса, которые также выполняют функцию предохранительных элементов, сдерживающих амплитуду колебаний надстройки в определенных пределах в чрезвычайных ситуациях, например при сильном шторме.
Каждый из виброизоляторов 5 нижних ярусов 3 (фиг.2) содержит нижнюю плиту 13 с центральным отверстием 19, боковую цилиндрическую или коническую стенку 11 с отверстиями 12 и жестко связанное со стенкой тарельчатое кольцо 20. Крышка выполнена из верхней цилиндрической части 7 и двух связанных с ней конических частей 8 и 9, причем крышка в верхней части соединена с центральной втулкой 18, имеющей цилиндрическое отверстие 17 и резьбовое 16, а в нижней части втулка 18 имеет буртик 15 с конической поверхностью. Упругий элемент состоит, по меньшей мере, из двух тарельчатых колец: верхнего 10, выполненного из эластомера, и нижнего 14, выполненного в виде упругодемпфирующего элемента из объемного сетчатого переплетения, при этом внутренняя поверхность каждого из тарельчатых колец 10 и 14 взаимодействует с центральной втулкой 18, а внешние поверхности - с поверхностями крышки 9, основания 20 и буртиком 15 с конической поверхностью, расположенной в нижней части втулки 18.
3
При этом отношение наружного диаметра упругодемпфирующего элемента из объемного сетчатого переплетения D к его высоте h находится в оптимальном интервале величин D/h=0,73…1,05. Плотность сетчатой структуры находится в оптимальном интервале величин 1,2…2,0 г/см, причем материал проволоки упругодемпфирующего элемента - сталь марки ЭИ-708, диаметр которой находится в оптимальном интервале величин 0,09…0,15 мм.
Корабельная надстройка с системой виброзащиты работает следующим образом.
При колебаниях объекта надстройки, установленного на виброизоляторах 5, например, посредством шпильки, ввернутой в резьбовое отверстие 16 центральной втулки 18, упругие элементы 10 и 14 воспринимают вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на корабельные переборки. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения упругого элемента 10, что дает ему определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости, а выполнение профиля опорных поверхностей упругого элемента 10 коническими позволяет обеспечить равнопрочность, равночастотность и экономичность резины (эластомера).
Упругодемпфирующий элемент 14 из объемного сетчатого переплетения, работая последовательно элементу 10, также воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на корабельную переборку, при этом обеспечивается пространственное демпфирование системы «корабельная надстройка - корабельная переборка», а также виброзащита рабочих мест операторов и защита от ударов системы в целом.
Варьируя плотностью сетчатой структуры упругодемпфирующего элемента 14 из объемного сетчатого переплетения, можно осуществлять в определенных пределах настройку резонансной частоты виброизолятора.