RU113318U1 - Виброудароизолятор с улучшенными амплитудочастотными и массогабаритными характеристиками с пружинным элементом из упругопористого тела - Google Patents

Abstract

Виброудароизолятор, состоящий из пружинного элемента, выполненного в виде массива из упругопористого тела, и крепежных элементов, отличающийся тем, что пружинный элемент виброудароизолятора имеет внутренний свободный объем, связанный с атмосферой через создающие динамическое сопротивление газовому потоку отверстия, выполненные в крепежных элементах.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике защиты от виброударных воздействий, в частности к конструкции виброудароизоляторов имеющих механизм демпфирования, конструктивно совмещенный с крепежными элементами.

Известны существующие виброудароизоляторы:

Виброудароизолятор, содержащий, по крайней мере, один упругий элемент, выполненный в виде эквидистантно расположенных колец с прослойками, соединительных направляющими элементами; 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, выполненного 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, 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, позволяющего 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 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 виброизолятора 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. Виброизолятор 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 конструкция не содержит дополнительного демпфирующего механизма, а демпфирование обеспечивается исключительно свойствами материала из которого выполнено рабочий упругодемпфирующий элемент (массив резины или упругопористое тело), это требует применение дорогостоящих материалов и не позволяет обеспечить требуемый коэффициент демпфирования без ухудшения массогабаритных характеристик. Недостаточное демпфирование в свою очередь повышает риск возникновения резонансного режима работы и ухудшает амплитудочастотные характеристики.

Техническим результатом заявленной полезной модели является то, что предлагаемый виброудароизолятор характеризуется улучшенными амплитудочастотными, массогабаритными характеристиками и пониженным риском возникновения резонансного режима.

Технический результат достигается за счет того, что пружинный элемент виброудароизолятора имеет внутренний свободный объем, связанный с атмосферой через специальные отверстия, выполненные в крепежных элементах.

На фигуре 1 показана конструкция виброудароизолятора с улучшенными амплитудочастотными и массогабаритными характеристиками с пружинным элементом из упругопористого тела. На фигуре 2 показаны его амплитудочастотные характеристики.

Конструкция виброудароизолятора состоит из пружинного элемента 1 выполненного из упругопористого тела и имеющего внутренний свободный объем 2, связанный с атмосферой через специальные отверстия 3, выполненные в крепежных элементах 4, предназначенных для крепления виброудароизолятора к амортизируемому изделию и основанию.

При вертикальной виброударной нагрузке материал пружинного элемента 1 виброудароизолятора работает на сжатие, при горизонтальной - на сдвиг. При работе виброудароизолятора происходит постоянное изменения внутреннего объема 2 пружинного элемента 1, что создает разность давления газа (воздуха) находящегося внутри объема и атмосферой. Из-за разности давлений возникает поток газа, который при прохождении через отверстия 3 в крепежных элементах 4 испытывает динамическое сопротивление, обеспечивающее демпфирование. Таким образом, энергия механических колебаний вначале передается потоку газа, а затем превращается в тепловую энергию при прохождении газового потока через отверстия. Учитывая, что для реализации механизма демпфирования за счет создания динамического сопротивления газовому потоку не требуется дополнительных конструкционных узлов и элементов, то очевидно не происходит падения массогабаритных характеристик при росте значений коэффициента демпфирования, следовательно достигается улучшение амплитудочастотных, массогабаритных характеристик и снижения риска возникновения резонансного режима работы виброудароизолятора.

Дополнительно конструкция виброудароизолятора может содержать пружинный элемент в виде цилиндрической витой пружины размещенной внутри рабочего объема, для повышения стабильности свойств виброудароизолятора при длительном воздействии статических нагрузок, при этом техническое решение, положенное в основу разработки конструкции предлагаемого виброудароизолятора остается неизменным.

На основе предлагаемых решений был изготовлен и испытан опытный образец виброудароизолятора из композиционного материала в качестве которого использовалась пористая резина. Ниже приведены основные характеристики опытного образца виброудароизолятора:

Масса виброудароизолятора, не более - 31 г

Габариты виброудароизолятора - ВЫСОТА×ДИАМЕТР=40×50 мм Амортизируемая масса - 6.0 кг

Амплитудочастотные характеристики виброудароизолятора из композиционного материала приведены на фигуре 2.

Проведенные испытания подтверждают достоверность заявленного технического результата.

Источники информации принятые во внимание при составлении заявки на изобретение

1. Патент №2002129063, Россия, МПК⁷ F16F 3/02, опубликован 2004.04.27

2. Патент №2003116166, Россия, МПК⁷ F16F 7/12, F16F 11/00 опубликован 2004.11.27

3. Патент №2003113364, Россия, МПК⁷ F16F 7/12, F16F 11/00, опубликован 2004.10.20

4. Патент №2004108905, Россия, МПК⁷ F16F 1/36, F16F 13/00, опубликован 2005.10.10

5. Патент №2010126, Россия, МПК⁵ F16F 3/02, опубликован 1994.03.30

6. Заявка на изобретение №99122282, Россия, МПК⁷ В60К 5/12, опубликована 2001.08.20 (прототип)

Claims (1)

1. Виброудароизолятор, состоящий из пружинного элемента, выполненного в виде массива из упругопористого тела, и крепежных элементов, отличающийся тем, что пружинный элемент виброудароизолятора имеет внутренний свободный объем, связанный с атмосферой через создающие динамическое сопротивление газовому потоку отверстия, выполненные в крепежных элементах.