Тросовый виброизолятор
Изобретение относится к канатным демпферам, а также к средствам для крепления канатов и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для защиты от вибрации приборов и оборудования. Тросовый виброизолятор содержит две разъемные обоймы, каждая из которых выполнена из двух сопрягаемых частей с отверстиями, выполненными для размещения в них возвратных петель троса, два резьбовых пальца с шайбами и гайками, предназначенные для взаимной ориентации частей обойм и для крепления виброизолятора, а также тросовые упругогистерезисные элементы. Обоймы выполнены в виде цилиндрических тел вращения с осями, повернутыми друг относительно друга на 90, а упругогистерезисный тросовый элемент выполнен из двух секций, первая из которых выполнена в виде пространственного змеевика с протяженными криволинейными участками и возвратными петлями, которые расположены на поверхности четвертой части тороида вращения. причем возвратные петли секции защемлены в торцах разъемных обойм, вторая секция упругогистерезисного тросового элемента выполнена в виде пространственного змеевика с криволинейными участками и возвратными петлями, которые расположены на поверхности сферы, резьбовые пальцы выполнены с коническими головками, в которых выполнены круглые полупазы для фиксации возвратных петель троса первой секции. Внедрение виброизолятора позволит снизить уровень вибронапряженности деталей и узлов механизмов, приборов и оборудования и, тем самым, повысить их надежность и долговечность, а также повысить безопасность грузов ответственного значения при их транспортировке.
Изобретение относится к канатным демпферам, а также к средствам для крепления канатов и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для защиты от вибрации приборов и оборудования.
Известны тросовые виброизоляторы уголкового типа, представляющие собой Г-образно изогнутый отрезок троса, защемленный по концам отрезков троса в обоймах с резьбовыми пальцами. В таких конструкциях для сохранения прямолинейности отрезков троса применяют специальные втулки или дополнительные обоймы, надетые на трос и размещенные в местах Г-образного изгиба троса (см., например, Ильинский B.C. Защита РЭА и прецезионного оборудования от динамических воздействий.// М.: Радио и связь, 1982, с.257 или Чегодаев Д.Е., Пономарев Ю.К. Демпфирование. - Самара: Изд-во СГАУ, 1997, с.275).
В этих конструкциях радиусный участок троса протяженностью приблизительно до трети длины всего упругогистерезисного тросового элемента выключен из работы из-за его фиксации втулкой или дополнительной обоймой. В этой связи эффективность тросового виброизолятора уменьшается. Кроме того, торцы втулок или дополнительных обойм являются концентраторами напряжений для тросовых участков, вследствие чего уменьшается ресурс тросового виброизолятора. Кроме того, у всех вышеуказанных виброизоляторов имеется слабое место - крепление отрезков троса в концевых обоймах. При интенсивной вибрации и ударах отрезки тросов вылезают из своих гнезд и виброизолятор выходит из строя.
Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является тросовый виброизолятор (пример конкретного выполнения) по патенту №2082039 «Способ формирования упругогистерезисных элементов тросовых виброизоляторов», авторы:
Пономарев Ю.К. и др., МПК F 16 F 7/14, опубл. 20.06.97., бюлл. №17. Представленные на фиг.5...10 прототипа конструкции тросовых виброизоляторов снабжены обоймами, каждая из которых состоит из двух частей, сопрягаемых друг с другом и предназначенных для крепления в них возвратных петель троса. В обоймах выполнены отверстия, сообщающиеся между собой полостями, выполненными для размещения в них возвратных петель троса. Каждая обойма снабжена резьбовыми шпильками или резьбовыми пальцами, предназначенными для взаимной ориентации обоих частей обоймы и стягивания ее гайками, а также для закрепления виброизолятора на вибрирующем и виброизолируемом объекте.
Однако, тросовые виброизоляторы, представленные на фиг.5...10 прототипа имеют существенный недостаток: ограниченность области применения в силу своих конструктивных особенностей, а именно, оси обойм виброизолятора совпадают, виброизолятор работоспособен только вдоль этой оси. На практике часто возникают ситуации, когда потребно взаимноперпендикулярное расположение этих осей.
Техническим эффектом, на достижение которого направлено создание изобретения является расширение диапазона применения тросовых виброизоляторов при сохранении высокой эффективности, надежности и ресурса.
Технический эффект достигается тем, что тросовый виброизолятор, содержащий две разъемные обоймы, каждая из которых состоит из двух сопрягаемых частей с отверстиями, выполненными для размещения в них возвратных петель троса, два резьбовых пальца с гайками и шайбами,
предназначеных для взаимной ориентации частей обойм и для крепления виброизолятора, а также тросовые упругогистерезисные элементы отличается тем, что обоймы выполнены в виде цилиндрических тел вращения с осями, повернутыми друг относительно друга на 90, а упругогистерезисный тросовый элемент выполнен из двух секций, первая из которых выполнена в виде пространственного змеевика с протяженными криволинейными участками и возвратными петлями, лежащими на поверхности четвертой части тороида вращения, причем возвратные петли секции защемлены в торцах разъемных обойм, вторая секция упругогистерезисного тросового элемента выполнена в виде пространственного змеевика с криволинейными участками и возвратными петлями, лежащими на поверхности сферы, резьбовые пальцы выполнены с коническими головками, в которых выполнены круглые полупазы для фиксации возвратных петель троса первой секции.
На фиг.1 показан предлагаемый тросовый виброизолятор, главный вид.
На фиг.2 показан вид А.
На фиг.3 показан вид Б.
На фиг.4 показано крепление второй секции упругогистерезисного тросового элемента в нижней половине обоймы. При этом верхняя половина обоймы условно не показана.
Виброизолятор включает две обоймы, каждая из которых состоит из верхней половины обоймы 1 и нижней половины обоймы 2, стянутых резьбовыми пальцами 3 с гайками 4 и шайбами 5. Упругогистерезисные тросовые элементы выполнены в виде двух секций: тороидальной 6 и сферической 7. Головки 8 резьбовых пальцев 3 выполнены коническими с круглыми полупазами 9 и ответными круглыми полупазами 10 в верхних половинах обойм 1. Упругогистерезисные тросовые элементы защемлены своими возвратными петлями 11 в обоймах, а их концы также защемлены в
обоймах возвратными петлями 12. Оси левой и правой обойм повернуты друг относительно друга на угол 90.
Работа виброизолятора осуществляется следующим образом. Вибрационная или ударная нагрузка (см. фиг.1), приходящая от вибрирующего объекта (справа) или от основания (слева) приводит к изгибной или крутильной деформации участков пространственных тросовых змеевиков. Деформация тросовых элементов приводит к взаимному проскальзыванию проволочек троса друг относительно друга с трением в местах их контакта. Взаимное проскальзывание проволочек при деформировании троса и наличие двух секций в виде пространственных змеевиков приводит к тому, что нагрузочные характеристики виброизолятора в трех взаимноперпендикулярных направлениях имеют вид гистерезисных петель, площадь которых характеризует рассеянную циклическую энергию. Эта энергия, превращаясь в тепло, рассеивается в окружающем виброизолятор пространстве. Благодаря рассеянию энергии происходит подавление вибрации объекта и снижение нагрузок на объект при ударах. При этом из-за наличия двух секций, определенным образом ориентированных в пространстве, происходит увеличение несущей способности виброизолятора и выравнивание его прямой и обратной характеристики, что положительно сказывается на его эффективности. Отсутствие концентраторов напряжений и надежная заделка тросов в обоймах обеспечивает надежность и увеличивает ресурс виброизолятора.
Сборка виброизолятора осуществляется следующим образом (см. фиг.1).
Вначале производится заневоливание секций упругогистерезисных тросовых элементов в специальных кондукторах (см., например, фиг.2...4 прототипа). Затем производится защемление возвратных петель секций в одной из обойм. Рассмотрим для конкретности левую обойму. На первом этапе заводят возвратные петли упругогистерезисных тросовых элементов
первой секции (тороидальной) сверху в верхнюю половину обоймы 1 и вставляют в обойму сверху резьбовой палец 3, фиксируя возвратные петли тросовых прядей круглыми полупазами 8 в головках резьбовых пальцев 3 и ответными круглыми полупазами 9 в верхних половинах обойм 1. Затем заводят с нижней стороны верхней половины обоймы 1 возвратные и концевые петли второй секции 2, надевают на резьбовой палец шайбу и гайку и стягивают полученную конструкцию гайкой 4.
На втором этапе собирают по аналогичной технологии правую обойму виброизолятора. Тросовый виброизолятор готов к работе.
Опытный образец изготовлен и испытан.
Внедрение виброизолятора позволит снизить уровень вибронапряженности деталей и узлов механизмов, приборов и оборудования и, тем самым, повысить их надежность и долговечность, а также повысить безопасность грузов ответственного значения при их транспортировке.
Тросовый виброизолятор, содержащий две разъемные обоймы, каждая из которых выполнена из двух сопрягаемых частей с отверстиями, выполненными для размещения в них возвратных петель троса, два резьбовых пальца с шайбами и гайками, предназначенные для взаимной ориентации частей обойм и для крепления виброизолятора, а также тросовые упругогистерезисные элементы, отличающийся тем, что обоймы выполнены в виде цилиндрических тел вращения с осями, повернутыми относительно друг друга на 90°, а упругогистерезисный тросовый элемент выполнен из двух секций, первая из которых выполнена в виде пространственного змеевика с протяженными криволинейными участками и возвратными петлями, которые расположены на поверхности четвертой части тороида вращения, причем возвратные петли секции защемлены в торцах разъемных обойм, вторая секция упругогистерезисного тросового элемента выполнена в виде пространственного змеевика с криволинейными участками и возвратными петлями, которые расположены на поверхности сферы, резьбовые пальцы выполнены с коническими головками, в которых выполнены круглые полупазы для фиксации возвратных петель троса первой секции.
