Виброизолирующая опора для защиты авиационных агрегатов

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к созданию опор для защиты от вибрации. Виброизолирующая опора содержит отрезки стального каната, являющегося элементами защиты агрегата от вибрации и ударных нагрузок. На авиадвигателе закреплена опорная пластина - нижняя, имеющая квадратную форму. По двум ее сторонам, расположенным под углом 90°, имеются выступы с поперечными выборками, к которым прижимаются концы каната при помощи накладок с выборками. Верхняя опорная пластина, закрепляемая на агрегате, снабжена ребрами с отверстиями, через которые пропущены отрезки стального каната, принимающего в рабочем состоянии кардиообразную форму с различно расположенными в пространстве упругими элементами. Количество упругих элементов в опорах изменяют для обеспечения условий плоскопараллельного перемещения защищаемого агрегата. Техническим результатом является обеспечение более высокой степени виброзащиты, получение приемлемой для конкретного защищаемого агрегата частоты собственных колебаний при минимальном коэффициенте динамичности, обеспечение возможности использования опоры в широком диапазоне температур при всеклиматическом применении, обеспечение отсутствия материалов, выделяющих при хранении и эксплуатации газообразные вещества и обеспечение возможности визуального контроля технического состояния опор без демонтажа. 5 ил.

 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к созданию опор для защиты от вибрации и от ударных нагрузок агрегатов, размещаемых на авиационных двигателях.

В настоящее время в составе виброизолирующих опор используются отрезки стального троса, закрепляемые между защищаемым агрегатом и источником механических возбуждений (в частности, двигателем).

Следует сослаться на патент РФ №2057264 с приоритетом от 27.03.96, в котором упругий элемент выполнен в виде спирали из троса, каждый из витков которой имеет форму незамкнутого тора.

Крепление к фундаменту, на котором располагается судовой двигатель, осуществляется при помощи незамкнутых металлических колец.

Вариант исполнения виброизолирующей опоры двигателя внутреннего сгорания представлен и заявкой того же автора (Минасяна М.А.), патент под №94035836 от 27.07.96.

Однако использование виброгасящего элемента, выполненного в форме спирали, неприемлемо в условиях ограниченного пространства для защиты агрегатов с электроникой при обеспечении требуемой частоты собственных колебаний и минимальном коэффициенте динамичности при резонансе.

Не следует забывать и о требовании восприятия возмущающей силы, действующей в любом направлении и необходимости изменения жесткости опор с учетом расположения центра масс защищаемого агрегата, что не обеспечивается в упомянутых ранее решениях.

Целью предлагаемого изобретения является разработка конструкции виброизолирующей опоры, удовлетворяющей требованиям, предъявляемым к авиационной технике.

Дополнительной целью изобретения является совмещение геометрических и монтажных размеров более совершенной опоры с геометрическими размерами виброизолирующих опор предшествующего поколения АПН-1, не отвечающих уже в полной мере современным требованиям.

Цель достигается за счет того, что виброизолирующая опора для защиты авиационных агрегатов содержит отрезки стального каната, которые являются упругими амортизирующими элементами, закрепляемые между источником возбуждения и защищаемым агрегатом посредством опорных пластин, согласно изобретению в ней на источнике вибраций (авиадвигателе) закреплена опорная пластина - нижняя, квадратной формы, снабженная по двум сторонам расположенными под углом 90° выступами, каждый из которых имеет по две или три поперечные выборки, по глубине соответствующие примерно половине диаметра стального каната, концы которого прижимает накладка, снабженная с внутренней стороны аналогичными выборками и фиксируемая крепежными элементами к нижней пластине, а верхняя опорная пластина, закрепляемая на защищаемом агрегате, снабжена по двум сторонам, соответствующим нижней опоре, ребрами с отверстиями, через которые свободно пропущены отрезки стального каната, располагаемые под углом 90° друг к другу, причем начало и конец каждого отрезка жестко закреплены на выступе нижней опорной пластины, тогда как средняя часть отрезка, пропущенная через отверстия в ребрах верхней пластины, имеет возможность перемещения, обеспечивая расположение каждой ветви каната по отношению к другой под углом 90°, при этом результирующая конфигурация амортизирующих элементов приобретает кардиообразную форму с различно расположенными в пространстве упругими элементами, способными воспринимать механические воздействия любого направления, т.е. пространственные, и за счет упругой деформации снижать без соприкосновения ветвей каната друг с другом уровень вибрации, а прямолинейный участок, имеющий возможность перемещаться в отверстиях ребер верхней пластины, выравнивает нагрузки, приходящиеся на криволинейные амортизирующие участки стального каната, причем количество упругих элементов в каждой опоре подобрано с учетом несимметрично расположенного центра масс (ЦМ) защищаемого агрегата, что обеспечивает условия плоскопараллельного перемещения на резонансе при механических воздействиях и возможность обеспечения требуемой частоты собственных колебаний при минимальном коэффициенте динамичности.

Изобретение поясняется чертежами

На фиг.1 изображен общий вид виброизолирующей опоры (аксонометрия) с отрезками стального каната, обеспечивающими гашение вибрации и ударов.

На фиг.2 представлен вид сбоку на агрегат с использованием виброизолирующих опор, размещаемых по его углам.

На фиг.3 показан вид сбоку на виброизолирующую опору.

На фиг.4 - то же, вид сверху на опору.

На фиг.5 - представлено сечение А-А, позволяющее представить расположение виброизолирующих элементов в собранной опоре.

Виброизолирующая опора для авиационных агрегатов включает в состав конструкции (см. фиг.1) нижнюю опорную пластину 1 квадратной формы, по двум сторонам которой, расположенным под углом 90°, выполнены выступы 2. На каждом выступе имеются поперечные выборки, соответствующие примерно половине диаметра стального каната. На фиг.2 изображен агрегат, установленный в горизонтальной плоскости, на практике агрегат с предложенными виброизолирующими опорами может быть установлен в любом пространственном положении. Опорная пластина крепится к авиадвигателю через соответствующие отверстия винтами, которые на фиг.1 не показаны.

На защищаемом от вибрации и ударов агрегате закрепляется верхняя опорная пластина 3 со срезанным одним углом и выборкой с противоположной стороны (для удобства монтажа). По двум сторонам верхней пластины 3, соответствующим выступам 2 на пластине 1, выполнены ребра 4 и 5 с отверстиями для прохода отрезков стального каната 6 и 7, концы которых прижимаются и фиксируются накладкой 8 к выступам 2.

Участок каната, пропущенный через отверстия в ребрах 4 и 5, имеет возможность под действием вибрации перемещаться, чем достигается выравнивание нагрузок, действующих на амортизирующие элементы, что позволяет значительно увеличить циклопрочность - ресурс виброизолирующей опоры.

Крепление защищаемого агрегата осуществляется винтами на монтажные узлы 9.

Количество отрезков каната 6 в одной опоре может быть 2 или 3 в зависимости от приходящейся на опору нагрузки для обеспечения плоскопараллельного перемещения - колебания при резонансе. Участки каната напоминают кардиообразную фигуру между опорными пластинами и расположены под углом 90° друг к другу.

При воздействии вибрации в любом направлении, т.е. пространственной, а также в сочетании с механическими ударами упругие элементы виброизолирующей опоры реагируют упругой деформацией, скручиванием с трением проволочек (прядей), являющихся составными частями каната, в результате чего возбуждаемые вибрации передаются на защищаемый агрегат сниженными в 10-30 раз и более, а коэффициент динамичности при резонансе не превышает 3.

К числу преимуществ предлагаемого технического решения относятся:

- более высокая степень виброзащиты - в 3-5 раз по сравнению с амортизаторами типа АПН-1;

- возможность получения наиболее приемлемой для конкретного защищаемого агрегата частоты собственных колебаний при минимальном коэффициенте динамичности;

- возможность использования в широком диапазоне температур при всеклиматическом применении;

- обеспечение стабильных характеристик виброизолирующей опоры при длительной эксплуатации;

- отсутствие в конструкции виброизолирующей опоры материалов, способных при хранении и эксплуатации выделять газообразные вещества;

- опора позволяет определять техническое состояние амортизируемых элементов без демонтажа - визуально.

Предлагаемая виброизолирующая опора (опоры) устанавливается на монтажные места, где использовались амортизаторы АПН-1, применяемые более 40 лет и не соответствующие в полной мере современным требованиям.

При этом доработка мест крепления на авиадвигателе и на защищаемом агрегате не требуется.

Виброизолирующие опоры разработаны и выпускаются предприятием ОАО ЭОКБ «Сигнал» им. А.И.Глухарева, г.Энгельс Саратовской области и используются для агрегатов на двигателе ПС-90 ОАО «Авиадвигатель» г.Пермь.

Виброизолирующая опора для защиты авиационных агрегатов, содержащая отрезки стального каната, которые являются упругими амортизирующими элементами, закрепляемые между источником возбуждения и защищаемым агрегатом посредством опорных пластин, отличающаяся тем, что в ней на источнике вибраций (авиадвигателе) закреплена опорная пластина - нижняя, квадратной формы, снабженная по двум сторонам расположенными под углом 90° выступами, каждый из которых имеет по две или три поперечные выборки, по глубине соответствующие примерно половине диаметра стального каната, концы которого прижимает накладка, снабженная с внутренней стороны аналогичными выборками и фиксируемая крепежными элементами к нижней пластине, а верхняя опорная пластина, закрепляемая на защищаемом агрегате, снабжена по двум сторонам соответствующим нижней опоре ребрами с отверстиями, через которые свободно пропущены отрезки стального каната, располагаемые под углом 90° друг к другу, причем начало и конец каждого отрезка жестко закреплены на выступе нижней опорной пластины, тогда как средняя часть отрезка, пропущенная через отверстия в ребрах верхней пластины, имеет возможность перемещения, обеспечивая расположение каждой ветви каната по отношению к другой под углом 90°, при этом результирующая конфигурация амортизирующих элементов приобретает кардиообразную форму с различно расположенными в пространстве упругими элементами, способными воспринимать механические воздействия любого направления, т.е. пространственные, и за счет упругой деформации снижать без соприкосновения ветвей каната друг с другом уровень вибрации, а прямолинейный участок, имеющий возможность перемещаться в отверстиях ребер верхней пластины выравнивает нагрузки, приходящиеся на криволинейные амортизирующие участки стального каната, причем количество упругих элементов в каждой виброизолирующей опоре подобрано с учетом несимметрично расположенного центра масс (ЦМ) защищаемого агрегата, что обеспечивает условия плоскопараллельного перемещения на резонансе при механических воздействиях и возможность обеспечения требуемой частоты собственных колебаний при минимальном коэффициенте динамичности.