Виброизолятор для фундаментов зданий в сейсмически опасных районах

Изобретение относится к средствам защиты зданий и сооружений от сейсмической нагрузки. Виброизолятор содержит корпус и размещенные в нем упругие элементы. Корпус выполнен в виде основания с крышкой. Упругие элементы выполнены в виде тарельчатой кольцевой пружины. Виброизолируемый объект установлен на резьбовой втулке, размещенной в отверстии верхнего кольца пружины. Между основанием и нижним торцом резьбовой втулки, соосно корпусу, закреплен упругодемпфирующий элемент. Цилиндрическая винтовая пружина выполнена с демпфером внутри. Корпус демпфера выполнен в виде двух оппозитно расположенных фланцев. Элементы крепления в виде резьбовых стержней расположены перпендикулярно фланцам и соосно эластомеру. Профиль боковой поверхности эластомера выполнен гиперболическим в виде бруса равного сопротивления, имеющего постоянную жесткость в осевом и поперечном направлениях, или профиль боковой поверхности эластомера выполнен цилиндрическим или коническим, или профиль боковой поверхности эластомера выполнен гофрированным, а отношение высоты демпфера h к диаметру D опорной поверхности эластомера находится в оптимальном соотношении величин: h/D=0,45…1,55, цилиндрическая винтовая пружина упругодемпфирующего элемента содержит на внешней винтовой поверхности дополнительный демпфирующий элемент, выполненный в виде полиуретановой эластичной трубки, надетой на ее внешнюю поверхность беззазорно. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

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

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2285833, F16F 7/00 (прототип), содержащий корпус, упругие плоские элементы и элементы их крепления к корпусу.

Недостатком известного устройства является сравнительно недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.

Это достигается тем, что в виброизоляторе для фундаментов зданий в сейсмически опасных районах, содержащем корпус и размещенные в нем упругие элементы, корпус выполнен в виде основания с крышкой, а упругие элементы - в виде тарельчатой кольцевой пружины, состоящей из верхнего и нижнего упругих колец, связанных упругими пластинами, и закрепленной в корпусе через периферийную втулку, установленную между основанием, нижним кольцом пружины и крышкой, а виброизолируемый объект устанавливается на резьбовой втулке, размещенной в отверстии верхнего кольца пружины, и прикрепленной к пружине посредством резьбового соединения, а между основанием и нижним торцом резьбовой втулки, соосно корпусу, закреплен упругодемпфирующий элемент, выполненный в виде основания и крышки, между которыми размещена цилиндрическая винтовая пружина, с демпфером внутри, причем корпус демпфера выполнен в виде двух оппозитно расположенных фланцев, имеющих форму, конгруэнтную форме опорных поверхностей эластомера, и жестко связанных с эластомером, причем на фланцах закреплены элементы крепления в виде резьбовых стержней, расположенных перпендикулярно фланцам и соосно эластомеру, причем профиль боковой поверхности эластомера выполнен гиперболическим в виде бруса равного сопротивления, имеющего постоянную жесткость в осевом и поперечном направлениях, цилиндрическая винтовая пружина упругодемпфирующего элемента содержит на внешней винтовой поверхности дополнительный демпфирующий элемент, выполненный в виде полиуретановой эластичной трубки, надетой на ее внешнюю поверхность беззазорно.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого виброизолятора, на фиг. 2, 3 - вариант выполнения кольцевой тарельчатой пружины (фронтальный разрез и вид сверху), на фиг. 4 - вариант выполнения демпфера.

Виброизолятор для фундаментов зданий в сейсмически опасных районах содержит корпус, который выполнен в виде основания 1 и крышки 2 (фиг. 1). Упругие элементы выполнены в виде кольцевой тарельчатой пружины, состоящей из нижнего 4 и верхнего 5 колец, связанных между собой упругими пластинами 7 с образованием вырезов (проемов или фигурных отверстий) 6. Кольцевая тарельчатая пружина закреплена в корпусе через периферийную втулку 3, установленную между основанием 1, нижним кольцом пружины 4 и крышкой 2, а виброизолируемый объект 10 устанавливается на резьбовой втулке 11, размещенной в отверстии 9 верхнего кольца 5 пружины. Резьбовая втулка 11 прикреплена к тарельчатой пружине посредством резьбового соединения, например через втулку 8. Кольцевая тарельчатая пружина закреплена в корпусе с зазором относительно крышки 2 и резьбовой втулки 11. Периферийная втулка 3 может быть выполнена металлической или из эластомера с жесткостью, большей жесткости кольцевой тарельчатой пружины. Кольцевая тарельчатая пружина выполнена в виде двух плоских упругих, соосно расположенных колец, нижнего 4 и верхнего 5, соединенных между собой посредством по крайней мере трех плоских упругих пластин 7 (фиг. 2, 3). Между основанием 1 и нижним торцом резьбовой втулки 11, соосно корпусу, закреплен упругодемпфирующий элемент, выполненный в виде основания 15 и крышки 14, между которыми размещена цилиндрическая винтовая пружина 12 с демпфером 13 внутри.

Цилиндрическая винтовая пружина 12 упругодемпфирующего элемента содержит на внешней винтовой поверхности дополнительный демпфирующий элемент (на чертеже не показан), выполненный в виде полиуретановой эластичной трубки, надетой на ее внешнюю поверхность беззазорно.

Возможен вариант, когда на внешнюю винтовую поверхность цилиндрической винтовой пружины 12 в качестве дополнительного демпфирующего элемента (на чертеже не показан) нанизаны «бусинки» из полиуретана круглой формы.

Упругие пластины 7, соединяющие нижнее 4 и верхнее 5 кольца, могут быть выполнены в виде упругих стержней круглого, квадратного, прямоугольного, многоугольного профиля или профиля, выполненного по кривым второго и «n» порядка (на чертеже не показаны).

Демпфер 13 выполнен из эластомера 18 (фиг. 4) и содержит корпус, который выполнен в виде двух оппозитно расположенных фланцев 16 и 17, имеющих форму, конгруэнтную форме опорных поверхностей эластомера 18, и жестко связанных с эластомером, причем на фланцах закреплены элементы крепления 19 и 20 в виде резьбовых стержней, расположенных перпендикулярно фланцам 16 и 17 и соосно эластомеру 18, причем профиль боковой поверхности эластомера выполнен гиперболическим в виде бруса равного сопротивления, имеющего постоянную жесткость в осевом и поперечном направлениях, что обеспечивает равночастотность упругого элемента виброизолятора во всех направлениях.

Профиль боковой поверхности эластомера демпфера 13 может быть выполнен цилиндрическим (фиг. 4) или коническим (на чертеже не показано). Кроме того, профиль боковой поверхности эластомера может быть выполнен гофрированным (на чертеже не показано). Отношение высоты виброизолятора h к диаметру D опорной поверхности эластомера находится в оптимальном соотношении величин: h/D=0,45…1,55.

Демпфер 13 может быть выполнен из эластомера, например литьевого полиуретана, или в виде упругого сетчатого элемента. 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.

Виброизолятор для фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах, работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта 10, установленного на резьбовой втулке 11, обеспечивается пространственная виброзащита объекта и защита его от ударов. Причем жесткость кольцевой тарельчатой пружины, за счет ее конструктивного исполнения, может быть подобрана в любом требуемом сочетании по главным осям вибрации, например, большей в горизонтальном направлении, нежели в вертикальном, и наоборот, и т.д. во всех сочетаниях как линейных, так и угловых колебаний.

Демпфер 13, выполненный соответственно из полиуретана или сетчатой структуры, способствует расширению частотного диапазона гашения сейсмических волн и повышает эффективность защиты зданий от сейсмотолчков. Кроме того, горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения эластомера, что дает ему определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости. Выполнение профиля боковых поверхностей эластомера гиперболическим в виде бруса равного сопротивления, имеющего постоянную жесткость в осевом и поперечном направлениях, позволяет обеспечить равнопрочность, равночастотность и экономичность эластомера, например, резины или полиуретана. За счет оппозитного расположения фланцев 16 и 17 упрощается монтаж и эксплуатация системы виброизоляции в целом.

1. Виброизолятор для фундаментов зданий в сейсмически опасных районах, содержащий корпус и размещенные в нем упругие элементы, корпус выполнен в виде основания с крышкой, а упругие элементы - в виде тарельчатой кольцевой пружины, состоящей из верхнего и нижнего упругих колец, связанных упругими пластинами, и закрепленной в корпусе через периферийную втулку, установленную между основанием, нижним кольцом пружины и крышкой, а виброизолируемый объект устанавливается на резьбовой втулке, размещенной в отверстии верхнего кольца пружины, и прикрепленной к пружине посредством резьбового соединения, отличающийся тем, что между основанием и нижним торцом резьбовой втулки, соосно корпусу, закреплен упругодемпфирующий элемент, выполненный в виде основания и крышки, между которыми размещена цилиндрическая винтовая пружина, с демпфером внутри, причем корпус демпфера выполнен в виде двух оппозитно расположенных фланцев, имеющих форму, конгруэнтную форме опорных поверхностей эластомера, и жестко связанных с эластомером, причем на фланцах закреплены элементы крепления в виде резьбовых стержней, расположенных перпендикулярно фланцам и соосно эластомеру, причем профиль боковой поверхности эластомера выполнен гиперболическим в виде бруса равного сопротивления, имеющего постоянную жесткость в осевом и поперечном направлениях, или профиль боковой поверхности эластомера выполнен цилиндрическим или коническим, или профиль боковой поверхности эластомера выполнен гофрированным, а отношение высоты демпфера h к диаметру D опорной поверхности эластомера находится в оптимальном соотношении величин: h/D=0,45…1,55.

2. Виброизолятор для фундаментов зданий в сейсмически опасных районах по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрическая винтовая пружина упругодемпфирующего элемента содержит на внешней винтовой поверхности дополнительный демпфирующий элемент, выполненный в виде полиуретановой эластичной трубки, надетой на ее внешнюю поверхность беззазорно.

3. Виброизолятор для фундаментов зданий в сейсмически опасных районах по п. 1, отличающийся тем, что на внешнюю винтовую поверхность цилиндрической винтовой пружины в качестве дополнительного демпфирующего элемента нанизаны «бусинки» из полиуретана круглой формы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит П-образное основание, упругие элементы рессорного типа и опорные узлы.

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство содержит корпус и упругий элемент.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит основание, стойку, упругие элементы рессорного типа и опорный узел.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус и упругие элементы, взаимодействующие с объектом.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус и упругий элемент, взаимодействующий с объектом.

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования. Система содержит основание, виброизоляторы с разной жесткостью, демпфирующий элемент пакетного типа, платформу для размещения на одном из ее концов виброизолируемого станка, рычаг, установленный на основании.

Изобретение относится к области машиностроения. В систему параллельно упругим элементам вводят винтовые несамотормозящиеся механизмы.

Изобретение относится к машиностроению. Между объектом защиты и возбудителем колебаний установлена система нижних и верхних рычагов в виде ромба.

Изобретение относится к машиностроению. Комбинированная виброизолирующая система содержит основание, пространственный передаточный механизм, шарнирно связывающий основание и виброизолируемый объект.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующая система содержит основание, пространственный передаточный механизм, шарнирно связывающий основание и виброизолируемый объект.

Изобретение относится к области машиностроения. 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. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующая система содержит основание, пространственный передаточный механизм, шарнирно связывающий основание и виброизолируемый объект. Передаточный механизм выполнен в виде двух параллельно установленных на виброизолируемом объекте в шарнирах торсионов с оппозитно закрепленными на их концах рычагами. Свободные концы рычагов с помощью сферических шарниров связаны с вертикальными тягами. Тяги соединены с основанием сферическими шарнирами. Три вибродемпфирующие пружины установлены и зафиксированы между основанием виброизолируемого объекта и основанием защищаемого межэтажного перекрытия здания. Каждая из трех вибродемпфирующих пружин содержит нижнюю и верхнюю опорные пластины. Между пластинами коаксиально и концентрично установлены наружная с правым и внутренняя с левым углами подъема витков пружины. Нижняя опорная пластина является основанием, на котором нижние фланцы пружин жестко закреплены. Между верхней опорной пластиной и верхним фланцем внутренней пружины расположен демпфер сухого трения. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Виброизолятор с пакетом тарельчатых пружин содержит основание (1), на котором закреплен упругий элемент, выполненный в виде пакета последовательно соединенных блоков тарельчатых пружин, и маятниковый подвес с установленной на нем платформой для виброизолируемого объекта. Маятниковый подвес состоит из стакана (2), закрепленного нижней частью на основании (1) осесимметрично пакету тарельчатых пружин. Верхняя часть стакана (2) соединена по скользящей посадке с демпфирующей плитой (11), опирающейся на пакет тарельчатых пружин. На демпфирующей плите (11) установлена шайба (9) с центральной конической поверхностью (10), контактирующей со сферическим профилем резьбовой втулки (7), контактирующей с резьбовой частью (6) штока (3) маятникового подвеса. Между днищем стакана (2) и нижним торцом цилиндрической части штока (3) маятникового подвеса установлен упругодемпфирующий элемент (4), а на верхней плоской поверхности резьбовой втулки (7) закреплена платформа (8) для виброизолируемого объекта. Технический результат: повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме и упрощение конструкции и монтажа. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Виброизолятор тарельчатый содержит основание (1), на котором закреплен упругий элемент, выполненный в виде пакета последовательно соединенных блоков тарельчатых пружин, и маятниковый подвес с установленной на нем платформой для виброизолируемого объекта. Маятниковый подвес состоит из стакана (2), закрепленного нижней частью на основании (1) осесимметрично пакету тарельчатых пружин. Верхняя часть стакана (2) соединена по скользящей посадке с демпфирующей плитой (11), опирающейся на пакет тарельчатых пружин. На демпфирующей плите (11) установлена шайба (9) с центральной конической поверхностью (10), контактирующей со сферическим профилем резьбовой втулки (7), контактирующей с резьбовой частью (6) штока (3) маятникового подвеса. Между днищем стакана (2) и нижним торцом цилиндрической части штока (3) маятникового подвеса установлен упругодемпфирующий элемент (4), а на верхней плоской поверхности резьбовой втулки (7) закреплена платформа (8) для виброизолируемого объекта. Технический результат: повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме и упрощение конструкции и монтажа. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты технологического оборудования от воздействия вибрации. Пространственный рессорный виброизолятор содержит основание, стойку (4), упругие элементы рессорного типа и опорные узлы. Стойка (4) выполнена в виде перпендикулярного основанию и жестко закрепленного в нем стержня с резьбовым концом, на котором устанавливается П-образное основание (3), фиксирующее упругий элемент (2) рессорного типа посредством упругих элементов, расположенных в пазах П-образного основания (3) посредством крышки (5) и цилиндрической упругой шайбы (6), надетой на стержень. Упругие элементы, фиксирующие упругий элемент (2), выполнены с жесткостью большей жесткости упругого элемента (2). Для снижения амплитуды колебаний на резонансных режимах между упругим элементом (2) и основанием установлен дополнительный упругодемпфирующий элемент (10). Дополнительный упругодемпфирующий элемент (10) выполнен в виде демпфера, содержащего корпус и размещенный в нем поршень, корпус выполнен в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень, выполненный в виде стакана с параллельными между собой и соосными корпусу верхним и нижним буртиками, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками расположен фрикционный материал. В нижнюю поверхность поршня упирается пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, причем полость между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, а верхняя поверхность верхнего буртика поршня упирается в упругое кольцо, соединенное со стопорным элементом, выполненным, например, в виде стопорного кольца, фиксируемого в канавке внутренней поверхности цилиндра корпуса, при этом стопорный элемент через упругое кольцо контактирует с верхней поверхностью верхнего буртика поршня, удерживая его в исходном состоянии. В качестве фрикционного материала, расположенного между буртиками поршня, используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний. Пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном. Технический результат - повышение эффективности виброизоляции. 5 ил.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Создают цепную схему соединения элементов при кинематическом возмущении со стороны общей вибрирующей опорной поверхности. Вводят во все каскады исходной системы устройства для преобразования движения, представляющие собой несамотормозящиеся винтовые механизмы. Используют настроечные механизмы из фрикционных колодок, прижимаемых к боковым поверхностям гаек-маховиков посредством сервоприводов. Управляют и обеспечивают соблюдение связности между значениями приведенных масс, опирающихся на вибрирующую поверхность, по сигналу со стороны системы управления. Устройство содержит взаимодействующие между собой устройства для преобразования движения. Созданные на гайках-маховиках управляемые силы сопротивления трансформируются в устройства для преобразования движения в соответствующие изменения приведенных масс. Достигается упрощение механизма регулирования динамического состояния виброзащитной системы, гашение колебаний одновременно по двум координатам движения объекта защиты. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Соединяют тяговый двигатель через колесную пару с рельсовым контактом и соединение носика корпуса двигателя с рамой тележки локомотива. Обеспечивают уменьшение уровня вибраций, передающихся на двигатель как со стороны рельсового пути, так и со стороны колебаний рамы локомотива. Параллельно упругому элементу в буксовой ступени вводят дополнительную связь в виде устройства для преобразования движения с нерегулируемым приведенным моментом инерции гайки-маховика. Вводят параллельно упругому элементу управляемое устройство для преобразования движения в ступени: носик корпуса двигателя – рама. Обеспечивают возможность необходимого изменения приведенных массоинерционных характеристик вибрационного состояния тягового двигателя. Реализуют режим динамического гашения колебаний одновременно по двум координатам. Устройство содержит устройство для преобразования движения в виде несамотормозящегося винтового механизма. На гайке-маховике через прижим фрикционных колодок к боковой поверхности гайки сервопривод реализует управляющее воздействие в форме момента сил сопротивления. Достигается эффект динамического гашения по двум координатам вертикальных колебаний. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области машиностроения. В систему вводят дополнительно параллельно упругим элементам винтовые несамотормозящиеся механизмы, содержащие винты с гайками-маховиками. Винтовые несамотормозящиеся механизмы соединяют с дисками через зубчатые колеса. Регулируют прижатие тормозных накладок к дискам при помощи блока управления и системы датчиков. Настраивают параметры системы для обеспечения эффекта одновременного динамического гашения колебаний по двум координатам движения. Устройство содержит два несамотормозящихся винтовых механизма. Усилие нажатия на диски управляется посредством реостатов при помощи блока измерения и обработки сигналов, получаемых от системы датчиков. Механизм регулирования момента инерции представляет собой соединение гаек-маховиков винтового несамотормозящегося механизма и зубчатой передачи. Достигается обеспечение гашения колебаний объекта защиты по двум координатам. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам защиты зданий и сооружений от сейсмической нагрузки. Виброизолятор содержит корпус и размещенные в нем упругие элементы. Корпус выполнен в виде основания с крышкой. Упругие элементы выполнены в виде тарельчатой кольцевой пружины. Виброизолируемый объект установлен на резьбовой втулке, размещенной в отверстии верхнего кольца пружины. Между основанием и нижним торцом резьбовой втулки, соосно корпусу, закреплен упругодемпфирующий элемент. Цилиндрическая винтовая пружина выполнена с демпфером внутри. Корпус демпфера выполнен в виде двух оппозитно расположенных фланцев. Элементы крепления в виде резьбовых стержней расположены перпендикулярно фланцам и соосно эластомеру. Профиль боковой поверхности эластомера выполнен гиперболическим в виде бруса равного сопротивления, имеющего постоянную жесткость в осевом и поперечном направлениях, или профиль боковой поверхности эластомера выполнен цилиндрическим или коническим, или профиль боковой поверхности эластомера выполнен гофрированным, а отношение высоты демпфера h к диаметру D опорной поверхности эластомера находится в оптимальном соотношении величин: hD0,45…1,55, цилиндрическая винтовая пружина упругодемпфирующего элемента содержит на внешней винтовой поверхности дополнительный демпфирующий элемент, выполненный в виде полиуретановой эластичной трубки, надетой на ее внешнюю поверхность беззазорно. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх