RU2071000C1

RU2071000C1 - Vibration isolator for internal combustion engine

Info

Publication number: RU2071000C1
Application number: RU93053927A
Authority: RU
Inventors: М.А. Минасян
Original assignee: Военно-морская академия им.Адмирала флота Советского Союза Кузнецова Н.Г.
Priority date: 1993-11-23
Filing date: 1993-11-23
Publication date: 1996-12-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; marine and transport internal combustion engines. SUBSTANCE: vibration isolator for internal combustion engine has support strips, resilient member made of steel cable lengths and bent with convexity towards longitudinal axis of support, support disks between which lengths of steel cable are arranged over circumference with clearance relative to each other. Each support disk is made up of two parts - pressure ring and flange with radial slots whose internal surface is profiled to hyperbolic shape. Ends of steel cable lengths are arranged in radial slots. Shape of resilient member is hyperboloid. Support has means to adjust rigidity characteristics in three relatively perpendicular directions and to limit compression, extension and shift deformation of hyperboloid-shaped resilient member at loads exceeding tolerable ones. This means is made in form of coil of cable embracing hyperboloid-shaped resilient member. Ends of cable coil are fixed by fasteners. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а более конкретно к усовершенствованию виброизолирующих опор для двигателей внутреннего сгорания ДВС и других механизмов, преимущественно судового и транспортного назначения. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular engine manufacturing, and more particularly to the improvement of vibration isolating supports for internal combustion engines of internal combustion engines and other mechanisms, mainly for ship and transport purposes.

Виброизолирующие опоры ДВС известны. Известны например, виброизолирующая опора, которая включает в себя упругий элемент, выполненный в виде отдельных отрезков троса, одни концы которых закреплены в специальных гнездах, расположенных по окружности одного (нижнего) диска, а вторые концы по окружности второго (верхнего) диска [1]
Существенным недостатком такой опоры является то, что она рассчитана на небольшие номинальные нагрузки, не обладает необходимой жесткостью в горизонтальном (продольном и поперечном) направлении и возможностью регулировки жесткостных характеристик, не застрахована от недопустимых нагрузок, например, от крена и дифферента судна, сотрясений, ударов и т.д.The vibration-isolating supports of the internal combustion engine are known. For example, a vibration-isolating support is known, which includes an elastic element made in the form of separate pieces of cable, one ends of which are fixed in special sockets located around the circumference of one (lower) disk, and the second ends around the circumference of the second (upper) disk [1]
A significant drawback of such a support is that it is designed for small nominal loads, does not have the necessary rigidity in the horizontal (longitudinal and transverse) direction and the ability to adjust stiffness characteristics, is not immune from unacceptable loads, for example, from the heel and trim of the vessel, shock, shock etc.

Известна также виброизолирующая опора, которая содержит соединенную отрезками тросов опорную площадку, основание и расположенную между ними промежуточную массу, через которую пропущены отрезки троса. A vibration-isolating support is also known, which comprises a support pad connected by cable segments, a base and an intermediate mass located between them, through which cable segments are passed.

Отрезки троса изогнуты выпуклостью к продольной оси опоры и заключены в резинокордную оболочку, а промежуточная масса выполнена шарообразной. The cable segments are curved to the longitudinal axis of the support and enclosed in a rubber-cord sheath, and the intermediate mass is spherical.

Опора содержит установленные в опорную площадку и основание сферические обоймы в виде корпуса с отверстием и навинчивающейся на корпус гайки с коническим шипом для расклинивания конца отрезки троса, а отрезки троса пропущены через отверстия [2]
Изогнутость (вогнутость) отрезков троса опоры выполнены с минимальной кривизной с целью работы амортизатора на потерю устойчивости.The support comprises spherical rings installed in the support platform and the base in the form of a housing with a hole and a nut screwed onto the housing with a conical spike to wedge the end of the cable segments, and cable segments are passed through the holes [2]
The curvature (concavity) of the segments of the support cable is made with minimal curvature in order to work the shock absorber for buckling.

Из-за меньшей кривизны отрезков троса опора обладает большой высотой. Due to the lesser curvature of the cable segments, the support has a high height.

Крепление концов отрезков сложное, а изготовление шаровой пары является трудоемким и сложным процессом. The fastening of the ends of the segments is complicated, and the manufacture of a ball pair is a laborious and complex process.

Обобщая указанные особенности, существенными недостатками опоры являются сложность конструкции, высокая стоимость, низкая несущая способность, обладает большой высотой, не обладает необходимой устойчивостью в горизонтальном направлении, незастрахована от недопустимых, например при крене, деференте, сотрясений и ударов, недостаточная надежность в работе и не имеет возможности регулировки жесткостных характеристик. Summarizing these features, the significant disadvantages of the support are the design complexity, high cost, low bearing capacity, high height, lack the necessary stability in the horizontal direction, uninsured from unacceptable, for example, roll, reference, shock and shock, insufficient reliability and not has the ability to adjust the stiffness characteristics.

Изобретение направлено на усовершенствование известных виброизолирующих опор ДВС. The invention is aimed at improving the known vibration-isolating supports of the internal combustion engine.

Это достигается за счет того, что каждый опорный диск выполнен из двух частей прижимного кольца и фланца с радиальными пазами, внутренняя поверхность которого профилирована, имеет гиперболическую форму, в радиальных пазах размещены концы отрезков стального троса, а форма упругого элемента - гиперболоидообразная. This is achieved due to the fact that each support disk is made of two parts of the clamping ring and the flange with radial grooves, the inner surface of which is profiled, has a hyperbolic shape, the ends of the steel cable segments are placed in the radial grooves, and the shape of the elastic element is hyperboloid-shaped.

Кроме того, виброизолирующая опора снабжена средством, обеспечивающим регулировку жесткостных характеристик в 3-х взаимно перпендикулярных направлениях и ограничение деформации сжатия, растяжения и сдвига гиперболоидообразного упругого элемента при нагрузках больше допустимых, выполненным в виде бухты из троса, охватывающего гиперболоидообразный упругий элемент, а концы троса бухты зафиксированы крепежными элементами. In addition, the vibration-isolating support is equipped with a means for adjusting the stiffness characteristics in 3 mutually perpendicular directions and limiting the deformation of compression, tension and shear of the hyperboloid-like elastic element under loads greater than permissible, made in the form of a coil of cable covering the hyperboloid-like elastic element, and the ends of the cable bays are fixed with fasteners.

На фиг.1 и 2 представлены проекции конструктивной схемы виброизолирующей опоры. Figure 1 and 2 presents the projection of the structural scheme of the vibration isolating support.

Виброизолирующая опора содержит опорные диски, каждый из которых выполнен из двух частей-фланца 1, 2 и прижимного кольца 3, 4 с радиальными пазами и профилированной внутренней поверхностью фланца, имеющей гиперболическую форму, гиперболоидообразный упругий элемент 5 из отрезков троса изогнутых выпуклостью к продольной оси опоры, средство обеспечивающее регулировку жесткостных характеристик в 3-х взаимно перпендикулярных направлениях и ограничение деформации сжатия, растяжения и сдвига гиперболоидообразного упругого элемента 5 при нагрузках больше допустимых, выполненным в виде бухты 6 из троса, охватывающего гиперболоидообразный упругий элемент 5, фиксирующие крепежные элементы 7 концов 8, 9 троса бухты 6. The vibration-isolating support contains support disks, each of which is made of two flange parts 1, 2 and a clamping ring 3, 4 with radial grooves and a profiled inner surface of the flange having a hyperbolic shape, a hyperboloid-shaped elastic element 5 of the cable segments curved to the longitudinal axis of the support , a tool providing adjustment of the stiffness characteristics in 3 mutually perpendicular directions and limiting the deformation of compression, tension and shear of the hyperboloid-like elastic element 5 when heated zkah longer allowable, designed as a bay 6 of the cable covering giperboloidoobrazny elastic member 5, the locking fasteners 7 ends 8, 9 of a cable bay 6.

Отрезки троса упругого гиперболоидообразного элемента 5 относительно гиперболической внутренней поверхности фланцев 1, 2 установлены с зазором А. The cable segments of the elastic hyperboloid-shaped element 5 relative to the hyperbolic inner surface of the flanges 1, 2 are installed with a gap A.

Одни концы В троса гиперболоидообразного упругого элемента 5 закреплены фланцем 1 и прижимным кольцом 3 в радиальных пазах С по окружности, а вторые концы D по окружности фланца 2 и обращены от центра фланцев 1, 2 к их цилиндрической поверхности опоры. Some ends B of the cable of the hyperboloid-like elastic element 5 are fixed by the flange 1 and the clamping ring 3 in the circumferential grooves C, and the second ends D along the circumference of the flange 2 and face from the center of the flanges 1, 2 to their cylindrical support surface.

Виброизолирующая опора работает следующим образом. Vibration isolating support works as follows.

Колебательная энергия от, например, судового дизель-генератора на фундамент передается через опорные диски 1, 2 по дугообразным отрезкам стального троса гиперболоидообразного упругого элемента 5. Oscillating energy from, for example, a marine diesel generator to the foundation is transmitted through the supporting disks 1, 2 along the arcuate segments of the steel cable of the hyperboloid-shaped elastic element 5.

За счет трения между отдельными жилами троса происходит рассеивание колебательной энергии (вибродемпфирование) и значительное снижение передачи возмущающих усилий на судовой фундамент. Due to friction between the individual cores of the cable, the dispersion of vibrational energy (vibration damping) and a significant reduction in the transmission of disturbing forces to the ship's foundation occur.

Рассеивание колебательной энергии и снижение передачи возмущающих усилий дополнительно происходит также в бухте 6, степень которых зависит от характера или особенностей намотки бухты, количества витков в бухте, диаметра троса и т.д. Dissipation of vibrational energy and a decrease in the transmission of disturbing forces also occurs in bay 6, the degree of which depends on the nature or characteristics of winding the bay, the number of turns in the bay, the diameter of the cable, etc.

В процессе эксплуатации двигателя, установленного на транспортном средстве, например, на судне, появляющиеся сдвиговые силы (от крена, дифферента, ударов, случайных сотрясений и т.д.) вызывают недопустимые сдвиговые перемещения виброизолируемого объекта относительно судового фундамента. During the operation of an engine mounted on a vehicle, for example, on a ship, shear forces appearing (from roll, trim, shock, accidental shocks, etc.) cause unacceptable shear movements of the vibration-insulated object relative to the ship's foundation.

При этом предотвращение недопустимых сдвиговых перемещений происходит благодаря препятствию профилированной гиперболической поверхности фланцев 1 и 2 с частичным или полным касанием диг-отрезков троса гиперболоидообразного упругого элемента 5 с одной стороны и бухты 6, намотанной снаружи гиперболоидообразного упругого элемента 5 с другой стороны. In this case, the prevention of unacceptable shear displacements occurs due to the obstruction of the profiled hyperbolic surface of the flanges 1 and 2 with a partial or full contact of the dig-segments of the cable of the hyperboloid-like elastic element 5 on the one hand and the bay 6 wound outside the hyperboloid-like elastic element 5 on the other hand.

Указанное препятствие происходит плавно благодаря профилированной гиперболической поверхности фланцев 1 и 2 и гиперболоидообразной формы упругого элемента 5 с намотанной снаружи бухтой 6 и служит положительным фактором в виброизоляции виброизолируемого объекта. The indicated obstacle occurs smoothly due to the profiled hyperbolic surface of the flanges 1 and 2 and the hyperboloid-like shape of the elastic element 5 with the coil 6 wound from the outside and serves as a positive factor in the vibration isolation of the vibroisolated object.

Регулировка (изменение, настройка) степени и моментов препятствия осуществляется несколькими способами. Adjustment (change, adjustment) of the degree and moments of the obstacle is carried out in several ways.

1) Изменением степени натяга витков троса бухты 6. 1) A change in the degree of interference in the coils of the cable of the bay 6.

2) Изменение количества витков троса бухты 6. 2) Change in the number of turns of the cable of the bay 6.

3) Изменением диаметра троса витков бухты 6. 3) By changing the diameter of the cable of the turns of the bay 6.

4) Одновременным изменением натяга и диаметра троса витков бухты 6. 4) A simultaneous change in the interference fit and the diameter of the cable coils 6.

5) Одновременным изменением натяга и количества витков бухты 6. 5) A simultaneous change in interference and the number of turns of the bay 6.

6) Одновременным изменением натяга, количества и диаметра витков и троса бухты 6 и т.д. 6) By simultaneously changing the interference fit, the number and diameter of the coils and cable of the bay 6, etc.

Из фиг.1 видны, например следующие особенности. From figure 1 are visible, for example, the following features.

При сильном натяге у виброизолятора увеличиваются жесткостные параметры, т. е. бухта 6 здесь работает одновременно как страховочный, так и упругий элемент. With a strong tightness, the stiffener increases the stiffness parameters, i.e., bay 6 here works both a safety element and an elastic element.

При положении бухты 6 относительно дуг гиперболоидообразного упругого элемента 5 с радиальным зазором последний здесь превращается в страховочный элемент (от недопустимых перемещений сжатия, растяжения и сдвига). With the position of the bay 6 relative to the arcs of the hyperboloid-like elastic element 5 with a radial clearance, the latter here turns into a safety element (from unacceptable movements of compression, tension and shear).

Путем уменьшения количества витков троса или изменения диаметра самого троса, при неизменном радиальном зазоре, изменить общий поперечный диаметр бухты и, тем самым, изменить пределы свободного смещения опоры в вертикальном направлении при сжатии и растяжении. By reducing the number of turns of the cable or changing the diameter of the cable itself, with a constant radial clearance, change the overall transverse diameter of the bay and, thereby, change the limits of free displacement of the support in the vertical direction during compression and tension.

Предварительно растягивая опору и наматывая бухту 6 и освобождая ее, опора приобретает характеристику близкую к металлической резине т.е. цельнометаллической сетчатой структуре способной удовлетворять требованиям по ударной прочности при максимальном ускорении 15g и длительности ударного импульса до 0,01 с, а также существенно уменьшить шум. Preliminarily stretching the support and winding the bay 6 and releasing it, the support acquires a characteristic close to metal rubber i.e. an all-metal mesh structure capable of satisfying the requirements for impact strength with a maximum acceleration of 15 g and a shock pulse duration of up to 0.01 s, as well as significantly reduce noise.

Другая особенность виброизолирующей опоры заключается в том, что последняя допускает (позволяет) проводить дополнительную настройку характеристик непосредственно на объекте, как при установке, так и в процессе эксплуатации. Another feature of the vibration isolating support is that the latter allows (allows) additional adjustment of characteristics directly at the facility, both during installation and during operation.

Просадка (имеющая место в виброизолирующих опорах) в процессе эксплуатации может быть предотвращена или устранена путем поднятия, например, домкратом на высоту от 2 10 мм агрегата и уплотнения бухты 6. После опускания устраняется просадка и как показывает опыт, при последующей эксплуатации просадка почти не имеет места. The subsidence (occurring in vibration isolating supports) during operation can be prevented or eliminated by raising, for example, a jack to a height of 2 × 10 mm from the unit and sealing the bay 6. After lowering, the subsidence is eliminated and, as experience shows, during subsequent operation, the subsidence places.

Использование вышеперечисленных вариантов комбинационного изменения с учетом указанных особенностей и свойств упругого элемента, а также самой компановки опоры позволяет легко получить для каждого конкретного объекта наиболее эффективный виброизолятора. Using the above options for combinational change, taking into account these features and properties of the elastic element, as well as the layout of the support itself, it is easy to obtain the most effective vibration isolator for each particular object.

Благодаря расположению гиперболоидообразного упругого элемента 5 с бухтой 6 внутри опоры, последний обладает компактностью, а трос упругого элемента 1 и бухты 6 защищены от попадания различных предметов. Due to the location of the hyperboloid-like elastic element 5 with the bay 6 inside the support, the latter is compact, and the cable of the elastic element 1 and the bay 6 are protected from various objects.

Таким образом, виброизолирующая опора обеспечивает надежную виброизоляцию объекта от воздействия как горизонтальных, так и вертикальных внешних (растягивающих, сжимающих) сил, минимальные габаритные размеры и стоимость, обладает большой несущей способностью и устойчивостью в горизонтальном направлении, имеет страховки и является регулируемой. Thus, the vibration-isolating support provides reliable vibration isolation of the object from the effects of both horizontal and vertical external (tensile, compressive) forces, minimum overall dimensions and cost, has great bearing capacity and stability in the horizontal direction, has insurance and is adjustable.

Claims

1. Vibration isolating support of an internal combustion engine, comprising an elastic element of segments of a steel cable bent by a convexity to the longitudinal axis of the support, support discs between which circumferentially spaced apart from each other, segments of a steel cable, characterized in that each support disc is made of two parts of the clamping ring and the flange with radial grooves, the inner surface of which is profiled, having a hyperbolic shape, in the radial grooves are the ends of the segments of the steel cable, the shape of the elastic element giperboloidoobraznaya.

2. The support according to claim 1, characterized in that it is equipped with a means for adjusting the stiffness characteristics in three mutually perpendicular directions and limiting the deformation of compression, tension and shear of the hyperboloid-like elastic element under loads greater than the permissible ones, made in the form of a coil of cable covering a hyperboloid-like an elastic element, and the ends of the cable of the bay are fixed by fasteners.