ВИБРОУДАРОИЗОЛЯТОР С РАБОЧИМ ЭЛЕМЕНТОМ ИЗ УПРУГОПОРИСТОГО ТЕЛА

Предлагаемая полезная модель относится к технике защиты от виброударных воздействий, в частности, к конструкции виброудароизоляторов из композиционных материалов.
Известны существующие виброудароизоляторы:
Виброудароизолятор, содержащий, по крайней мере, один упругий элемент, выполненный в виде эквидистантно расположенных колец с прослойками, соединительные и направляющие элементы, и отличающийся тем, что упругие элементы выполнены эллипсообразными, а направляющий элемент выполнен в виде штока, на который надеты соединительные элементы, выполненные в виде грибков и шайб, скрепленных замковым соединением, например "канавка-выступ". Волокнистый композиционный материал упругого элемента может быть выполнен из стеклопластика на основе стекложгута окружного направления и стеклонитей осевого направления, пропитанных эпоксисодержащим связующим, а эластичный материал прослоек выполнен, например, из резины [1].
Виброудароизолятор, содержащий кольцевые элементы, закрепленные на корпусе, выполненном в виде панели, в торцевых пазах которой установлены с натягом упругие цилиндрические кольца таким образом, что возвышающиеся с обеих сторон панели участки колец образуют упругие опорные дуги амортизатора, контактирующие с поверхностями амортизируемого объекта и опорными поверхностями транспортной или строительной конструкции. Упругие элементы виброудароизолятора могут быть выполнены из высокомодульного высокопрочного композиционного материала [2].
Виброудароизолятор, содержащий упругие элементы и опорные плиты, собранные в конструкцию с натягом, и отличающийся тем, что упругие элементы выполнены в виде системы упругих полуколец и упругого демпфера, установленных между опорными плитами и стянутых друг с другом с помощью, по крайней мере, одной направляющей колонки и резьбового соединения, которое позволяет регулировать величину натяга и жесткость амортизатора, причем упругие полукольца своими концами упираются в опорные плиты, а цилиндрической поверхностью сориентированы внутрь амортизатора и упираются в упругий демпфер. Материалом демпфера может быть композиционный материал [3].
Виброизолятор, содержащий, по меньшей мере, два соосно расположенных кольца и соответственно, по меньшей мере, один ряд упругих стержней, размещенных между соседними кольцами вокруг одной воображаемой цилиндрической или конусообразной поверхности и под углом к образующей цилиндрической или конусообразной поверхности и соединенных своими концами с обращенными друг к другу торцевыми частями колец таким образом, что одноименные концы стержней расположены на одной окружности, при этом в ряду стержни расположены под одинаковым углом к образующей цилиндрической или конусообразной поверхности или под разными углами к указанной образующей, причем стержни соединены с кольцами с образованием монолитной единой детали, выполненной из армированного композиционного материала [4].
Известен Виброудароизолятор, содержащий закрепленные на шайбах упругие элементы в виде разрезных колец, установленных коаксиально со смещением их разрезов относительно друг друга. Причем жесткость колец может быть различна, и они могут быть выполнены из композиционных материалов с разными фрикционными демпфирующими свойствами. Кроме того, между кольцами может быть установлена прослойка из материала, отличного от материала колец, а во внутреннем кольце может быть размещено упругое пористое тело [5].
Однако недостатком известных виброудароизоляторов является то, что они обладают относительно сложной конструкцией, следствием чего является преобладание веса и габаритных размеров крепежных и распределительных элементов конструкции виброудароизолятора над весом и габаритными размерами рабочих упругих элементов.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является Виброудароизолятор, содержащий две опорные пластины с резьбовыми отверстиями под болты крепления виброудароизолятора с одной стороны к виброизолируемому объекту, а с другой стороны - к фундаменту, упругий элемент - резиновый массив, размещенный и привулканизированный между указанными опорными пластинами. Без изменения принципа конструкции вместо резинового массива может быть использовано упругопористое тело, например, из пенополиуретана или пористой резины. Виброудароизолятор может быть снабжен предохраняющим средством, выполненным в виде тросовых элементов, закрепленных на опорных пластинах свободно в пределах расчетного перемещения в направлении растягивающих усилий [6].
Недостаток виброудароизолятора [6] состоит в том, что рабочий упругодемпфирующий элемент (массив резины или упругопористое тело) характеризуется линейной жесткостью, что ухудшает его амплитудочастотные характеристики, и повышает риск возникновения резонансного режима работы.
Техническим результатом заявленной полезной модели является то, что Виброудароизолятор характеризуется улучшенными амплитудочастотными характеристиками и пониженным риском возникновения резонансного режима.
Технический результат достигается за счет того, что Виброудароизолятор состоит из упругодемпфирующего элемента, выполненного в виде массива из упругопористого тела и крепежных элементов, причем упругодемпфирующий элемент имеет цилиндрическую форму переменного сечения.
Для улучшения амплитудочастотных характеристик упругодемпфирующий рабочий элемент может быть изготовлен наборным из материалов, имеющих по отношению друг к другу различные упругие и демпфирующие свойства, причем площадь сечения каждого из материалов может быть переменной по высоте рабочего элемента.
На фигуре 1 показана конструкция виброудароизолятора с рабочим элементом из упругопористого тела. На фигуре 2 показан один из возможных вариантов конструкции виброудароизолятора с рабочим элементом из упругопористого тела. На фигуре 3 показаны его амплитудочастотные характеристики.
Конструкция виброудароизолятора выполнена в виде рабочего упругодемпфирующего элемента 2, представляющего собой массив из упругопористого тела в форме цилиндра переменного сечения и крепежных элементов 1, предназначенных для крепления виброудароизолятора к амортизируемому изделию и основанию.
При вертикальной виброударной нагрузке материал виброудароизолятора работает на сжатие, при горизонтальной - на сдвиг. Так как площадь сечения рабочего упругодемпфирующего элемента переменная, то при различной степени деформации (сжатии) рабочего элемента во время его работы изменяется его собственная частота, что позволяет снизить риск возникновения резонансного режима работы виброудароизолятора.
На основе предлагаемых решений был изготовлен и испытан опытный образец виброудароизолятора из композиционного материала, в качестве которого использовался пенополиуретан. Ниже приведены основные характеристики опытного образца виброудароизолятора:
Масса виброудароизолятора, не более - 32 г
Габариты виброудароизолятора - ВЫСОТА×ДИАМЕТР=40×50 мм
Амортизируемая масса - 6,4 кг
Амплитудочастотные характеристики виброудароизолятора из композиционного материала приведены на фигуре 3.
Проведенные испытания подтверждают достоверность заявленного технического результата.
Источники информации принятые во внимание при составлении заявки на изобретение
7
1. Патент №2002129063, Россия, МПК F16F 3/02, опубликован 2004.04.27
7
2. Патент №2003116166, Россия, МПК F16F 7/12, F16F 11/00 опубликован 2004.11.27
7
3. Патент №2003113364, Россия, МПК F16F 7/12, F16F 11/00, опубликован 2004.10.20
7
4. Патент №2004108905, Россия, МПК F16F 1/36, F16F 13/00, опубликован 2005.10.10
5
5. Патент №2010126, Россия, МПК F16F 3/02, опубликован 1994.03.30
7
6. Заявка на изобретение №99122282, Россия, МПК В60К 5/12, опубликована 2001.08.20 (прототип)