Виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: в машиностроении, в частности двигателестроении и относится к усовершенствованию виброизолирующих опор для двигателей внутреннего сгорания и других механизмов, преимущественно судового и транспортного назначения. Сущность изобретения: виброизолирующая опора ДВС содержит опорные планки, упругий элемент из отрезков стального троса, изогнутых выпуклостью к продольной оси опоры, опорные диски, между которыми по окружности размещены с зазором друг относительно друга отрезки стального троса. Каждый опорный диск выполнен из двух частей - прижимного кольца и фланца с радиальными пазами, внутренняя поверхность которого выполнена профилированной, имеющей гиперболическую форму, в радиальных пазах размещены концы отрезков стального троса, а форма упругого элемента - гиперболоидообразная. Кроме того, опора снабжена средством, обеспечивающим регулировку жесткостных характеристик в трех взаимно перпендикулярных направлениях и ограничение деформации сжатия, растяжения и сдвига гиперболоидообразного упругого элемента при нагрузках больше допустимых, выполненным в виде бухты троса, охватывающего гиперболоидообразный упругий элемент, а концы троса бухты зафиксированы крепежными элементами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

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.

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.

Известна также виброизолирующая опора, которая содержит соединенную отрезками тросов опорную площадку, основание и расположенную между ними промежуточную массу, через которую пропущены отрезки троса.

Отрезки троса изогнуты выпуклостью к продольной оси опоры и заключены в резинокордную оболочку, а промежуточная масса выполнена шарообразной.

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.

Из-за меньшей кривизны отрезков троса опора обладает большой высотой.

Крепление концов отрезков сложное, а изготовление шаровой пары является трудоемким и сложным процессом.

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.

Изобретение направлено на усовершенствование известных виброизолирующих опор ДВС.

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.

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.

На фиг.1 и 2 представлены проекции конструктивной схемы виброизолирующей опоры.

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.

Отрезки троса упругого гиперболоидообразного элемента 5 относительно гиперболической внутренней поверхности фланцев 1, 2 установлены с зазором А.

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.

Виброизолирующая опора работает следующим образом.

Колебательная энергия от, например, судового дизель-генератора на фундамент передается через опорные диски 1, 2 по дугообразным отрезкам стального троса гиперболоидообразного упругого элемента 5.

За счет трения между отдельными жилами троса происходит рассеивание колебательной энергии (вибродемпфирование) и значительное снижение передачи возмущающих усилий на судовой фундамент.

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.

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.

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.

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.

Регулировка (изменение, настройка) степени и моментов препятствия осуществляется несколькими способами.

1) Изменением степени натяга витков троса бухты 6.

2) Изменение количества витков троса бухты 6.

3) Изменением диаметра троса витков бухты 6.

4) Одновременным изменением натяга и диаметра троса витков бухты 6.

5) Одновременным изменением натяга и количества витков бухты 6.

6) Одновременным изменением натяга, количества и диаметра витков и троса бухты 6 и т.д.

Из фиг.1 видны, например следующие особенности.

При сильном натяге у виброизолятора увеличиваются жесткостные параметры, т. е. бухта 6 здесь работает одновременно как страховочный, так и упругий элемент.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Формула изобретения

1. Виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания, содержащая упругий элемент из отрезков стального троса, изогнутых выпуклостью к продольной оси опоры, опорные диски, между которыми по окружности размещены с зазором друг относительно друга отрезки стального троса, отличающаяся тем, что каждый опорный диск выполнен из двух частей прижимного кольца и фланца с радиальными пазами, внутренняя поверхность которого выполнена профилированной, имеющей гиперболическую форму, в радиальных пазах размещены концы отрезков стального троса, а форма упругого элемента гиперболоидообразная.

2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена средством, обеспечивающим регулировку жесткостных характеристик в трех взаимно перпендикулярных направлениях и ограничение деформации сжатия, растяжения и сдвига гиперболоидообразного упругого элемента при нагрузках больше допустимых, выполненными в виде бухты из троса, охватывающего гиперболоидообразный упругий элемент, а концы троса бухты зафиксированы крепежными элементами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2