RU2793978C1 - Method for manufacturing vibration isolator with controlled stiffness - Google Patents
Method for manufacturing vibration isolator with controlled stiffness Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793978C1 RU2793978C1 RU2022134071A RU2022134071A RU2793978C1 RU 2793978 C1 RU2793978 C1 RU 2793978C1 RU 2022134071 A RU2022134071 A RU 2022134071A RU 2022134071 A RU2022134071 A RU 2022134071A RU 2793978 C1 RU2793978 C1 RU 2793978C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration isolator
- platform
- stiffness
- regulator
- damper
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и используется для гашения вибраций, которые могут быть переданы основаниям опорных конструкций трубопроводов и оборудования.The invention relates to mechanical engineering and is used to damp vibrations that can be transferred to the foundations of the supporting structures of pipelines and equipment.
Известно способ изготовления виброопоры крепления кузова к раме автомобиля с изменяемой жесткостной характеристикой (RU 2 294 857 C1), включающее резиновую подушку, основание виброопоры и втулку, которую выполняют перемещающейся с самостопорящейся резьбовой частью при помощи шестигранника под ключ. Резиновую подушку помещают в перемещающуюся втулку; перемещение втулки позволяет производить изменения длины выступающей части подушки. Конструкция изменяет свою вертикальную жесткость обратно пропорционально длине ее выступающей из перемещающейся втулки части. Изготовленное таким способом устройство эффективно снижает вибрацию кузова автомобиля, однако его применение ограничено и его невозможно использовать, например, в системе трубопроводного транспорта. A method of manufacturing a vibration support for attaching a body to a vehicle frame with a variable stiffness characteristic (
Наиболее близким является (патент SU 1 670 238 A2) способ изготовления виброопоры с управляемой жёсткостью с использованием нелинейных упругих элементов и преобразователей электрического сигнала в перемещение.The closest is (
В известном способе изготовления виброизолятора нижний металлический опорный фланец и верхний металлический опорный фланец соединяют с болтом, который размещают по центру виброизолятора и пропускают сквозь верхний опорный фланец. Разгружающий упругий элемент с меняющейся жесткостью устанавливают между опорными фланцами и регулятором жесткости.In a known method for manufacturing a vibration isolator, the lower metal support flange and the upper metal support flange are connected to a bolt, which is placed in the center of the vibration isolator and passed through the upper support flange. An unloading elastic element with varying stiffness is installed between the support flanges and the stiffness regulator.
Изменением управляющего электрического сигнала регулируется жесткость виброизолятора. С помощью упругого элемента обеспечивается разгрузка виброизолятора от статических воздействий, что формирует симметричную силовую характеристику виброизолятора по отношению к динамическим нагрузкам и дает возможность линейного преобразования электрического сигнала источника в изменение жесткости виброизолятора. Принято за прототип. By changing the control electrical signal, the rigidity of the vibration isolator is regulated. With the help of an elastic element, the vibration isolator is unloaded from static influences, which forms a symmetrical power characteristic of the vibration isolator in relation to dynamic loads and makes it possible to linearly convert the electrical signal of the source into a change in the rigidity of the vibration isolator. Taken as a prototype.
Недостатком известного способа является сложность и затратность в изготовлении виброизолятора, который содержит пакет нелинейных упругих элементов; преобразователи электрического сигнала в перемещение. При этом использование устройства не позволяет достичь указанного эффекта виброизоляции.The disadvantage of this method is the complexity and cost of manufacturing a vibration isolator, which contains a package of non-linear elastic elements; converters of an electrical signal to movement. However, the use of the device does not allow to achieve the specified effect of vibration isolation.
Технический результат изобретения – повышение эффективности работы виброизолятора, гашение вибраций технологического оборудования, энергетических установок и трубопроводов, в том числе при перемещении жидких или газообразных материалов по технологическому трубопроводу, в широком частотном диапазоне, предотвращение появления резонансных режимов в конструкциях трубопроводов и оборудования, а также упрощение конструкции виброизолятора и возможность его использования для оборудований и трубопроводов с различной массой, в том числе и с повышенной.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the vibration isolator, damping vibrations of process equipment, power plants and pipelines, including when moving liquid or gaseous materials through a process pipeline, in a wide frequency range, preventing the occurrence of resonant modes in the structures of pipelines and equipment, as well as simplifying design of the vibration isolator and the possibility of its use for equipment and pipelines with different weights, including those with increased ones.
Технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления виброизолятора с управляемой жесткостью, путем соединения нижнего металлического опорного фланца – нижней платформы и верхнего металлического опорного фланца – верхней платформы посредством болта, расположенного по центру виброизолятора и проходящего сквозь верхнюю платформу, размещения разгружающего упругого элемента, между верхней и нижней платформами, установки регулятора жесткости и использования крепежных элементов, особенность заключается в том, что нижнюю платформу снабжают стакан-корпусом в виде толстостенного полого цилиндра с закрытым верхним торцом, приваренным к опорному фланцу, регулятор жесткости изготавливают цилиндрической формы с шестигранным сечением под гаечный ключ в верхней его части с возможностью поворота, на внешней стороне нижней части регулятора жесткости нарезают резьбу для соединения со стакан-корпусом, который снабжают резьбовым соединением, путем нарезания резьбы в толще его стенки, при этом в качестве разгружающего упругого элемента используют упругую массивную вставку – демпфер, фиксируют его регулятором жесткости и защитным гофрированным резиновым пыльником, который устанавливают снаружи между регулятором жесткости и верхней платформой. The technical result is achieved by the fact that in the known method of manufacturing a vibration isolator with controlled stiffness, by connecting the lower metal support flange - the lower platform and the upper metal support flange - the upper platform by means of a bolt located in the center of the vibration isolator and passing through the upper platform, placing an unloading elastic element, between the upper and lower platforms, the installation of the stiffness regulator and the use of fasteners, the peculiarity lies in the fact that the lower platform is equipped with a glass-body in the form of a thick-walled hollow cylinder with a closed upper end welded to the support flange, the stiffness regulator is made of a cylindrical shape with a hexagonal section under a wrench in its upper part with the possibility of rotation, on the outer side of the lower part of the stiffness regulator, a thread is cut for connection with a cup-body, which is provided with a threaded connection, by cutting a thread in the thickness of its wall, while an elastic massive insert is used as an unloading elastic element - a damper, fix it with a stiffness regulator and a protective corrugated rubber boot, which is installed outside between the stiffness regulator and the upper platform.
Демпфер изготавливают многокомпонентным из армированной резины или в виде резиновых оболочек, наполненных жидкостью. Для повышения эффекта виброизоляции нижнюю платформу с внешней стороны снабжают резиновыми вставками, а для надежной фиксации демпфера наружную часть дна стакан-корпуса нижней платформы изготавливают ребристой. The damper is made of multi-component reinforced rubber or in the form of rubber shells filled with liquid. To increase the effect of vibration isolation, the lower platform is provided with rubber inserts from the outside, and for reliable fixation of the damper, the outer part of the bottom of the cup-case of the lower platform is made ribbed.
Сущность изобретения заключается в упрощении конструкции виброизолятора и в расширении его использования для оборудований и трубопроводов с различной массой, в том числе и с повышенной The essence of the invention lies in simplifying the design of the vibration isolator and expanding its use for equipment and pipelines with different weights, including those with increased
Предложенный способ изготовления виброизолятора позволяет при его использовании регулировать параметры гашения вибраций, такие как степень виброизоляции и максимальная статическая нагрузка. В заявленном способе сложная автоматическая регулировка заменена на механическую; изменение зазора свободного хода позволяет достаточно широко изменять амплитуду перемещения опорных фланцев – платформ виброизолятора относительно друг друга, увеличивая или уменьшая жёсткость соединения.The proposed method of manufacturing a vibration isolator allows, when using it, to adjust the vibration damping parameters, such as the degree of vibration isolation and the maximum static load. In the claimed method, the complex automatic adjustment is replaced by a mechanical one; changing the free play gap allows you to widely change the amplitude of movement of the support flanges - platforms of the vibration isolator relative to each other, increasing or decreasing the rigidity of the connection.
Устройство включает базовый металлический стакан-корпус нижней платформы. Отверстия на фланце нижней платформы позволяют производить крепление виброизолятора на фундамент или иные конструкционные элементы. Диаметр отверстий выбирается в зависимости от объекта виброизоляции.The device includes a base metal cup-case of the lower platform. The holes on the flange of the lower platform allow mounting the vibration isolator on the foundation or other structural elements. The diameter of the holes is selected depending on the vibration isolation object.
В толще стенки стакана-корпуса нарезают резьбу, которая обеспечивает плотное соединение с регулятором и удерживает регулятор на требуемом расстоянии. Верхняя часть регулятора имеет шестигранное сечение для гаечного ключа, посредством которого меняется величина зазора между ним и верхней платформой. A thread is cut in the thickness of the wall of the cup-case, which provides a tight connection with the regulator and holds the regulator at the required distance. The upper part of the regulator has a hexagonal section for a wrench, through which the gap between it and the upper platform changes.
В центральной части виброизолятора между стакан-корпусом, регулятором и верхней платформой размещается массивная вставка – демпфер. Демпфер из полимерного материала представляет собой регулируемую по высоте и напряжению сжатия упругую вставку. Материал подбирается на основе деформационных свойств конкретного материала в зависимости от массы поддерживаемого оборудования. Демпфер изготавливают из вязко-упругого эластичного полимерного материала, например, из акрилонитрилбутадиенкаучука. В зависимости от нагрузок, допустимо использование в качестве демпфера многокомпонентных вставок из армированной резины для высоких нагрузок или наполненные жидкостью, например, водой, резиновые оболочки для лёгкого оборудования.In the central part of the vibration isolator between the cup-body, the regulator and the upper platform there is a massive insert - a damper. The damper made of polymeric material is an elastic insert adjustable in height and compression stress. The material is selected based on the deformation properties of a particular material, depending on the weight of the supported equipment. The damper is made from a viscoelastic elastic polymeric material, such as acrylonitrile butadiene rubber. Depending on the loads, it is acceptable to use multi-component inserts made of reinforced rubber for high loads or liquid-filled, for example, water, rubber shells for light equipment as a damper.
Для предотвращения загрязнения демпфера снаружи между регулятором и верхней частью верхней платформы устанавливают гофрированный резиновый пыльник, который закрепляют на регуляторе и верхней части верхней платформы с помощью соединительных элементов. To prevent contamination of the damper from the outside, a corrugated rubber boot is installed between the regulator and the upper part of the upper platform, which is fixed to the regulator and the upper part of the upper platform using connecting elements.
Изменение высоты свободного хода позволяет достаточно широко менять амплитуду перемещения частей виброизолятора относительно друг друга, вследствие чего демпфер изменяется в размерах, увеличивая или уменьшая жёсткость соединения виброизолятора и виброизолируемого оборудования (установок, трубопроводов). Так же при изменении величины зазора между металлическими элементами – верхней и нижней платформами виброизолятора меняется собственная частота колебания оборудования, установок, трубопроводов, что позволяет избежать появления резонансных режимов.Changing the height of the freewheel allows you to change the amplitude of movement of the vibration isolator parts relative to each other quite widely, as a result of which the damper changes in size, increasing or decreasing the rigidity of the connection between the vibration isolator and the vibration isolating equipment (installations, pipelines). Also, when changing the size of the gap between the metal elements - the upper and lower platforms of the vibration isolator, the natural vibration frequency of equipment, installations, pipelines changes, which makes it possible to avoid the occurrence of resonant modes.
Заявленный способ достаточно простой в изготовлении конструкции может обеспечивать существенное снижение вибрации технологического оборудования, установок и присоединенных трубопроводных систем, имеющих различные весовые и геометрические характеристики. При этом работа виброизолятора, изготовленного предложенным способом, обеспечивает гашение вибраций в широком частотном диапазоне. Обеспечивается возможность подбора жёсткости демпфера для наиболее эффективного гашения колебаний оборудования и трубопроводов и предотвращения резонанса колебаний.The claimed method is quite easy to manufacture design can provide a significant reduction in the vibration of process equipment, installations and attached pipeline systems with different weight and geometric characteristics. At the same time, the operation of the vibration isolator, manufactured by the proposed method, provides vibration damping in a wide frequency range. It is possible to select the damper stiffness for the most effective damping of vibrations of equipment and pipelines and to prevent resonance of vibrations.
Технические характеристики виброизолятора, оборудования и трубопроводов: Technical characteristics of the vibration isolator, equipment and pipelines:
1. Рекомендуемая максимальная статическая нагрузка: F10%=2200 H1. Recommended maximum static load: F 10% =2200 H
2. Рекомендуемая минимальная статическая нагрузка: F10%=1000 Н2. Recommended minimum static load: F 10% =1000 N
3. Максимальная динамическая нагрузка при максимальной статической нагрузке: F20%=4300 H3. Maximum dynamic load at maximum static load: F 20% =4300 H
4. Максимальная динамическая нагрузка при минимальной статической нагрузке: F20%=2500 H4. Maximum dynamic load at minimum static load: F 20% =2500 H
5. Статическая деформация демпфера 5: s=3,7-7 мм5. Static deformation damper 5: s=3.7-7mm
6. Длина демпфера 5: l=37-70 мм. 6. Damper length 5: l=37-70 mm.
7. Частота колебаний виброизолируемого объекта при степени виброизоляции более 50%: 600-4000 1/мин.7. Oscillation frequency of a vibration-isolated object with a degree of vibration isolation of more than 50%: 600-4000 1/min.
На фигуре изображен виброизолятор, изготовленный предложенным способом, где приняты следующие обозначения: 1 – нижняя платформа; 2 – стакан-корпус; 3 – регулятор; 4 – верхняя платформа; 5 – демпфер; 6 – пыльник; 7 – болт.The figure shows a vibration isolator made by the proposed method, where the following designations are accepted: 1 - lower platform; 2 - glass-case; 3 - regulator; 4 - upper platform; 5 - damper; 6 - anther; 7 - bolt.
Виброизолятор содержит стакан-корпус 2 нижней платформы 1, регулятор 3, верхнюю платформу 4, изготовленные из металла, демпфер 5, изготовленный из вязко-упругого эластичного полимерного материала, например, из акрилонитрилбутадиенкаучука, пыльник 6, выполненный из гофрированной резины, болт – 7 и крепёжные элементы (на фигуре не показаны), выполненные из металла.The vibration isolator contains a glass-
Сведения подтверждающие возможность осуществления изобретения.Information confirming the possibility of carrying out the invention.
Нижнюю платформу 1 изготавливают, например, круглой формы из металла. Опорный фланец нижней платформы 1 снабжают, например, при помощи сварных швов стакан-корпусом 2, изготовленным в виде толстостенного полого цилиндра с закрытым верхним торцом. В целях улучшения эффекта виброизоляции в опорном фланце нижней платформы 1 могут устанавливаться резиновые вставки. Толщина опорного фланца нижней платформы 1 может подбираться исходя из характеристик источника нежелательной вибрации и особенностей фундамента или другой опорной поверхности, на которые крепится виброизолятор, и в среднем составляет 15 см.The
Стакан-корпус 2 выполнен в виде полого цилиндра с закрытым верхним торцом (в виде перевернутого стакана) и имеет резьбовое соединение, расположенное в толще стенки стакана-корпуса, для соединения с регулятором 3. Для лучшей фиксации демпфера 5 дно стакана-корпуса – внешняя сторона закрытого верхнего торца толстостенного полого цилиндра с выполнено ребристым. Внутри виброгасителя по центру, между нижней платформой 1 со стаканом-корпусом 2 и верхней платформой 4, устанавливают болт 7, который соединяет их между собой, проходит сквозь верхнюю платформу 4 наружу. Болт 7 жестко (например, посредством сварных швов) присоединяют к верхней части стакана-корпуса 2 (к дну), а верхнюю часть болта 7 выводят наружу за пределы верхней платформой 4 на высоту, необходимую для наиболее жесткого крепления к технологическому оборудованию, энергетическим установкам или трубопроводам. Крепежные элементы (на фигуре не показаны) крепятся к технологическому оборудованию, энергетическим установкам или трубопроводам с помощью резьбовых отверстий или специальной металлической вставки, в которой выполнены резьбовые отверстия и которая крепится к технологическому оборудованию, энергетическим установкам или трубопроводам, например, с помощью сварных швов.The glass-
Крепежные элементы (на фигуре не показаны), которыми снабжают нижнюю и верхнюю платформы позволяют соединить виброгаситель с технологическим оборудованием, энергетическими установками или трубопроводами, вибрацию которых необходимо снизить. Регулятор 3 имеет в верхней части шестигранное сечение для возможности поворота гаечным ключом, с помощью которого поворот регулятора позволят изменять величину зазора между ним и верхней платформой 4.Fasteners (not shown in the figure), which supply the lower and upper platforms, allow you to connect the vibration damper with process equipment, power plants or pipelines, the vibration of which must be reduced. The
В центральной части виброгасителя между стакан-корпусом 2, регулятором 3 и верхней платформой 4 размещают массивную вставку - демпфер 5. Для предотвращения загрязнения демпфера 5 снаружи между регулятором 3 и верхней частью верхней платформы 4 устанавливают гофрированный резиновый пыльник 6, который закрепляют на регуляторе 3 и верхней части платформы 4 с помощью соединительных элементов (например, металлических креплений и резиновых жгутов). Положение резинового пыльника фиксируется за счет перемещения регулятора 3, на котором он закреплен.In the central part of the vibration damper between the glass-
Включение виброизолятора, изготовленного предложенным способом, в систему технологического оборудования, в энергетические установки и (или) в трубопроводы позволяет получить максимальные эффекты по снижению вибраций и пульсаций давления в источнике вибрации.The inclusion of a vibration isolator, manufactured by the proposed method, in the process equipment system, in power plants and (or) in pipelines allows you to get the maximum effects on reducing vibrations and pressure pulsations in the vibration source.
Виброизолятор, изготовленный предложенным способом, работает следующим образом. Вибрации, оборудования, установок или трубопроводов, образующиеся при их работе, передаются на виброизолятор и гасятся за счет передачи инерционных сил на демпфер 5, выполненный из вязко-упругого эластичного полимерного материала, например, из акрилонитрилбутадиенкаучука. Жесткость демпфера 5 регулируется регулятором 3. Изменение зазора свободного хода позволяет достаточно широко менять амплитуду перемещения частей виброизолятора относительно друг друга, увеличивая или уменьшая жёсткость соединения. Так при изменении величины зазора между стакан-корпусом 2 и демпфером 5 изменяется собственная частота колебания виброизолятора, что позволяет избежать совпадения частот и появления резонанса оборудования, установок и присоединенных трубопроводных систем. При этом работа устройства допускается в широком частотном диапазоне и обеспечивает большую вариативность возможной массы оборудования, установок и присоединенных трубопроводных систем, на которые устанавливается виброизолятор.Vibration isolator, manufactured by the proposed method, works as follows. Vibrations of equipment, installations or pipelines generated during their operation are transferred to a vibration isolator and damped by transferring inertial forces to a
Виброизолятор крепится между твердой поверхностью и виброизолируемым объектом. Таким образом, вибрации оборудования, установок и присоединенных трубопроводных систем вибрации гасятся, а не передаются по полу и далее к другим элементам технологических установок.The vibration isolator is attached between a solid surface and a vibration-insulated object. In this way, the vibrations of equipment, installations and connected piping systems are damped and not transmitted along the floor and further to other elements of process installations.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2793978C1 true RU2793978C1 (en) | 2023-04-11 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1670238A2 (en) * | 1989-01-18 | 1991-08-15 | Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова | Rigidity regulated vibrations insulator |
| JP2003090374A (en) * | 2001-07-11 | 2003-03-28 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Vibration control bush and its manufacturing method |
| JP2008095905A (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | Active vibration control device |
| RU170555U1 (en) * | 2016-06-06 | 2017-04-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Combined vibration isolator |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1670238A2 (en) * | 1989-01-18 | 1991-08-15 | Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова | Rigidity regulated vibrations insulator |
| JP2003090374A (en) * | 2001-07-11 | 2003-03-28 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Vibration control bush and its manufacturing method |
| JP2008095905A (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | Active vibration control device |
| RU170555U1 (en) * | 2016-06-06 | 2017-04-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Combined vibration isolator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5595371A (en) | Vibration isolating supporter | |
| US6079698A (en) | Isolation system for vibratory equipment | |
| JP3035334B2 (en) | Spring mounting table | |
| KR101843963B1 (en) | The base pad installation of a water tank for aseismicity | |
| US6854721B2 (en) | Vibration-damping device | |
| US5794912A (en) | Constant horizontal natural frequency vibration isolation mount pad insert | |
| KR20190135525A (en) | Vibration damping of wind turbine tower | |
| US20040262831A1 (en) | Vibration damping device having stopper structure | |
| US4858738A (en) | System of auxiliary mass dampers to restrain the response of slender elastic structures to vibrations such as from earthquakes | |
| KR101832706B1 (en) | The seismic dry type pad for up and down control for water tank | |
| CN104896002B (en) | Frequency-adjustable compound vibration-damper | |
| US5547172A (en) | Hydraulic antivibration supports, and to methods of manufacturing them | |
| CN113175563B (en) | Self-adjusting ship pipeline vibration damping device and vibration damping method thereof | |
| RU2793978C1 (en) | Method for manufacturing vibration isolator with controlled stiffness | |
| RU2557865C1 (en) | Shock-absorber with quasi-zero stiffness | |
| JP6247870B2 (en) | Seismic reduction device | |
| RU2792996C1 (en) | Adaptive vibration isolator for vibration-acoustic protection of industrial equipment and pipelines | |
| CN111457187B (en) | Pipeline vibration damper and configuration method thereof | |
| JP2006514181A (en) | A bearing structure to reduce the transmission of shock and / or vibration forces, especially in buildings exposed to earthquake loads | |
| US5624104A (en) | Vibration isolating supporter | |
| RU2263591C2 (en) | Device for fastening tank to vehicle chassis frame | |
| GB2207730A (en) | Elastomeric springs | |
| CN211648889U (en) | Variable frequency vibration absorber | |
| JPH0231655Y2 (en) | ||
| CN110701231B (en) | TLD vibration damper of half U type water tank structure |