RU55061U1

RU55061U1 - VIBRATION ISOLATING DEVICE

Info

Publication number: RU55061U1
Application number: RU2004115761/11U
Authority: RU
Inventors: Минас Арменакович Минасян; Армен Минасович Минасян
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2006-07-27

Abstract

Виброизолирующее устройство относится к средствам защиты объектов от вибраций, ударов и шума и может быть использовано в любой области техники. Устройство содержит опорные элементы с петлеудерживающими элементами и упругий элемент из непрерывного торса, соединяющий опорные элементы поочередным плетением с образованием петель упомянутого троса и фиксацией троса в петле удерживающих элементах, при этом участки троса около петлеудерживающих элементов каждой из смежных петель расположены в непосредственной близости друг от друга. Между упомянутыми опорными элементами расположен дополнительный упругий элемент. Петлеудерживающие элементы выполнены в виде прижимного кольца и крепежных элементов для крепления ими прижимного кольца к опорному элементу. Петлеудерживающие элементы могут быть выполнены в виде проушин в опорных элементах, в виде радиальных пазов в опорных элементах, в виде пружин Дополнительный упругий элемент выполнен из эластомера, композитного материала или в виде пневматической оболочки, или пневматического баллона.Vibration isolating device refers to the means of protecting objects from vibration, shock and noise and can be used in any field of technology. The device comprises supporting elements with loop-holding elements and an elastic element of continuous torso connecting the supporting elements by alternately weaving with the formation of loops of the said cable and fixing the cable in the loop of the holding elements, while sections of the cable near the loop-holding elements of each of the adjacent loops are located in close proximity to each other . Between said supporting elements there is an additional elastic element. The loop-holding elements are made in the form of a clamping ring and fasteners for fastening them by the clamping ring to the supporting element. The loop-holding elements can be made in the form of eyes in the supporting elements, in the form of radial grooves in the supporting elements, in the form of springs. The additional elastic element is made of elastomer, composite material or in the form of a pneumatic shell or pneumatic balloon.

Description

Изобретение относится к средствам защиты объектов от вибраций, ударов и шума и может быть использовано в любой области техники.The invention relates to means of protecting objects from vibration, shock and noise and can be used in any field of technology.

Известен канатный виброизолятор, содержащий верхнюю и нижнюю обоймы;, соединенные между собой упругим канатным элементом.(патент РФ №2201543, F 16 F 5/00) Виброизолятор имеет сложную конструкцию, ненадежен в эксплуатации.Known cable vibration isolator containing the upper and lower cages; interconnected by an elastic rope element. (RF patent No. 2201543, F 16 F 5/00) The vibration isolator has a complex structure, unreliable in operation.

Наиболее близким к предлагаемому виброизолирующему устройству является виброизолятор, содержащий два соосных опорных элемента, выполненных в виде втулки с фланцем и винтовыми канавками на наружной цилиндрической поверхности (а.с.№1670234, F 16 F 7/14). Во фланцевой части втулки выполнены отверстия, через которые поочередно свободно пропущен стальной канат. Данная конструкция виброизолятора сложна конструктивно, не надежна в эксплуатации при ударных и сдвиговых воздействиях и имеет ограниченный срок службы.Closest to the proposed vibration isolating device is a vibration isolator containing two coaxial support elements made in the form of a sleeve with a flange and screw grooves on the outer cylindrical surface (A.S. No. 1670234, F 16 F 7/14). Holes are made in the flange part of the sleeve through which a steel rope is alternately freely passed. This design of the vibration isolator is structurally complex, not reliable in operation under shock and shear stresses and has a limited service life.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение рабочих характеристик виброизолятора, повышение надежности работы при уменьшении габаритов и упрощении его конструкции.The technical result of the invention is to improve the operating characteristics of the vibration isolator, to increase the reliability of operation while reducing the dimensions and simplifying its design.

Это достигается тем, что виброизолирующее устройство содержит опорные элементы с петле удерживающими элементами, упругий элемент из непрерывного троса, соединяющий опорные элементы поочередным плетением с образованием петель упомянутого троса, с фиксацией троса в петлеудерживающих элементах, этом участки троса каждой из смежных петель около петлеудерживающих This is achieved by the fact that the vibration isolating device comprises supporting elements with a loop holding elements, an elastic element of a continuous cable connecting the supporting elements with alternate weaving with the formation of loops of the mentioned cable, with fixing the cable in the loop-holding elements, this cable sections of each of the adjacent loops near the loop-holding

элементов расположены в непосредственной близости друг от друга. Между опорными элементами может быть расположен дополнительный упругий элемент, выполненный в виде пружины, или из эластомера, или из композитного материала и т.п. Петлеудерживающие элементы могут выполнены в виде прижимного кольца, прикрепляемого к опорному элементу крепежными элементами, которые могут быть выполнены в виде проушин, или в виде радиальных пазов в опорных элементах.Elements are located in close proximity to each other. An additional elastic element made in the form of a spring, or from an elastomer, or from a composite material, etc., can be located between the supporting elements. The loop-holding elements can be made in the form of a clamping ring attached to the support element by fastening elements, which can be made in the form of eyes, or in the form of radial grooves in the supporting elements.

Опорные фланцы с прижимными кольцами достаточно простые детали, которые могут быть изготовлены без применения специальных технологий и оборудования. Следовательно виброизолятор имеет простую конструкцию, легко собирается.Supporting flanges with clamping rings are fairly simple parts that can be manufactured without the use of special technologies and equipment. Therefore, the vibration isolator has a simple design, easy to assemble.

Квазитреугольная форма канатного упругого элемента и тесное соприкосновение петель друг с другом в опорных элементах обеспечивает достаточно высокую несущую способность виброизолятора. Возможность размещения между опорными элементами дополнительного упругого элемента (пружин, резин, эластомеров, композитных полимеров и т.п.) позволяет воспринимать основную несущую нагрузку, чем обеспечивается продление срока службы стальных канатов.The quasi-triangular shape of the rope elastic element and the close contact of the loops with each other in the supporting elements provides a sufficiently high bearing capacity of the vibration isolator. The possibility of placing between the supporting elements an additional elastic element (springs, rubbers, elastomers, composite polymers, etc.) allows you to perceive the main bearing load, which ensures the extension of the service life of steel ropes.

Возможность применения пружин с большими диаметрами, а также других типов упругих элементов, придает виброизолятору существенную устойчивость, приблизительную равножесткость по осям, а следовательно, улучшает характеристики виброизлятора. Этому способствует и то, что петли упругого канатного элемента из-за плотного «плечом к плечу» расположения образуют моноквазитреугольники по окружности поперечной плоскости опорных элементов, придающие упругому элементу квазицилиндрическую или шарообразную форму. Такая форма обеспечивает устойчивость пружины или других упругих The possibility of using springs with large diameters, as well as other types of elastic elements, gives the vibration isolator significant stability, approximate equidistance along the axes, and therefore improves the characteristics of the vibration absorber. This is also facilitated by the fact that the loops of the elastic rope element, due to the dense “shoulder to shoulder” arrangement, form mono-quasitriangles around the circumference of the transverse plane of the support elements, giving the elastic element a quasi-cylindrical or spherical shape. This shape provides stability to the spring or other elastic

дополнительных элементов по горизонтальной поперечной плоскости, а следовательно и в целом 196158, С-Петербург, Дунайский проспект, д. 26/77, кв. 107. Указанные особенности способствуют улучшению характеристик виброизолятораadditional elements along the horizontal transverse plane, and therefore as a whole 196158, St. Petersburg, Danube Prospect, 26/77, apt. 107. These features contribute to the improvement of the characteristics of the vibration isolator.

Предложенная конструкция виброизолятора является более компактной т.к. высота опорных элементов - фланцев с прижимными кольцами меньше, чем у прототипа, более проста в изготовлении - не требует специального оборудования.The proposed design of the vibration isolator is more compact because the height of the supporting elements - flanges with pressure rings is less than that of the prototype, more simple to manufacture - does not require special equipment.

Техническое решение виброизолятора поясняется следующими чертежами:The technical solution of the vibration isolator is illustrated by the following drawings:

фиг.1 - основной канатный упругий элемент с опорными элементами;figure 1 - the main rope elastic element with supporting elements;

фиг.2 - продольный разрез виброизолятора с дополнительным упругим элементом - пружиной;figure 2 is a longitudinal section of a vibration isolator with an additional elastic element - a spring;

фиг.3 - вид виброизолятора сверху;figure 3 is a top view of the vibration isolator;

фиг.4 - фиг.7 - варианты связи основного канатного упругого элемента с опорными элементами;figure 4 - figure 7 - communication options of the main rope elastic element with supporting elements;

фиг.8 - фиг.10 - варианты выполнения дополнительного упругого элемента.Fig.8 - Fig.10 - embodiments of the additional elastic element.

Предлагаемый виброизолятор (фиг.1) содержит основной канатный упругий элемент 1 из одного куска стального каната, выполненный в виде оболочки шарообразной или цилиндрической формы, опорные диски 2.3, с внутренними выступами В₂, В₃ (фиг.2) и резьбовыми отверстиями, прижимные кольца 4, 5, установленные на обращенных друг к другу опорных поверхностях 2, 3, между которыми с помощью крепежных средств 6, 7 фиксируются узловые точки У₁, У₂ (фиг.3) основного канатного упругого устройства 1. Дополнительный упругий элемент выполнен по крайней мере из одной пружины 8 или эластомера 11 The proposed vibration isolator (figure 1) contains the main rope elastic element 1 from one piece of a steel rope, made in the form of a shell of spherical or cylindrical shape, supporting disks 2.3, with internal protrusions B ₂ , B ₃ (figure 2) and threaded holes, clamping rings 4, 5 mounted on the supporting surfaces 2, 3 facing each other, between which, using fastening means 6, 7, the anchor points U ₁ , U ₂ (Fig. 3) of the main rope elastic device 1 are fixed. An additional elastic element is made according to at least one n 8 or dining elastomer 11

(фиг.8), вулканизированной с канатом пневматической оболочки 12 (фиг.9), отдельного пневматического баллона 14 (фиг.10) и т.п.(Fig. 8), vulcanized with a rope of a pneumatic sheath 12 (Fig. 9), a separate pneumatic balloon 14 (Fig. 10), and the like.

Виброизолятор может быть выполнен и без дополнительного упругого элемента (фиг.1).Vibration isolator can be made without additional elastic element (figure 1).

Упругий элемент 1 образует петлеобразно-квазитреугольную форму: Δabc; Δbce; Δedf; Δfeh; и т.д. Причем, если рассматривать указанны квазитреугольники как квазипетли, то у первой петли abc основанием является ас; у второй - be; у третьей - df; у четвертой - eh и т.д. При этом петли основного упругого элемента тесно соприкасаются друг с другом в опорных элементах (фиг.1, 3) образуя каркас квазицилиндрической или квазишарообразной формы. В зависимости от конкретных характеристик виброизолируемого объекта способы соединения упругого элемента 1 с опорными деталями 2, 3 могут быть осуществлены различным образом, например, свободным пропуском через оси (фиг.4, 5), стрежни, отверстия, щели (фиг.6) или прессованием (фиг.7), сваркой, крепежными болтами, винтами, хомутами и т.д.. При этом опорные детали могут быть выполнены или неразъемными (фиг.4, 7, 6 - II вариант), или составными (фиг.1, 2, 3, 5, 6 - 1 вариант - варианты I, II и III обозначены на фиг.4, 5, 6 стрелками).The elastic element 1 forms a loop-like quasitriangular shape: Δabc; Δbce; Δedf; Δfeh; etc. Moreover, if we consider the indicated quasitriangles as quasi-loops, then the base for the first loop abc is ac; the second - be; the third is df; the fourth has eh, etc. In this case, the loops of the main elastic element are in close contact with each other in the supporting elements (Figs. 1, 3), forming a frame of a quasi-cylindrical or quasi-spherical shape. Depending on the specific characteristics of the vibration-insulated object, the methods of connecting the elastic element 1 with the supporting parts 2, 3 can be implemented in various ways, for example, by free passage through the axes (Fig. 4, 5), rods, holes, slots (Fig. 6) or by pressing (Fig. 7), by welding, fixing bolts, screws, clamps, etc. In this case, the supporting parts can be either integral (Figs. 4, 7, 6 - II variant), or composite (Figs. 1, 2 , 3, 5, 6 - 1 option - options I, II and III are indicated in Figures 4, 5, 6 by arrows).

Соединение упругого элемента 1 диаметром А с опорными деталями 2, 3, (вариант I) представленные на фиг.4, осуществляются с зазорами В, С (не защемлены). Указанные зазоры допускают перемещение петель как по оси так и поперек виброизолятора.The connection of the elastic element 1 with a diameter A and supporting parts 2, 3, (option I) shown in Fig. 4 is carried out with gaps B, C (not pinched). These gaps allow loops to be moved both axially and across the vibration isolator.

Соединение упругого элемента без вышеуказанных зазоров (защемлены) представлены на фиг.5, 6 (варианты II и III).The connection of the elastic element without the above gaps (pinched) are presented in figure 5, 6 (options II and III).

Петлеобразность и особенно квазитреугольность канатного упругого элемента обеспечивает пространственную устойчивость, а следовательно энергоемкость и несущую способность виброизолятора как по осям, так и вокруг The loop-like and especially quasi-triangular nature of the rope elastic element provides spatial stability, and therefore the energy intensity and load-bearing capacity of the vibration isolator both along the axes and around

осей координат. Такая особенность виброизолятора обеспечивает возможность его применения в качестве упругой муфты, торсионов и других устройств в элементах механизмов и машин.coordinate axes. This feature of the vibration isolator provides the possibility of its use as an elastic coupling, torsion bars and other devices in the elements of mechanisms and machines.

Виброизолятор работает следующим образом. Под действием веса ударовиброзащитноизолируемого объекта (например, поршневой машины-компрессора, силовых установок с двигателями внутреннего сгорания, насосов, вентиляторов, приборов, аппаратуры и т.д.) изменяется расстояние между опорными деталями 2(4) и 3(5),т.е. происходит упругая статическая деформация δст (мм) виброизолятора.Vibration isolator works as follows. The distance between the supporting parts 2 (4) and 3 (5) changes under the influence of the weight of the impact-absorbing objects (for example, a reciprocating compressor machine, power plants with internal combustion engines, pumps, fans, devices, equipment, etc.) e. there is an elastic static deformation δst (mm) of the vibration isolator.

где С - жесткость виброизолятора;where C is the stiffness of the vibration isolator;

М, G - масса и вес, нагружающие виброизолятор;M, G - mass and weight, loading the vibration isolator;

g - ускорение свободного падения, следует:g is the acceleration of gravity, it follows:

1. Для низкочастотного виброизолятора, например, f_c=5; 6; 7 Гц, требуется соответственно статистическая деформация δ_ст=10,24; 7,12; 5,23 мм.1. For a low-frequency vibration isolator, for example, f _c = 5; 6; 7 Hz, respectively, statistical deformation is required δ _st = 10.24; 7.12; 5.23 mm.

2. Низкочастотность виброизолятора достигается снижением жесткости упругого элемента или его нагрузки.2. The low frequency of the vibration isolator is achieved by reducing the stiffness of the elastic element or its load.

Виброизолятор вполне отвечает указанным особенностям, так как обеспечивается возможность применения:The vibration isolator fully meets the specified features, since it provides the possibility of using:

- пружин, эластомере, металлической структуры композитного материала, пневматической оболочки и т.п. в объеме, образованном между опорными элементами 4, 5 и квазицилиндрическим или шарообразным упругим элементом 1;- springs, elastomer, metal structure of the composite material, pneumatic shell, etc. in the volume formed between the supporting elements 4, 5 and the quasi-cylindrical or spherical elastic element 1;

- канатов, диаметром до значения равного половине расстояния между крепежными средствами 6;- ropes with a diameter up to a value equal to half the distance between the fastening means 6;

виброизолятора различных типоразмеров без изменения его высоты.vibration isolators of various sizes without changing its height.

Под действием веса, возмущающих сил и моментов виброзащищаемого объекта изменяется расстояние между опорными деталями 2 и 3 (фиг.1, 2, 8-10). При этом происходит, во-первых, сжатие дополнительного упругого элемента 8 (11-13), сжатие и растяжение с изменением радиуса изгиба и ширины канатных петель abc; bсe; edf; feh и т.д. упругого элемента. Во-вторых, упругое воспрепятствие в смежных «точках» a, cd, fg и b, e, h петель упругого элемента 1 по дуге окружности соответствующих опорных деталей 2 и 3.Under the influence of weight, disturbing forces and moments of the vibration-protected object, the distance between the supporting parts 2 and 3 changes (Figs. 1, 2, 8-10). When this occurs, firstly, compression of the additional elastic element 8 (11-13), compression and tension with a change in the radius of bending and the width of the rope loops abc; bсe; edf; feh etc. elastic element. Secondly, elastic obstruction at adjacent “points” a, cd, fg and b, e, h of the loops of the elastic element 1 along the circular arc of the corresponding supporting parts 2 and 3.

В результате указанной пространственной деформации возникает внутреннее (вязкое) трение в материале проволок и внешнее (сухое) трение между проволоками жил каната, а также между смежными тросовыми петлями упругого элемента 1 в местах соединения с опорными деталями 2 и 3. Следовательно, пространственная ориентированность и форму упругого элемента 1 характер и особенность ее упругой деформации, с учетом самой структуры стального троса, обеспечивают гашение вибрации низких, средних и высоких частот. При этом петли упругого элемента обладают упругостью стальной пружины, а рабочий ход виброизолятора достигает 80% его высоты (фиг.1, 2, 8-10), что обеспечивает защиту объекта от ударов, т.к. при ударе происходит наибольшее сближение опорных деталей 2 и 3. Поэтому жесткость виброизолятора мала, и за счет значительной деформации происходит поглощение энергии. Когда ход сжатия виброизолятора достигает ~ 75%, его жесткость снова начинает возрастать. Однако к этому моменту ускорение удара уже уменьшилось и большая часть энергии удара рассеялась.As a result of this spatial deformation, internal (viscous) friction occurs in the material of the wires and external (dry) friction between the wires of the wire strands, as well as between adjacent cable loops of the elastic element 1 at the junctions with the supporting parts 2 and 3. Therefore, the spatial orientation and shape elastic element 1 the nature and peculiarity of its elastic deformation, taking into account the very structure of the steel cable, provide damping of vibration of low, medium and high frequencies. In this case, the loops of the elastic element have the elasticity of a steel spring, and the working stroke of the vibration isolator reaches 80% of its height (Fig. 1, 2, 8-10), which protects the object from impacts, because upon impact, the closest parts of the supporting parts 2 and 3 occur. Therefore, the stiffness of the vibration isolator is small, and due to significant deformation, energy absorption occurs. When the compression stroke of the vibration isolator reaches ~ 75%, its stiffness begins to increase again. However, by this moment, the acceleration of the impact had already decreased and most of the energy of the impact had dissipated.

Учитывая эффективность виброудара защиты, простоту конструкции и технологичность изготовления, высокую энергоемкость и несущую способность, компактность, надежность и долговечность - срок службы от 10 до 20 лет, виброизолятор является полезным.Given the effectiveness of vibration protection, simplicity of design and manufacturability, high energy consumption and bearing capacity, compactness, reliability and durability - the service life is from 10 to 20 years, the vibration isolator is useful.

Claims

1. A vibration-isolating device comprising supporting elements with loop-holding elements, an elastic element of a continuous cable connecting the supporting elements by alternately weaving to form loops of said cable and fixing the cable in loop-holding elements, while sections of the cable near the loop-holding elements of each of the adjacent loops are located in close proximity apart from each other.

2. The device according to claim 1, characterized in that between the said supporting elements there is an additional elastic element.

3. The device according to claim 1, characterized in that the said loop-retaining elements are made in the form of a clamping ring and fasteners for attaching them to the clamping ring to said supporting element.

4. The device according to claim 1, characterized in that the said loop-retaining elements are made in the form of eyes in the supporting elements.

5. The device according to claim 1, characterized in that the said loop-retaining elements are made in the form of radial grooves in the supporting elements.

6. The device according to claim 2, characterized in that the said additional elastic element is made in the form of a spring.

7. The device according to claim 2, characterized in that the said additional elastic element is made of elastomer or composite material.

8. The device according to claim 2, characterized in that the said additional elastic element is made in the form of a pneumatic shell or pneumatic cylinder.