Виброизолирующая опора судовой дизельной энергетической установки

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующая опора содержит упругий элемент в виде стального каната, навитого по спирали, и крепежные средства. Витки упругого элемента пропущены через цилиндрические отверстия опорных пластин. Корпус опоры выполнен в форме параллелепипеда. Упругий элемент выполнен в виде одной пары последовательно соединенных элементов. Между внутренними подвижными опорными пластинами установлен плавающий элемент крепления опоры к лапе энергетической установки. Верхняя наружная опорная пластина прикреплена к верхней полке корпуса. Нижняя неподвижная опорная пластина прикреплена с одной стороны к нижней полке корпуса, а с другой - к судовому фундаменту. Достигается улучшение жесткостных характеристик виброизолирующей опоры. 5 ил.

 

Изобретение относится к виброизолирующим опорам судовых дизельных энергетических установок, а также может быть использовано для защиты от вибрации, ударов и сотрясений других объектов техники.

В качестве виброизолирующих опор судовых дизельных энергетических установок (СДЭУ) кроме традиционных резинометаллических виброизоляторов (амортизаторов) применяют также цилиндрические канатные (тросовые) виброизоляторы. Известен цилиндрический тросовый виброизолятор - патент РФ №2185548, кл. F16F 7/14.

Наиболее близким техническим решением является «Цилиндрический канатный виброизолятор» (ЦКВ) - патент РФ №2390668, кл. F16F 7/14, принятый за прототип.

ЦКВ содержит упругий элемент в виде стального каната, навитого по спирали, первую и вторую опорные монолитные или сборные пластины с цилиндрическими отверстиями, причем через эти отверстия пропущены витки упругого элемента.

Существенными недостатками известных ЦКВ являются:

1. Жесткость при сжатии ЦКВ (фиг. 1, кривая «a-b») меньше жесткости при растяжении (фиг. 1, кривая «a-c»), то есть жесткости при сжатии и растяжении не одинаковы - различаются (Минасян A.M. Создание и развитие средств снижения виброактивности судовых дизель - генераторных агрегатов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. СПб. СПбГМТУ. 2013. - 22 с.).

2. Нестабильность во времени характеристик ЦКВ, то есть просадка под действием долговременной статической и вибрационной нагрузки, особенно для СДЭУ.

Техническим результатом данного изобретения является улучшение жесткостных характеристик опорных виброизоляторов СДЭУ.

Указанный технический результат достигается тем, что виброизолирующая опора судовой дизельной энергетической установки, содержащая упругий элемент в виде стального каната, навитого по спирали, подвижный и неподвижный опорные монолитные или сборные пластины с цилиндрическими отверстиями, причем через эти отверстия пропущены витки упругого элемента, крепежные средства, согласно изобретению корпус опоры выполнен в форме параллелепипеда, а упругий канатный элемент выполнен в виде одной пары элементов, соединенных последовательно.

Между внутренними - подвижными - опорными пластинами установлен плавающий элемент крепления опоры к лапе энергетической установки.

Одна - верхняя наружная - опорная пластина закреплена к верхней полке корпуса, а другая - нижняя неподвижная - опорная пластина закреплена с другой стороны к нижней полке корпуса, а с другой стороны к судовому фундаменту.

Под действием статической нагрузки от веса СДЭУ упругие канатные элементы нижнего ЦКВ со стороны основания (судового набора, фундамента) испытывают деформацию сжатия, а упругие канатные элементы верхнего ЦКВ, расположенные до плавающего элемента, испытывают деформацию растяжения (см. фиг. 1 и 2).

Поскольку все опорные элементы двух ЦКВ закреплены к соответствующим неподвижным и подвижным элементам виброизолятора, то под действием знакопеременной вибрационной нагрузки одновременно работают два ЦКВ, испытывая при этом одновременно знакопеременные деформации. При направлении возмущающей силы вниз, упругий элемент нижнего ЦКВ сжимается, а упругий элемент верхнего ЦКВ растягивается и, наоборот, при изменении направления возмущающей силы вверх упругий элемент нижнего ЦКВ растягивается, а упругий элемент верхнего ЦКВ сжимается.

Такая особенность одновременной работы, но с противоположным характером испытываемой деформации упругих элементов двух ЦКВ, обеспечивает комбинирование их нагрузочных характеристик сжатия и растяжения, следовательно, и высокую эффективность виброизолирующей опоры СДЭУ.

Стальные канаты рассчитаны на высокие растягивающие усилия, поэтому упругий канатный элемент верхнего ЦКВ является работоспособным, в том числе и при выпрямлении витков каната. Эта особенность препятствует деформации сжатия нижнего ЦКВ за пределы его расчетной деформации, что таким образом устраняет склонность упругого канатного элемента к остаточной деформации и просадки, способствуя увеличению долговечности опоры в целом.

Техническое решение поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-5.

На фиг. 1 изображены схемы нагружения и нагрузочные характеристики при сжатии и растяжении цилиндрического канатного виброизолятора.

На фиг. 2 изображена поперечная схема расположения виброизолирующих опор СДЭУ.

На фиг. 3 изображена поперечная схема виброизолирующей опоры СДЭУ.

На фиг. 4 изображен вид виброизолирующей опоры СДЭУ сбоку;

На фиг. 5 представлена типичная нагрузочная характеристика «сила - деформация» виброизолятора.

Упругая связь энергетической установки 1 лапами 2 с судавым набором (фундаментом) 3 осуществляется виброизолирующими опорами с корпусом 4 в форме параллелепипеда, внутри которых расположена пара последовательно соединенных цилиндрических канатных виброизоляторов 5 (верхнего), 6 (нижнего) с опорными пластинами 7-10 и плавающим элементами, расположенным между внутренними опорными пластинами 8 и 9 виброизоляторов с крепежными средствами 12-17 (фиг. 2-4). Крепление плавающего элемента 11 к лапе 2 дизеля осуществляется крепежным средством 16 (фиг. 2-4).

Виброизолирующая опора СДЭУ работает следующим образом.

Под действием статической нагрузки от веса СДЭУ 1 упругие канатные элементы нижнего ЦКВ 6 со стороны основания 3 (судового набора, фундамента) испытывают деформацию сжатия, а упругие канатные элементы верхнего ЦКВ 5, расположенные перед плавающим элементом 11, испытывают деформацию растяжения (см. фиг. 1 и 2).

Поскольку все опорные элементы двух ЦКВ закреплены к соответствующим неподвижным и подвижным элементам виброизолятора, то под действием знакопеременной вибрационной нагрузки одновременно работают два ЦКВ, испытывая при этом одновременно знакопеременные деформации (фиг. 1). При направлении возмущающей силы вниз упругий элемент 6 нижнего ЦКВ сжимается, а упругий элемент верхнего 5 ЦКВ растягивается и, наоборот, при изменении направления возмущающей силы вверх упругий элемент нижнего 6 ЦКВ растягивается, а упругий элемент верхнего 5 ЦКВ сжимается.

Такая особенность одновременной работы, но с противоположным характером испытываемой деформации упругих элементов 5, 6 двух ЦКВ, обеспечивает комбинирование их нагрузочных характеристик сжатия и растяжения, следовательно, и высокую эффективность виброизолирующей опоры СДЭУ.

Стальные канаты рассчитаны на высокие растягивающие усилия, поэтому упругий канатный элемент верхнего 5 ЦКВ является работоспособным, в том числе и при выпрямлении витков каната. Эта особенность препятствует деформации сжатия нижнего 6 ЦКВ за пределы его расчетной деформации, что таким образом устраняет склонность упругого канатного элемента к остаточной деформации и просадке, способствуя увеличению долговечности опоры в целом.

Основные свойства виброизолирующей опоры характеризуются двумя участками, представленными на фиг. 5. На начальном участке (участок «вибрация» - малые смещения) виброизолирующие опоры СДЭУ обладают достаточно большой жесткостью. С ростом амплитуды воздействия жесткость опоры уменьшается, вследствие чего его собственная частота все более понижается. При ударной нагрузке начальное перемещение велико (участок «удар», фиг. 5), поэтому жесткость опоры мала и за счет значительной деформации происходит поглощение энергии. Когда ход сжатия опоры достигает приблизительно 75% его номинальной высоты, жесткость снова начинает возрастать. Однако к этому моменту ускорение удара уже уменьшилось и большая часть энергии удара поглотилась (рассеялась). В отличие от прототипа у предложенной опоры диссипативная характеристика более равномерна во всем диапазоне допустимых деформаций, что позволяет эффективно снижать нагрузки до требуемых пределов.

Колебательная энергия от лапы 2 СДЭУ передается через плавающий опорный элемент 11 (фиг. 3, 4) и витки канатных упругих элементов 5, 6. За счет трения между стальными жилами каната происходит рассеяние колебательной энергии и снижение передачи усилий через наружные опорные пластины 7, 10 и корпус 4 на фундамент (участок «вибрация», фиг. 5).

Предлагаемая опора обеспечивает также требуемую защиту при возникновении случайных толчков и сотрясений со стороны судового фундамента 3 (фиг. 2). Таким образом, учитывая представленные выше особенности виброизолирующей опоры СДЭУ, техническое решение является полезным.

Анализ известных технических решений в данной области и смежных отраслях показывает, что конструкций виброизолирующих опор с указанными особенностями, преимуществами и отличительными признаками не имеется.

Виброизолирующая опора судовой дизельной энергетической установки, содержащая упругий элемент в виде стального каната, навитого по спирали, подвижную и неподвижную опорные монолитные или сборные пластины с цилиндрическими отверстиями, причем через эти отверстия пропущены витки упругого элемента, крепежные средства, отличающаяся тем, что корпус опоры выполнен в форме параллелепипеда, а упругий канатный элемент выполнен в виде одной пары элементов, соединенных последовательно, между внутренними - подвижными - опорными пластинами установлен плавающий элемент крепления опоры к лапе энергетической установки, при этом одна - верхняя наружная - опорная пластина закреплена к верхней полке корпуса параллелепипеда, а другая - нижняя неподвижная - опорная пластина закреплена с одной стороны к нижней полке корпуса, а с другой стороны к судовому фундаменту.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. Амортизатор содержит тросовый виброгаситель зигзагообразной формы и ударозащитное устройство из пружин сжатия.

Муфта // 2548265
Изобретение относится к области упругих неопорных соединений, а именно к муфтам. Муфта содержит ведущую и ведомую части, размещенный между ними змеевидный тросовый упругодемпфирующий элемент в форме решетки с петлями и двумя парами наружной и внутренней опорных планок.

Изобретение относится к машиностроению. Ударовиброизолятор содержит упругий, упругодемпфирующий канатный, опорные и разделительные элементы и крепежные средства.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит две параллельно расположенные опоры, упругогистерезисный элемент, жестко закрепленный в опорах, и крепежные детали.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит упругий элемент из отрезков стального троса.

Изобретение относится к области защиты объектов от воздействия динамических нагрузок. Способ заключается в следующем.

Изобретение относится к области защиты объектов от воздействия динамических нагрузок. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к машиностроению. Амортизатор содержит два опорных элемента с боковыми сквозными отверстиями, через которые последовательно проходит проволочный трос. Торцевые фаски боковых отверстий выполнены закругленными. Узлы крепления каждого витка спирали проволочного троса к опорным элементам выполнены в виде углублений на поверхности опорных элементов, образованных в результате прессовки. Углубления представляют собой восьмиугольники с одинаковыми противоположными сторонами. Углубления ограничены снизу плоским центральным прямоугольным участком и двумя примыкающими к нему наклонными боковыми плоскими участками в форме трапеции. Достигается повышение срока службы и сохранение высокой стабильности характеристик амортизатора во время продолжительной эксплуатации. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Опора содержит наружные и внутренние нижние и верхние плоские опорные элементы, упругий, упругодемпфирующий и крепежные элементы. Упругий элемент выполнен из двухрядных одинарных или нескольких концентрических пружин сжатия между наружными опорными элементами. Центрирующее средство пружин сжатия выполнено в виде сквозных отверстий на внутренних опорных элементах. Упругодемпфирующий элемент выполнен из зигзагообразных элементов одного стального каната с образованием петель, расположенного по всему периметру опорных элементов. Наружные опорные элементы выполнены прямоугольной формы или торцами по ширине или по длине выполнены полукруглыми. Внутренние опорные элементы торцами по ширине или по длине выполнены полукруглыми. Достигается увеличение жесткости на сдвиг по продольной оси опоры, улучшение компоновки опоры. 1 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к способам монтажа тяжелых судовых дизельных энергетических установок (СДЭУ) и устройствам для их осуществления. Перед монтажом СДЭУ определяют центр тяжести (ЦТ) по вертикально-поперечной плоскости и перемещают противоположно-симметрично расположенные по поперечной плоскости СДЭУ группы парных виброизоляторов относительно крепежных отверстий по левому и правому борту. Уточняют совпадение одного из множеств отверстий опорных пластин виброизоляторов с соответствующими отверстиями нижних правой левой полок подмоторной рамы и судового фундамента. Производят окончательное крепление виброизоляторов с одной стороны к нижним правой и левой полкам подмоторной рамы, а с другой - к судовому фундаменту. Устройство для осуществления способа монтажа СДЭУ содержит виброизоляторы, которые размещены между левой и правой полками подмоторной рамы СДЭУ и судовым фундаментом, и жестко-прикрепленные к раме и фундаменту. Опорные пластины виброизоляторов по всей длине выполнены с множеством резьбовых отверстий с минимальным расстоянием J между смежными отверстиями. Достигается обеспечение равнонагруженности виброизоляторов и увеличение их срока службы. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство содержит вибрирующее и защищаемое основания, основной упругий элемент (3), направляющие компенсатора жесткости и компенсатор жесткости, опору, стойки, платформу, скобы, корпус с фиксирующими отверстиями и блок управления (12). Компенсатор жесткости установлен параллельно основному упругому элементу. Блок управления состоит из датчика пространственных колебаний (13), источника питания (15) и виброрегулятора (14). Направляющие компенсатора жесткости выполнены из тросовых упругих элементов (17). Компенсатор жесткости выполнен в виде цилиндра с шестью гранями с углом наклона до 90° и состоит из стального якоря (6) и круглых электромагнитных дисков (4, 5). Электромагнитный диск состоит из чередующихся немагнитных прокладок (16) и секторов электромагнитов постоянного тока, выполненных с углом 60°. Направляющие компенсатора жесткости жестко закреплены на скобах (10) и протянуты через фиксирующие отверстия (11) в корпусе. Корпус жестко закреплен на вибрирующем основании. Стальной якорь жестко связан с защищаемым основанием через опору и стойки. Диски жестко закреплены на вибрирующем основании. Достигается улучшение виброизолирующих свойств и упрощение конструкции направляющих компенсатора жесткости. 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство содержит вибрирующее (2) и защищаемое (1) основания, шток (8), основной упругий элемент (3), закрепленный между указанными основаниями, и компенсатор жесткости. Компенсатор жесткости установлен параллельно основному упругому элементу. Направляющий блок содержит крестовину (11) с фиксирующими отверстиями и протянутый через них тросовый упругий элемент (4). Тросовый упругий элемент жестко связан со штоком компенсатора жесткости. Компенсатор жесткости выполнен в виде магнитного якоря в форме конуса с шестью гранями с углом наклона до 90° и круглых дисков (5, 6). Диск состоит из чередующихся немагнитных прокладок и секторов неодимовых магнитов, выполненных с углом 60°. Рабочие грани выполнены параллельными граням магнитного якоря и расположены на расстоянии, не превышающем амплитуду колебаний вибрации. Магнитный якорь (7) жестко связан с защищаемым основанием через шток. Диски жестко закреплены на вибрирующем основании. Достигается уменьшение массогабаритных показателей, упрощение конструкции и сборки, улучшение виброизолирующих свойств. 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующая опора содержит упругий элемент в виде стального каната, навитого по спирали, и крепежные средства. Витки упругого элемента пропущены через цилиндрические отверстия опорных пластин. Корпус опоры выполнен в форме параллелепипеда. Упругий элемент выполнен в виде одной пары последовательно соединенных элементов. Между внутренними подвижными опорными пластинами установлен плавающий элемент крепления опоры к лапе энергетической установки. Верхняя наружная опорная пластина прикреплена к верхней полке корпуса. Нижняя неподвижная опорная пластина прикреплена с одной стороны к нижней полке корпуса, а с другой - к судовому фундаменту. Достигается улучшение жесткостных характеристик виброизолирующей опоры. 5 ил.

Наверх