Виброизолятор кочетова для сейсмических фундаментов зданий



Виброизолятор кочетова для сейсмических фундаментов зданий
Виброизолятор кочетова для сейсмических фундаментов зданий

 


Владельцы патента RU 2558766:

Кочетов Олег Савельевич (RU)

Изобретение относится к средствам защиты зданий и сооружений от сейсмической нагрузки. Виброизолятор содержит корпус, основание в виде круглого подпятника, пружину и резьбовую втулку, соединяющую пружину с виброизолируемым объектом. Нижний и верхний ограничители хода пружины выполнены из эластомера. В осевом отверстии нижнего ограничителя хода пружины расположены два дополнительных демпфирующих элемента, один из которых имеет форму цилиндроконической втулки и выполнен из полиуретана, а другой расположен внутри первого, имеет цилиндрическую форму и выполнен упругим сетчатым. Внутри пружины размещен дополнительный демпфер в виде упругого сетчатого элемента. Пружина содержит корпус, выполненный из винтовой пустотелой упругой стальной трубки. Внутри корпуса коаксиально установлена с зазором дополнительная упругая стальная трубка. В зазорах между трубками расположен фрикционный элемент из полиэтилена, обладающего высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению со сталью. Поверхности корпуса и дополнительной упругой стальной трубки соприкасаются с поверхностями фрикционных элементов. Коаксиально корпусу расположен винтовой сплошной упругий стержень. Фрикционные элементы выполнены трубчатыми. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к средствам защиты зданий и сооружений от сейсмической нагрузки.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является техническое решение по патенту РФ №2451849 (прототип), содержащее корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции за счет недостаточного вязкого демпфирования.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.

Это достигается тем, что в виброизоляторе, содержащим корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом, корпус жестко связан с основанием, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упругодемпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндроконическим отверстием, выполняющий функции нижнего ограничителя хода пружины, ось которой перпендикулярна основанию, при этом пружина взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан и верхнюю, охватывающую пружину крышку, которая жестко соединена с осесимметричной пружине резьбовой втулкой, а на крышке закреплен верхний ограничитель хода пружины, выполненный в виде цилиндрической втулки, охватывающей сверху крышку, при этом верхний ограничитель служит верхним упругодемпфирующим элементом и выполнен из эластомера, а в резьбовой втулке закреплен винт для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом, при этом корпус в верхней части соединен с крышкой, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону виброизолируемого объекта, закреплен упругий ограничитель динамического хода объекта, выполненный из эластомера, а в крышке, перпендикулярно ее оси, выполнено отверстие для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола, в осевом цилиндроконическом отверстии нижнего цилиндрического упругодемпфирующего элемента из эластомера коаксиально между собой и соосно корпусу расположены два дополнительных демпфирующих элемента, один из которых, имеющий форму в виде цилиндроконической втулки, выполнен из полиуретана, а другой, расположенный внутри первого и имеющий цилиндрическую форму, выполнен упругим сетчатым элементом, причем плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см3…2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм, а внутри пружины, коаксиально ей, размещен дополнительный демпфер, выполненный в виде упругого сетчатого элемента, который взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан и верхнюю, охватывающую пружину крышку, которая жестко соединена с осесимметричной пружине резьбовой втулкой, дополнительный демпфер выполнен из эластомера, например литьевого полиуретана.

На фиг. 1 изображен фронтальный разрез виброизолятора для сейсмостойких фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах, на фиг. 2 - фронтальный разрез комбинированной пружины.

Виброизолятор для сейсмостойких фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах содержит корпус 8, жестко связанный с основанием 1, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упругодемпфирующий элемент 4 из эластомера с осевым цилиндроконическим отверстием 2, выполняющий функции нижнего ограничителя хода пружины 12.

Упругий элемент виброизолятора выполнен из пружины 12, ось которой перпендикулярна основанию 1. Пружина 12 взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан 13 и верхнюю, охватывающую пружину крышку 9, которая жестко соединена с осесимметричной пружине 12 резьбовой втулкой 6. На крышке 9 закреплен верхний ограничитель хода пружины 12, выполненный в виде цилиндрической втулки 5, охватывающей сверху крышку 9. Верхний ограничитель служит верхним упругодемпфирующим элементом и выполнен из эластомера. В резьбовой втулке 6 закреплен винт 7 для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом (на чертеже не показано). Корпус 8 в верхней части соединен с крышкой 10, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону виброизолируемого объекта, закреплен упругий ограничитель 11 динамического хода объекта, выполненный из эластомера. В крышке 10, перпендикулярно ее оси, выполнено отверстие 3 для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола.

В осевом цилиндроконическом отверстии 2 нижнего цилиндрического упругодемпфирующего элемента 4 из эластомера коаксиально между собой и соосно корпусу расположены два дополнительных демпфирующих элемента, один из которых, имеющий форму в виде цилиндроконической втулки 14, выполнен из полиуретана, а другой 15, расположенный внутри первого и имеющий цилиндрическую форму, выполнен упругим сетчатым элементом. Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см3…2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.

Внутри пружины 12, коаксиально ей, размещен дополнительный демпфер 16, выполненный в виде упругого сетчатого элемента, который взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан 13 и верхнюю, охватывающую пружину крышку 9, которая жестко соединена с осесимметричной пружине 12 резьбовой втулкой 6. Дополнительный демпфер 16 может быть выполнен из эластомера, например литьевого полиуретана.

Возможен вариант, когда пружина 12 выполнена комбинированной (фиг. 2).

Комбинированная пружина содержит корпус 17, выполненный из винтовой, пустотелой и упругой стальной трубки, внутри которой коаксиально и осесимметрично установлена с зазором, по крайней мере, одна дополнительная упругая стальная трубка 19, а в зазорах между трубками расположен, по крайней мере, один фрикционный элемент 18, например из полиэтилена, обладающего высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению со сталью. При этом поверхности корпуса 17, дополнительной упругой стальной трубки 19 соприкасаются с поверхностями фрикционных элементов 18 и 20, а их оси совпадает с осью витков корпуса. Центрально, коаксиально и осесимметрично корпусу 17 расположен винтовой упругий стержень 21, который может быть выполнен так же, как корпус и дополнительные упругие стальные трубки, полым, как показано на чертеже, либо сплошным (на чертеже не показано). Фрикционные элементы 18 и 20 могут быть выполнены трубчатыми, как показано на чертеже, при этом иметь либо сплошную структуру, например из полиэтилена, как элемент 20, либо комбинированную, как элемент 18, например из полиэтилена с вкраплениями гранул из вибродемпфирующего материала. Возможен вариант, когда фрикционный элемент выполнен в виде гранулированной засыпки из вибродемпфирующего материала (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда винтовой упругий стержень 21 выполнен в виде винтовой пружины с шагом, меньшим на 5÷10% шага винтовой линии корпуса 17, для создания натяга, обеспечивающего функциональное назначение фрикционных элементов 18 и 20.

Возможен вариант, когда фрикционный элемент пружины выполнен комбинированным, например из полиэтилена с вкраплениями гранул из вибродемпфирующего материала.

Возможен вариант, когда фрикционный элемент пружины выполнен в виде гранулированной засыпки из вибродемпфирующего материала.

Комбинированная пружина работает следующим образом.

При малых амплитудах колебаний, когда большое затухание нежелательно, рассеиваемая энергия за счет сухого трения между стальной трубкой и фрикционным элементом будет невелика. При больших амплитудах колебаний, особенно при резонансах, демпфирование увеличивается из-за относительного перемещения стальных трубок и фрикционного элемента. Во время длительной работы пружинного амортизатора с большими амплитудами затухание возрастает, так как фрикционный элемент при повышении температуры расширяется в замкнутом объеме в несколько раз больше, чем сталь, увеличивая тем самым давление на стенки стальных трубок, в результате чего возрастает сухое трение и колебания быстро прекращаются.

Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям X, Y, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе и при различных условиях работы.

Виброизолятор для сейсмостойких фундаментов зданий работает следующим образом.

При приложении статической нагрузки на объект, он опускается вниз, сжимая пружину 12, которая воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на основание 1, установленное на межэтажном перекрытии здания или шасси транспортного средства (на чертеже не показано). Нелинейное демпфирование в системе осуществляется за счет наличия нижнего 4 и верхнего 5 ограничителей хода пружины 12, выполненных из эластомера. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного (с зазором) расположения нижнего опорного стакана 13 пружины 12 и верхней, охватывающей пружину крышки 9.

Два дополнительных демпфирующих элемента 14 и 15, выполненные соответственно из полиуретана и сетчатой структуры способствуют расширению частотного диапазона гашения сейсмических волн и повышают эффективность защиты зданий от сейсмотолчков.

При приложении динамической нагрузки со стороны объекта, например работающего оборудования, вибрация гасится пружиной 12 и упругодемпфирующими элементами 4 и 5, жесткость которых рассчитывается на работу сложной системы «перекрытие-упругие элементы-объект» в зарезонансном режиме.

Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано для защиты зданий и сооружений от сейсмической нагрузки.

1. Виброизолятор для сейсмостойких фундаментов зданий, содержащий корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом, корпус жестко связан с основанием, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упругодемпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндроконическим отверстием, выполняющий функции нижнего ограничителя хода пружины, ось которой перпендикулярна основанию, при этом пружина взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан и верхнюю, охватывающую пружину крышку, которая жестко соединена с осесимметричной пружине резьбовой втулкой, а на крышке закреплен верхний ограничитель хода пружины, выполненный в виде цилиндрической втулки, охватывающей сверху крышку, при этом верхний ограничитель служит верхним упругодемпфирующим элементом и выполнен из эластомера, а в резьбовой втулке закреплен винт для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом, при этом корпус в верхней части соединен с крышкой, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону виброизолируемого объекта, закреплен упругий ограничитель динамического хода объекта, выполненный из эластомера, а в крышке, перпендикулярно ее оси, выполнено отверстие для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола, в осевом цилиндроконическом отверстии нижнего цилиндрического упругодемпфирующего элемента из эластомера коаксиально между собой и соосно корпусу расположены два дополнительных демпфирующих элемента, один из которых, имеющий форму в виде цилиндроконической втулки, выполнен из полиуретана, а другой, расположенный внутри первого и имеющий цилиндрическую форму, выполнен упругим сетчатым элементом, причем плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см3…2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм, внутри пружины, коаксиально ей, размещен дополнительный демпфер, выполненный в виде упругого сетчатого элемента, который взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан и верхнюю, охватывающую пружину крышку, которая жестко соединена с осесимметричной пружине резьбовой втулкой, отличающийся тем, что пружина выполнена комбинированной и содержит корпус, выполненный из винтовой пустотелой и упругой стальной трубки, внутри которой коаксиально и осесимметрично установлена с зазором, по крайней мере, одна дополнительная упругая стальная трубка, а в зазорах между трубками расположен, по крайней мере, один фрикционный элемент, например из полиэтилена, обладающего высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению со сталью, при этом поверхности корпуса и дополнительной упругой стальной трубки соприкасаются с поверхностями фрикционных элементов, а их оси совпадает с осью витков корпуса, а центрально, коаксиально и осесимметрично корпусу расположен винтовой упругий стержень, выполненный сплошным, а фрикционные элементы выполнены трубчатыми, например из полиэтилена.

2. Виброизолятор для сейсмостойких фундаментов зданий по п. 1, отличающийся тем, что фрикционный элемент пружины выполнен комбинированным, например из полиэтилена с вкраплениями гранул из вибродемпфирующего материала.

3. Виброизолятор для сейсмостойких фундаментов зданий по п. 1, отличающийся тем, что фрикционный элемент пружины выполнен в виде гранулированной засыпки из вибродемпфирующего материала.

4. Виброизолятор для сейсмостойких фундаментов зданий по п. 1, отличающийся тем, что винтовой упругий стержень пружины выполнен в виде винтовой пружины с шагом, меньшим на 5÷10% шага винтовой линии корпуса, для создания натяга, обеспечивающего функциональное назначение фрикционных элементов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении упругогистерезисных элементов из проволочного материала, применяемых в виброизоляторах и демпферах колебаний агрегатов и приборов.

Изобретение относится к средствам снижения шума на промышленных и транспортных объектах. Технический результат заключается в повышении эффективности шумоглушения на высоких частотах.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующая система содержит четыре виброизолятора, установленных на основании и жестко связанных посредством болтов с опорной платформой.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит винтовую цилиндрическую пружину, взаимодействующую с маятниковым механизмом.

Изобретение относится к средствам снижения шума на промышленных и транспортных объектах. Технический результат заключается в повышении эффективности шумоглушения на высоких частотах.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит основание, крышку и расположенные между ними упругие элементы с демпфером.

Изобретение относится к средствам защиты от вибрации. Система содержит жесткий опорный каркас, являющийся опорной поверхностью для силовой установки, и виброизоляторы, связывающие каркас с основанием.

Изобретение относится к средствам защиты от вибрации. Система содержит жесткий опорный каркас и виброизоляторы, связывающие каркас с основанием.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Каюта содержит металлический штампосварной каркас, состоящий из несущих профильных конструкций, внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Каюта содержит металлический штампосварной каркас, состоящий из несущих профильных конструкций, внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов.

Изобретение относится к средствам защиты человека-оператора от вредного влияния вибрации. Виброизолятор содержит корпус, основание, пружину, нижний и верхний ограничители хода пружины, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку. Корпус жестко связан с основанием, выполненным в виде круглого подпятника. На подпятник опирается нижний ограничитель хода пружины цилиндрической формы с осевым цилиндроконическим отверстием. Пружина взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан и верхнюю охватывающую пружину крышку, которая жестко соединена с резьбовой втулкой. К основанию корпуса при помощи верхней нажимной шайбы прикреплен демпфер. Демпфер содержит сетчатый упругий элемент, который фиксируется нижней и верхней шайбами и опирается на основание. Основание выполнено в виде пластины с крепежными отверстиями. Нижняя шайба соединена с основанием. Верхняя нажимная шайба соединена с центрально расположенным кольцом, охватываемым соосно расположенным кольцом, соединенным с основанием. Упругий сетчатый элемент выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого полиуретаном. Пружина выполнена конической, ее внутренний объем залит полиуретаном. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме и упрощение конструкции и монтажа. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство содержит прижимной лист, имеющий не менее двух групп условных прямоугольных участков между соседними креплениями. Прижимной лист выполнен с толщиной от 0,05 до 0,5 толщины демпфируемой конструкции. Каждая группа содержит участки одинаковых размеров. Среднегеометрическая величина размеров участков наибольшей площади определяется длиной изгибной волны прижимного листа на низшей частоте диапазона. Среднегеометрическая величина размеров участков с меньшей площадью отличается от аналогичной величины участков групп с участками большей площади не менее чем в 1,2 раза. Достигается расширение не менее чем в 2 раза частотного диапазона гашения вибраций. 1 ил.

Изобретение относится к средствам защиты зданий и сооружений от сейсмической нагрузки. Виброизолятор содержит корпус, основание в виде круглого подпятника, пружину и резьбовую втулку, соединяющую пружину с виброизолируемым объектом. Нижний и верхний ограничители хода пружины выполнены из эластомера. В осевом отверстии нижнего ограничителя хода пружины расположены два дополнительных демпфирующих элемента, один из которых имеет форму цилиндроконической втулки и выполнен из полиуретана, а другой расположен внутри первого, имеет цилиндрическую форму и выполнен упругим сетчатым. Внутри пружины размещен цилиндрический демпфер из эластомера, например полиуретана. На цилиндрической поверхности демпфера выполнена винтовая канавка, эквидистантная винтовой поверхности пружины. Между соприкасающимися винтовыми поверхностями демпфера и пружины расположен слой смазки, например солидола. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус, параллельно установленные упругие элементы и нажимные шайбы. Упругие элементы выполнены в виде пружины со встроенным демпфером, соединенной с верхней и нижней нажимными шайбами. Втулка из объемного сетчатого переплетения размещена внутри пружины между нажимными шайбами. Пружина выполнена винтовой цилиндрической и состоит из двух частей со встречно направленными концами. Первая часть пружины имеет витки прямоугольного сечения с закругленными кромками, а вторая часть выполнена полой. Встречно направленный конец первой части размещен в полости второй. Зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой. На конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки. Первую часть винтовой пружины охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус, установленный на основании, и упругий элемент. Корпус выполнен в виде нижней плиты и двух вертикальных стоек. Нижний конец каждой стойки жестко закреплен в нижней плите корпуса. Верхние концы стоек связаны между собой S-образным рычагом. Соосно первой стойке установлен упругий элемент, выполненный в виде пружины, взаимодействующей с виброизолируемым объектом посредством S-образного рычага. Вторая стойка выполнена из упругого материала и имеет круглую, или в виде многоугольника, или в виде эллипса форму поперечного сечения. В зазоре между поверхностями второй стойки и контактирующей с ней втулкой, расположенной в фиксирующем отверстии основания виброизолируемого объекта, расположена антифрикционная смазка, например, типа «солидол». Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме и гашение горизонтальных колебаний. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующая система содержит четыре виброизолятора, имеющих разную жесткость. Платформа опирается на два вертикально расположенных виброизолятора и демпфирующий элемент, расположенные под платформой. Один виброизолятор расположен над свободным концом платформы и закреплен другим торцом на рычаге. На рычаге закреплены два виброизолятора с противоположных сторон относительно свободного конца платформы. На противоположном конце платформы установлен демпфирующий элемент. Каждый из виброизоляторов выполнен в виде пружины со встроенным демпфером. Пружина выполнена винтовой цилиндрической и состоит из двух частей со встречно направленными концами. Первая часть пружины имеет витки прямоугольного сечения с закругленными кромками, а вторая часть выполнена полой. Встречно направленный конец первой части размещен в полости второй. Зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой. На конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки. Первую часть винтовой пружины охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 3 ил.
Наверх