Амортизаторы резинометаллические с осевым податливым ограничителем армоо-м

Изобретение относится к области механики движения и предназначено для упругого крепления оборудования и приборов на кораблях, а также в других отраслях техники, где предъявляются высокие требования к вибрационной противоударной эффективности защиты оборудования от внешних вибраций и ударов. Амортизатор резинометаллический содержит основание, стержень, две опорные резиновые втулки, фторопластовую прокладку, установленную между стержнем и опорными резиновыми втулками, упорные резиновые втулки, стальные тарелки. Кроме этого, амортизатор содержит установленные между стальными тарелками и между верхней и нижней гранями промежуточного корпуса или лапы оборудования фторопластовые прокладки, которые также впрессованны в лапу оборудования или в отверстие промежуточного корпуса. Конструкция амортизатора также включает защитное полиуретановое кольцо и установленные в основании поджатые полиуретановые шайбы. Технический результат заключается в обеспечении эффективной защиты оборудования от внешних вибраций и ударов, нераспространении собственных звуковых вибраций оборудования на фундамент и окружающие конструкции, прочности, долговечности и прогнозируемости параметров амортизаторов по всем осям и во времени, ограниченности перемещения оборудования относительно фундамента при качке судна и при ударных нагрузках, возможности простого как подволочного, так и палубного крепления оборудования с конструктивной внутренней страховкой от срыва оборудования при разрушении резиновых деталей. 2 ил., 1 табл.

 

Предлагаемое устройство относится к области механики движения и может быть использовано для упругого закрепления оборудования приборов на кораблях, а также в других отраслях техники, где предъявляются повышенные требования к вибрационной и противоударной эффективности защиты оборудования от внешних вибраций и ударов при ограниченном смещении оборудования относительно фундамента, а также нераспространения собственных звуковых вибраций оборудования на фундамент.

Известен широко применяемый на кораблях до настоящего времени амортизатор АКСС [1], [4], который имеет достаточную прочность по оси OZ, страховку от срыва при разрушении резиновых элементов. Главный недостаток этих амортизаторов - высокая собственная частота оборудования (до 40 Гц), установленного на них, особенно при малом весе оборудования (от 5 до 25 кГс). Из-за малого свободного хода амортизаторов они недостаточно прочны при ударе, направленном перпендикулярно оси OZ.

Известен виброизолятор ВИ [2], [3], представляющий собой коническую витую пружину, размещенную внутри привулканизированной резиновой оболочки под номинальной статической нагрузкой, который обеспечивает частоты оборудования (7-11) Гц для ВИ-15...ВИ-400 и 19 Гц для ВИ-5. В конструкции виброизоляторов реализован принцип «страховки», заключающийся в том, что разрушение резинового массива не повлечет разъединения металлических деталей амортизатора, что обеспечивается металлической пружиной и узлами ее крепления. Основным недостатком ВИ является их недостаточная прочность в направлении осей, перпендикулярных оси OZ, и невозможность подволочного крепления из-за того, что не обеспечивается прочность пружины при растягивающих нагрузках.

Предлагаемая конструкция низкочастотных амортизаторов АРМОО-М позволяет обеспечить эффективную защиту оборудования от внешних вибраций и ударов, обеспечить нераспространение собственных звуковых вибраций оборудования на фундамент и окружающие конструкции, прочность, долговечность и прогнозируемость параметров амортизаторов по всем осям и во времени, ограниченность перемещения оборудования относительно фундамента при качке судна и при ударных нагрузках, возможность простого как подволочного, так и палубного крепления оборудования с конструктивной внутренней страховкой от срыва оборудования при разрушении резиновых деталей.

На фиг.1 представлена конструкция амортизатора АРМОО-М. Амортизатор состоит из основания 7 и 14, стержня 8, крышки 4, опорных резиновых втулок 6, упорных резиновых втулок 5 и 13, металлических тарелок 1, фторопластовых прокладок 2 и 3, фторопластовой прокладки 12, полиуретанового кольца 10, полиуретановых шайб 15 и 16, гайки 9, шайбы 11, корпуса (лапы) 17.

При палубном и подволочном креплении оборудования через амортизатор упругая характеристика в осевом направлении определяется жесткостью опорных резиновых втулок 6. В радиальных направлениях при малых перемещениях основания и оборудования относительно друг друга упругая характеристика определяется жесткостью полочки 1 (фиг.2) резиновой втулки 5 (фиг.1) и податливостью стержня 8 в основании 7 и 14 амортизатора, которая обеспечивается деформацией слабо поджатых полиуретановых шайб 15 и 16.

При увеличении действующей силы в радиальном направлении увеличивается деформация полочки втулки 5, параллельно подключается жесткость полочки втулки 13 (фиг.1), затем деформируются юбки 2 (фиг.2) обеих втулок. При предельном перемещении деформируются полиуретановые шайбы 15 и 16 (фиг.1), обеспечивая с нарастающей жесткостью нелинейную податливость стержня 8. Шайба 10 защищает юбку втулки 5 от разрушения при достижении оборудованием или основанием амортизатора 7, 14 предельного радиального хода. Фторопластовые прокладки 2 и 3, впрессованные в лапу оборудования или в отверстие промежуточного корпуса 17, служат для снижения сухого трения между стальными тарелками 1 и верхней и нижней гранями корпуса (лапы) 17 при радиальных относительных перемещениях. Фторопластовая прокладка 12 снижает сухое трение между осью и резиновыми втулками при осевых перемещениях оборудования относительно стержня 8, а также скрепляет втулки 5 и 6.

Результирующая нагрузочная характеристика (зависимость сила - деформация) определяется уравнением 1

где F_S, H - сила, приложенная к лапе оборудования (к основанию 7, 14);

k, H/м - жесткость амортизатора на начальном участке деформирования;

δ = d, м - предельный ход (деформация) амортизатора в соответствующем направлении.

Нагрузочная характеристика представлена на рис.9.8 [5].

Благодаря нелинейности нагрузочной характеристики и наличия внутренних ограничителей хода по всем направлениям обеспечивается высокая противоударная эффективность амортизаторов при ограниченном ходе (перемещении) оборудования без разрушения элементов конструкции амортизаторов.

Защиту от срыва оборудования по всем направлениям обеспечивают основание 7 и 14, стержень 8, крышка 4 и гайка 9.

Амортизаторы могут применяться как с промежуточным корпусом 17, к которому крепится лапа оборудования, так и в бескорпусном исполнении, при этом они встраиваются в лапы оборудования.

Конструкция корпуса может быть исполнена для одного амортизатора, а также в виде балки с установкой в ней двух и более амортизаторов. Крепление оборудования на балку осуществляется жестко.

Вследствие симметрии конструкции амортизатора относительно лапы оборудования крепление последнего может быть как подволочным, так и палубным без изменения жесткостных и прочностных характеристик амортизаторов по всем направлениям движения.

Основные параметры амортизаторов, полученные в результате испытаний, приведены в таблице 1.

Таблица 1
№ п/п	Индекс	Нормальные статические нагрузки в направлении осей X, Y, Z, H (кГс)	Деформация сжатия по оси Z, мм	Величины свободного хода в направлении осей X, Y, Z, мм	Частота, Гц	Частота, Гц
Pz	Px	Ру	σz	σх	σy	fZ	fx, y
1	АРМОО-10М	50 (5)	50 (5)	50 (5)	1,6±0,3	14* 17	15	15	17	12
2	АРМОО-10М	100 (10)	100 (10)	100 (10)	3,3±0,3	14* 17	15	15	14	7,5
3	АРМОО-15М	150 (15)	150 (15)	150 (15)	3,5±0,3	14* 18	15	15	13	7,5
4	АРМОО-25М	250 (25)	250 (25)	250 (25)	3,5±0,3	15* 19	15	15	12,5	7,5
5	АРМОО-40М	400 (40)	400 (40)	400 (40)	6,5±0,7	21* 28	25	25	7,5	7,5
6	АРМОО-60М	600 (60)	600 (60)	600 (60)	6,5±1,3	24* 30	25	25	7,5	7,5
* - втулка 6 под номинальной нагрузкой

Литература

1. Амортизаторы корабельные АКСС-М ГОСТ 17053.1-80.

2. Виброизолятор ВИ. Технические условия ВК.30424200 ТУ.

3. Виброизолятор ВИ. Патент Российской Федерации №2079419, МПК 6 В 3/52, F16F 5/00, F16F 9/00, БИ №14, 1997 г.

4. В.Т.Ляпунов, Э.Э.Лавендел, С.А.Шляпочников. Резиновые виброизоляторы. Справочник. Ленинград. «Судостроение», 1988.

5. Сирил М. Харрис, Чарльз И. Крид Справочник по ударным нагрузкам. Ленинград. «Судостроение», 1980. Сокращенный перевод с английского Н.А.Пэдуре.

Амортизатор резинометаллический с осевым податливым ограничителем, отличающийся тем, что амортизатор содержит основание, стержень, две опорные резиновые втулки, фторопластовую прокладку, установленную между стержнем и опорными резиновыми втулками, упорные резиновые втулки, стальные тарелки, а также установленные между стальными тарелками и между верхней и нижней гранями промежуточного корпуса или лапы оборудования фторопластовые прокладки, впрессованные в лапу оборудования или в отверстие промежуточного корпуса, защитное полиуретановое кольцо и установленные в основании поджатые полиуретановые шайбы, определяющие податливость стержня.