RU2093728C1

RU2093728C1 - Vibroisolating support for internal combustion engine

Info

Publication number: RU2093728C1
Application number: RU94021971A
Authority: RU
Inventors: М.А. Минасян
Original assignee: Военно-морская академия им.Адмирала флота Советского Союза Кузнецова Н.Г.
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 1997-10-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; manufacture of engines. SUBSTANCE: vibroisolating support has resilient member made in the form of bow-shaped rope sections bent to the vertical axis of the support, holder with threaded rod-type fastening members, in which respective ends of rope sections are secured circumferentially. Positioned between the rope sections is at least one cylindrical compression spring with guide sleeve. The support provides for change of the spring tension and consequently for adjustment of all the support characteristics. EFFECT: improved vibroisolating support for internal combustion engine. 7 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а более конкретно к усовершенствованию виброизолирующих опор двигателей внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано для снижения и вибрации дизелей и других механизмов судовых и стационарных энергетических установок и может применяться также для самых различных объектов, соединительных муфт, трубопроводов и т.д. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular engine manufacturing, and more particularly to the improvement of vibration-isolating supports of internal combustion engines (ICE), and can be used to reduce and vibration of diesel engines and other mechanisms of ship and stationary power plants and can also be used for a wide variety of objects, couplings, piping, etc.

Известна опора [1] содержащая упругий элемент из последовательно соединенных отрезков троса, дисковые обоймы, втулки, в которых закреплены концы тросов, и фиксирующие устройства, выполненные в виде профилированной втулки, установленной вдоль упругого элемента с возможностью перемещения. Known support [1] containing an elastic element from series-connected segments of a cable, disk clips, bushings in which the ends of the cables are fixed, and locking devices made in the form of a profiled sleeve mounted along the elastic element with the possibility of movement.

Существенными недостатками такой опоры являются недостаточная энергоемкость из-за небольшой плотности расположения упругого элемента в пространстве и значительной незастрахованностью от разрушения при ударных нагрузках, большие габариты (особенно по высоте), невозможность регулирования характеристик в условиях эксплуатации объекта. Significant disadvantages of such a support are insufficient energy consumption due to the low density of the elastic element in space and significant uninsurance from destruction under shock loads, large dimensions (especially in height), and the inability to regulate characteristics in the conditions of operation of the object.

Изобретение направлено на усовершенствование известных виброизолирующих опор ДВС, т.е. увеличения энергоемкости, страховки, ударозащиты и -изоляции, уменьшения высоты, а также регулировки характеристик в эксплуатационных условиях. The invention is aimed at improving the known vibration-isolating supports of the internal combustion engine, i.e. increasing energy consumption, insurance, shock protection and insulation, reducing height, as well as adjusting performance under operational conditions.

Это достигается за счет того, что дугообразные отрезки стального троса изогнуты к оси опоры и образуют гиперболическую форму, а их концы направлены к периферии опорных обойм и стянуты-уложены и зафиксированы в них по окружности. This is achieved due to the fact that the arcuate segments of the steel cable are curved to the axis of the support and form a hyperbolic shape, and their ends are directed to the periphery of the support clips and pulled-laid and fixed in them around the circumference.

Опорные обоймы выполнены с выступами, направленными друг к другу, и со сквозными резьбовыми отверстиями, между которыми установлена, по крайней мере, одна цилиндрическая пружина сжатия. Support clips are made with protrusions directed to each other, and with through threaded holes, between which at least one cylindrical compression spring is installed.

Hижний конец пружины центрируется выступом нижней опорной обоймы, а верхний конец снабжен направляющим стаканом, перемещающимся по выступу верхней опорной обоймы. The lower end of the spring is centered by the protrusion of the lower support cage, and the upper end is equipped with a guide cup moving along the protrusion of the upper support cage.

В некоторых случаях направляющий стакан может быть предусмотрен также с нижнего конца пружины, так, например, для обеспечения возможности регулирования напряжения пружины сжатия не только верхним крепежным болотом, но и нижним. In some cases, a guide cup may also be provided from the lower end of the spring, for example, in order to enable the voltage of the compression spring to be regulated not only by the upper mounting swamp, but also by the lower one.

Указанная пружина может быть установлена между опорными дисками без предварительного натяжения, с предварительным натяжением и с зазором, значения которых могут также регулироваться непосредственно на объекте в условиях эксплуатации, для чего болт крепления к опоре (или опоры к фундаменту) выполнен с удлинением и снабжен фиксирующим от поворота средством (контргайка, шайба и т. д.). The specified spring can be installed between the support discs without pretensioning, with pretensioning and with a gap, the values of which can also be adjusted directly at the facility under operating conditions, for which the bolt to the support (or support to the foundation) is made with elongation and is equipped with turning means (lock nut, washer, etc.).

В определенных условиях, так, например, если регулировка характеристик опоры непосредственно на объекте в условиях эксплуатации не требуется, то пружина сжатия может быть установлена между фланцами и без направляющего стакана. Under certain conditions, for example, if adjusting the characteristics of the support directly at the facility under operating conditions is not required, then a compression spring can be installed between the flanges and without a guide cup.

Hа фиг. 1 представлены поперечный разрез и вид сверху виброизолирующей опоры. In FIG. 1 shows a cross-section and a top view of a vibration isolating support.

Виброизолирующая опора содержит упругий элемент 1 из дугообразных отрезков троса, изогнутых к вертикальной оси и образующих гиперболическую форму, опорные верхний 2 и нижний 3 обоймы, между которыми установлена, по крайней мере, одна цилиндрическая пружина сжатия 4 с направляющим стаканом 5. Концы C, D дугообразных отрезков стального троса упругого элемента 1 направлены к периферии опорных обойм 2, 3, где стянуты-уложены по окружности и зафиксированы-закреплены. Средствами крепления отрезков стального троса упругого элемента 1 могут служить, например, отверстия в неразъемных опорных обоймах 2, 3, в которых протянутые и размещенные концы троса зажимают (защемляют) опрессованием или разъемные опорные обоймы с полукруглыми пазами, между которыми проходит трос и зажимается винтом или другими прижимными элементами в виде, например, П-образных пластин и т.д. The vibration-isolating support contains an elastic element 1 of arcuate segments of a cable bent to the vertical axis and forming a hyperbolic shape, supporting upper 2 and lower 3 cages, between which at least one cylindrical compression spring 4 with a guide cup 5 is installed. Ends C, D the arcuate segments of the steel cable of the elastic element 1 are directed to the periphery of the support clips 2, 3, where they are pulled-stacked around the circle and fixed-secured. Means of fastening the segments of the steel cable of the elastic element 1 can be, for example, holes in the one-piece support clips 2, 3, in which the extended and placed ends of the cable are clamped (pinched) by crimping or the split support clips with semicircular grooves between which the cable passes and is clamped with a screw or other clamping elements in the form of, for example, U-shaped plates, etc.

Опорные обоймы 2, 3 в центральной части имеют внутренние выступы E, F с центральным резьбовым отверстием, между которыми устанавливается пружина сжатия 4. The supporting clips 2, 3 in the central part have internal protrusions E, F with a central threaded hole, between which a compression spring 4 is installed.

Hижний конец пружины сжатия 4 центрируется выступом F нижней опорной обоймы 3, а верхний конец пружины 4 с направляющим стаканом 5 выступом E верхней опорной обоймы 2. The lower end of the compression spring 4 is centered by the protrusion F of the lower support ring 3, and the upper end of the spring 4 with the guide cup 5 by the protrusion E of the upper support ring 2.

Пружина сжатия 4 при сборке виброизолирующей опоры может быть выбрана и установлена между опорными обоймами 2, 3 с произвольным (различным) натяжением, по значению которого разделяют (характеризуют, рассматривают) три типа виброизолирующих опор, которые представлены на фиг. 2 4. The compression spring 4 during the assembly of the vibration isolating support can be selected and installed between the support clips 2, 3 with an arbitrary (different) tension, according to the value of which three types of vibration isolating supports are divided (characterized, considered), which are presented in FIG. 2 4.

Hа фиг. 2 представлена виброизолирующая опора с предварительным натяжением пружины сжатия 4 (В<<0), на фиг. 3 без предварительного натяжения (B=O) и на фиг. 4 с зазором (В > 0). In FIG. 2 shows a vibration isolating support with a preliminary tension of a compression spring 4 (B << 0), in FIG. 3 without pre-tension (B = O) and in FIG. 4 with a gap (B> 0).

Так как пружина 4 сжимается (фиг. 2, 7) не в сторону начальной точки отсчета верхней обоймы 2, а в противоположную сторону к нижней обойме 3 и свободного осевого расстояния между тарелкой 5 пружины 4 не существует (болт 6 образовал не только контакт, но и держит пружину 4 в напряженном деформированном состоянии), то зазор В приобретает отрицательный знак ( В < 0). Since the spring 4 is compressed (Fig. 2, 7) not towards the starting point of reference of the upper holder 2, but in the opposite direction to the lower holder 3 and the free axial distance between the plate 5 of the spring 4 does not exist (the bolt 6 formed not only a contact, but and holds the spring 4 in a strained strain state), then the gap B acquires a negative sign (B <0).

Кроме того, указанные значения натяжения каждого типа опор могут регулироваться непосредственно на объекте в условиях эксплуатации, для чего болт 6 крепления двигателя 7 к опоре или болт 8 крепления опоры к фундаменту 9 выполнен с удлинением и снабжен фиксирующим от поворота средством 10 ( контргайка, шайба и т.д.). In addition, the indicated tension values of each type of support can be adjusted directly at the facility under operating conditions, for which the bolt 6 for attaching the engine 7 to the support or the bolt 8 for attaching the support to the foundation 9 is elongated and provided with a means 10 for fixing against rotation (lock nut, washer and etc.).

Hа фиг. 5 представлена виброизолирующая опора с зазором (В > 0), где можно получить В=0 (натяжение отсутствует) и В < 0 (натяжение отрицательное или пружина с натяжением). In FIG. Figure 5 shows a vibration-isolating support with a gap (B> 0), where B = 0 (no tension) and B <0 (negative tension or spring with tension) can be obtained.

Hа фиг. 6 представлена виброизолирующая опора без предварительного натяжения (В 0), где можно произвести натяжение пружины. In FIG. 6 shows a vibration isolating support without pre-tensioning (B 0), where it is possible to tension the spring.

Hа фиг. 7 представлена виброизолирующая опора с предварительным натяжением пружины сжатия 4 (В < 0), где можно произвести изменение-увеличение натяжения пружины. In FIG. 7 shows a vibration-isolating support with a preliminary tension of a compression spring 4 (B <0), where a change-increase in spring tension can be made.

Виброизолирующая с предварительным натяжением пружины сжатия (В < 0 фиг. 7) может быть использована, например, при:
а) необходимости увеличения номинальной нагрузки опоры без изменения его габаритных размеров (энергоемкая опора);
б) недостаточной жесткости основного торсового упругого элемента 1 гиперболической формы (энергоемкая опора);
в) необходимости гашения вибраций преимущественно низкой частоты;
г) необходимости одновременного сочетания эффективности троса и пружины;
д) необходимости использования эффективности, обусловленной главным образом пружиной.Vibration isolating with pre-tensioning compression springs (B <0 of Fig. 7) can be used, for example, with:
a) the need to increase the nominal load of the support without changing its overall dimensions (energy-intensive support);
b) insufficient rigidity of the main torso elastic element 1 of a hyperbolic shape (energy-intensive support);
c) the need to dampen vibrations of predominantly low frequency;
d) the need for a simultaneous combination of the effectiveness of the cable and spring;
d) the need to use efficiency, mainly due to the spring.

Виброизолирующая опора без предварительного натяжения (B O, фиг. 6) при номинальной нагрузке на опору, упругий элемент 1 и пружина сжатия 4 получают соответствующую (расчетную, заданную ) деформацию одновременно и при работе агрегата (например дизель-генератора) совместно (одновременно), реагируя на вибрацию, обеспечивают требуемую виброизоляцию. The vibration-isolating support without pre-tensioning (BO, Fig. 6) at the nominal load on the support, the elastic element 1 and the compression spring 4 receive the corresponding (calculated, predetermined) deformation at the same time and when the unit (for example, a diesel generator) is working together (simultaneously), reacting vibration, provide the required vibration isolation.

Виброизолирующая опора с зазором пружины 4 (В > O, фиг. 5) обладает лучшим свойством защиты (страховки) от ударов и больших деформаций сжатия. Vibration isolating support with spring clearance 4 (B> O, Fig. 5) has the best property of protection (insurance) against shock and large compression deformations.

Другая особенность опоры заключается в управляемости (возможность регулирования характеристик) в условиях эксплуатации непосредственно на объекте. Another feature of the support is its controllability (the ability to regulate characteristics) under operating conditions directly at the facility.

Регулировка характеристики опоры осуществляется верхним (нижним или одновременно верхним и нижним) болтом 6 крепления двигателя 7 к опоре. Adjusting the characteristics of the support is carried out by the upper (lower or simultaneously upper and lower) bolt 6 of the engine 7 to the support.

Заворачиванием или отворачиванием болта 6 изменяется положение его торца относительно стакана 5 пружины 4, чем обеспечивается возможность работы каждого типа опор (фиг. 2 4) в различных режимах (фиг. 5 7). By screwdriving or unscrewing the bolt 6, the position of its end relative to the cup 5 of the spring 4 changes, which ensures the possibility of the operation of each type of support (Fig. 2 4) in various modes (Fig. 5 7).

Для виброизолирующих объектов, требующих защиту (страховку) от ударов и сотрясений, наиболее эффективно может быть использована виброизолирующая опора, представленная на фиг. 4, 5. For vibration-insulating objects requiring protection (insurance) from shock and shock, the vibration-isolating support shown in FIG. 4, 5.

Рассмотрим работу указанной виброизолирующей опоры, установленной, например, между нижней полкой 7 подмоторной (промежуточной) рамы судового дизель-генераторного агрегата и судовым фундаментом (набором) 9 (фиг. 4, 5). Consider the operation of the indicated vibration-isolating support installed, for example, between the lower shelf 7 of the sub-engine (intermediate) frame of the ship diesel generator set and the ship foundation (set) 9 (Fig. 4, 5).

Образующие гиперболоид дуги троса упругого элемента 1 опоры под действием веса агрегата 7 (дизель-генератора) получают определенный (расчетный, заданный) прогиб (деформацию), вследствие чего зазор В соответственно уменьшается. The hyperboloid-forming arcs of the rope of the elastic element 1 of the support under the action of the weight of the aggregate 7 (diesel generator) receive a certain (calculated, specified) deflection (deformation), as a result of which the clearance B decreases accordingly.

При возмущающих воздействиях на виброизолирующую опору как от дизель-генератора, так и от корпуса судна или отдельных его конструкций и под действием динамических нагрузок, например, неуравновешенных сил и моментов, благодаря значительному допустимому перемещению опоры эффективно гасит вибрацию, а внутреннее демпфирование, происходящее за счет сил трения между жилами троса по закону упругого гистерезиса, что особенно важно при резонансе, обеспечивает поглощение и рассеяние большей части энергии и низко- и высокочастотных колебаний независимо от направления их действия. With disturbing influences on the vibration isolating support both from the diesel generator and from the hull of the vessel or its individual structures and under the action of dynamic loads, for example, unbalanced forces and moments, due to the significant permissible movement of the support, vibration is effectively damped, and internal damping due to the friction forces between the wires of the cable according to the law of elastic hysteresis, which is especially important at resonance, provides absorption and scattering of most of the energy and low and high frequency vibrations depending on the direction of their action.

При случайных сильных сотрясениях, вызываемых ударными нагрузками за счет сообщенной энергии, происходит дополнительное перемещение (деформация) от обычного эксплуатационного состояния. В результате чего часть сообщенной энергии рассеивается упругим элементом 1, а часть пружиной 4, т.к. зазор B (см. фиг. 5) резко уменьшается, принимая отрицательное значение (B< O), т.е. происходит сжатие-натяжение пружины 4. In case of accidental strong shocks caused by shock loads due to the reported energy, an additional displacement (deformation) occurs from the usual operational state. As a result, part of the reported energy is dissipated by the elastic element 1, and part by the spring 4, because the gap B (see Fig. 5) decreases sharply, taking a negative value (B <O), i.e. compression-tension of the spring 4 occurs.

Здесь также крепежным болтом 6 можно произвести изменение зазора B и, тем самым, влиять на характеристику пружины 4 по эффективности рассеивания сообщенной энергии удара (фиг. 6,7). Here, also, by fixing bolt 6, it is possible to change the clearance B and, thereby, affect the characteristics of the spring 4 by the dispersion efficiency of the reported impact energy (Fig. 6,7).

Таким образом, опора регулируемая и в зависимости от положения пружины 4 может быть представлена в трех вариантах, при этом регулировка опоры обеспечивается также в условиях эксплуатации объекта. Thus, the support is adjustable and depending on the position of the spring 4 can be represented in three versions, while the adjustment of the support is also provided in the operating conditions of the object.

Claims

A vibration-isolating spore of an internal combustion engine of an internal combustion engine, comprising an elastic element of arcuate segments of a cable bent to the vertical axis of the support, clips with threaded rod fasteners, in which respective ends of the cable segments are secured around the circumference, characterized in that it is provided at least between the cable segments at least one cylindrical compression spring and guide cup, threaded rod elements are made in the form of bolts, clips are made with protrusions directed to each other to a friend, and with through central threaded holes, the bolts are installed in the latter, the guide cup is mounted with the possibility of axial movement on the protrusion of one of the cages, the spring is installed between the cups and the cage opposite to it, covering its protrusion and the cup, and the arcuate segments of the cable are made in hyperbolic shape.