ВИБРОИЗОЛЯЦИОННАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель относится к слоистым виброизолирующим конструкциям, которые могут быть использованы в различных областях техники для виброизоляции оборудования, аппаратов и приборов, а также защиты человека от воздействия вибрационных и ударных нагрузок.
Известна звукоизолирующая панель (патент РФ №2472649, кл. B60R 13/08, В64С 1/40, B64G 1/58, G10K 11/168, опубликовано 20.01.2011), содержащая эластичный материал, выполненная из чередующихся слоев вулканизованной и невулканизованной резины, причем невулканизованная резина обложена со всех сторон вулканизованной резиной.
Недостатком является значительная жесткость панели, формируемая жесткостями ее слоев. Также не используется создание специальных структур, позволяющих снизить общую жесткость панели.
Прототипом является вибродемпфирующий звукоизолирующий эластомерный материал (патент РФ №2595274, кл. Е04В 1/82, Е04В 1/98, В32В 25/00, опубликовано 27.08.2016), состоящий из, по крайней мере, двух слоев эластомеров с различным динамическим модулем упругости, при этом каждый слой эластомера выполнен из одинаковой полимерной матрицы и вулканизующего агента. Слои совулканизованы в монолитный блок.
Недостатком является значительная жесткость эластомерного материала. Не используется создание специальных структур, позволяющих снизить общую жесткость панели.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание виброизоляционной многослойной панели, обладающей специальной структурой, обеспечивающей квазинулевую жесткость с достижением следующего технического результата: повышение надежности работы и долговечности виброизолируемого оборудования.
Поставленная задача решается тем, что заявляемая виброизоляционная панель состоит из двух внешних упругих слоев, а также расположенного между ними внутреннего слоя, в состав которого входит упругая волнообразная структура с квазинулевой жесткостью, свободное пространство вокруг которой заполнено упругим материалом, имеющим меньший модуль упругости по сравнению с материалами, формирующими внешние слои и упругую волнообразную структуру.
На фиг. 1 показана конструкция заявляемой виброизоляционной панели.
На фиг. 2 показана ячейка панели.
Виброизоляционная панель состоит из двух внешних упругих слоев 1 и 2, а также внутреннего слоя, в состав которого входит упругая волнообразная структура 3, а свободное пространство вокруг волнообразной структуры заполнено упругим материалом 4, имеющим меньший модуль упругости по сравнению с материалом, формирующим упругие слои 1 и 2, также и упругую волнообразную структуру 3. Упругая волнообразная структура 3 и упругий материал 4 представляет собой периодическую структуру из ячеек. Ячейка панели условно состоит из верхней опорной стенки 5, стенки 6, нижней опорной стенки 7 и упругого материала 4, который заполняет оставшееся свободное пространство.
Заявляемая виброизоляционная панель работает следующим образом.
Под действием нагрузки виброизоляционная панель сжимается, при этом сжимаются и каждый из его слоев, в том числе и каждая ячейка панели.
При сжатии ячейки (фиг. 2) стенка 6 испытывает два вида деформации: изгиб и сжатие в радиальном направлении. Деформация изгибом стенки 6 без учета деформации сжатия имеет линейную силовую характеристику. По мере сжатия ячейки радиальное сжатие стенки 6 увеличивается. Это приводит к тому, что стенка 6 стремится вернуться в исходное положение, компенсируя деформацию за счет изгиба. Данное обстоятельство придает силовой характеристике ячейки заданную нелинейную силовую характеристику. При большем сжатии ячейки радиальное сжатие стенки 6 достигает своего максимума. Размеры элементов ячейки и упругие свойства верхней опорной стенки 5, стенки 6, нижней опорной стенки 7 и упругого материала 4 подбираются таким образом, чтобы в данном положении наблюдалась квазинулевая жесткость. Нагрузка, соответствующая этому положению, является номинальной (рабочей).
Ячейки формируют упругую волнообразную структуру 3 (фиг. 1), которая также обладает в определенном положении квазинулевой жесткостью. Следовательно, это придает заявляемой виброизоляционной панели квазинулевую жесткость.
Материалом упругих слоев 1 и 2, а также упругой волнообразной структуры 3, может быть любой упругий материал, допускающий большую упругую деформацию, например резина, ее производные, полиуретаны, другие упругие полимерные материалы. Упругая волнообразная структура 3 может быть выполнена из металлов и сплавов с высокой максимальной относительной деформацией и других подобных материалов, имеющих небольшое значение модуля Юнга. Упругим материалом 4 может быть любой упругий материал, обладающий меньшим модулем упругости по сравнению с упругими слоями 1 и 2, а также упругой волнообразной структурой 3. В том числе, упругий материал 4 может быть представлен газами, в частности воздухом.
Благодаря квазинулевой жесткости заявляемая виброизоляционная панель почти не передает переменные динамические воздействия от вибрации и ударных сил через себя, что снижает негативное влияние на человека, виброизолирует фундамент, повышает надежность работы и долговечность виброизолируемого оборудования.