Пружинный виброизолятор кочетова для фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах

Изобретение относится к области машиностроения. Пружинный виброизолятор для фундаментов зданий содержит корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом. Нижний цилиндрический упруго-демпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндро-коническим отверстием опирается на круглый подпятник. В резьбовой втулке закреплен винт для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом. Упругий ограничитель динамического хода объекта закреплен на торцевой поверхности крышки. Отверстие выполнено в крышке для закачки в систему солидола. Два дополнительных демпфирующих элемента расположены коаксиально между собой и соосно корпусу. Демпфер из эластомера размещен внутри пружины коаксиально ей. Цилиндрическая винтовая пружина упруго-демпфирующего элемента содержит на внешней винтовой поверхности дополнительный демпфирующий элемент, выполненный в виде полиуретановой эластичной трубки, одетой на ее внешнюю поверхность беззазорно. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 3 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 №129584 от 27.06.13 (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 за счет увеличения демпфирования колебаний на низких частотах при сохранении габаритов виброизолятра.

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 упруго-демпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндро-коническим 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 упруго-демпфирующим 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, а внутри пружины, коаксиально ей, размещен демпфер из эластомера.

На фиг.1 изображен фронтальный разрез виброизолятора для фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах, на фиг.2 представлен общий вид резинового демпфера с цилиндрическим эластомером; на фиг.3 представлен общий вид резинового демпфера с эластомером гофрированной формы.

Пружинный виброизолятор для фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах содержит корпус 8 (фиг.1), жестко связанный с основанием 1, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упруго-демпфирующий элемент 4 из эластомера с осевым цилиндро-коническим отверстием 2, выполняющий функции нижнего ограничителя хода пружины 12. Внутри пружины, коаксиально ей, размещен демпфер из эластомера (фиг.2-3).

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 упруго демпфирующим 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 цилиндро-коническом отверстии 2 нижнего цилиндрического упруго-демпфирующего элемента 4 из эластомера коаксиально между собой и соосно корпусу, расположены два дополнительных демпфирующих элемента, один из которых, имеющий форму в виде цилиндро-конической 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/см…2,0 г/см, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.

Демпфер из эластомера (фиг.2-3) 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 может быть выполнен цилиндрическим (фиг.2) или коническим (на чертеже не показано). Кроме того, профиль боковой поверхности эластомера может быть выполнен гофрированным (фиг.3). Отношение высоты виброизолятора h к диаметру D опорной поверхности эластомера, находится в оптимальном соотношении величин: h/D=0,45…1,55.

Цилиндрическая винтовая пружина 12 упруго-демпфирующего элемента содержит на внешней винтовой поверхности дополнительный демпфирующий элемент (на чертеже не показан), выполненный в виде полиуретановой эластичной трубки, одетой 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.

Виброизолятор для фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах, 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 упруго-демпфирующими элементами 4 и 5, жесткость которых рассчитывается на работу сложной системы «перекрытие-упругие элементы-объект» в зарезонансном режиме.

Демпфер из эластомера (фиг.3) содержит корпус, который выполнен в виде двух оппозитно расположенных фланцев 21 и 22, имеющих форму, конгруэнтную форме опорных поверхностей эластомера 23, и жестко связанных с эластомером, причем на фланцах закреплены элементы крепления 26 и 27 в виде резьбовых стержней, расположенных перпендикулярно фланцам 21 и 22, причем профиль боковой поверхности эластомера выполнен гофрированным с гофрами 24 и 25.

Демпфер из эластомера работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта, эластомер 18 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие. 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.

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

Пружинный виброизолятор для фундаментов зданий, работающих в сейсмически опасных районах, 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 упруго-демпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндро-коническим 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 пружиной резьбовой втулкой, а на крышке закреплен верхний ограничитель хода пружины, выполненный в виде цилиндрической втулки, охватывающей сверху крышку, при этом верхний ограничитель служит верхним упруго-демпфирующим 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, а в осевом цилиндро-коническом отверстии нижнего цилиндрического упруго-демпфирующего элемента из эластомера коаксиально между собой и соосно корпусу расположены два дополнительных демпфирующих элемента, один из которых, имеющий форму в виде цилиндро-конической втулки, выполнен из полиуретана, а другой, расположенный внутри первого и имеющий цилиндрическую форму, выполнен упругим сетчатым элементом, отличающийся тем, что внутри пружины, коаксиально ей, размещен демпфер из эластомера, при этом 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, при этом цилиндрическая винтовая пружина упруго-демпфирующего элемента содержит на внешней винтовой поверхности дополнительный демпфирующий элемент, выполненный в виде полиуретановой эластичной трубки, одетой на ее внешнюю поверхность беззазорно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус, параллельно установленные упругие элементы и нажимные шайбы.

Изобретение относится к промышленно-лабораторному оборудованию, предназначенному для устранения воздействия толчков и разночастотных колебаний на чувствительное к вибрациям оборудование.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Виброизолятор с тарельчатыми пружинами 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.

Группа изобретений относится к области машиностроения. В систему вводят дополнительно параллельно упругим элементам винтовые несамотормозящиеся механизмы, содержащие винты с гайками-маховиками.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Соединяют тяговый двигатель через колесную пару с рельсовым контактом и соединение носика корпуса двигателя с рамой тележки локомотива.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Создают цепную схему соединения элементов при кинематическом возмущении со стороны общей вибрирующей опорной поверхности.

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.

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.

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.

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, 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. Нижний цилиндрический упруго-демпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндро-коническим отверстием выполняет функцию нижнего ограничителя хода пружины. Крышка жестко соединена с осесимметричной пружиной посредством резьбовой втулки. В резьбовой втулке закреплен винт для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом. Корпус в верхней части соединен с крышкой. На торцевой поверхности крышки закреплен упругий ограничитель динамического хода объекта. Отверстие для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола, выполнено в крышке перпендикулярно ее оси. Демпфер из эластомера размещен внутри пружины коаксиально ей. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит основание, стойку, упругие элементы и опорные узлы. На одном из концов основания жестко закреплен стержень с резьбовым концом, на котором устанавливается стойка. Стойка фиксирует упругий элемент рессорного типа посредством скошенных упругих опорных элементов и крышки. С противоположного конца упругого элемента рессорного типа расположен опорный узел. Опорный узел выполнен в виде упругого элемента, на который посредством жесткой пластины опирается стержень с резьбовым концом, фиксирующим виброизолируемый объект. На другом конце стержня закреплен упор. Между основанием и упругим элементом рессорного типа размещен дополнительный демпфер. Демпфер содержит корпус в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень. Поршень выполнен в виде стакана с верхним и нижним буртиками. Между буртиками расположен спеченный фрикционный материал на основе меди. В нижнюю поверхность поршня упирается коническая пружина, витки которой покрыты полиуретаном. Полость между поршнем и днищем корпуса заполнена фрикционным материалом. В канавке внутренней поверхности цилиндра фиксируется стопорное кольцо. Стопорное кольцо через упругое кольцо контактирует с верхней поверхностью верхнего буртика. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения. Пружинный виброизолятор для фундаментов зданий содержит корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом. Нижний цилиндрический упруго-демпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндро-коническим отверстием опирается на круглый подпятник. В резьбовой втулке закреплен винт для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом. Упругий ограничитель динамического хода объекта закреплен на торцевой поверхности крышки. Отверстие выполнено в крышке для закачки в систему солидола. Два дополнительных демпфирующих элемента расположены коаксиально между собой и соосно корпусу. Демпфер из эластомера размещен внутри пружины коаксиально ей. Цилиндрическая винтовая пружина упруго-демпфирующего элемента содержит на внешней винтовой поверхности дополнительный демпфирующий элемент, выполненный в виде полиуретановой эластичной трубки, одетой на ее внешнюю поверхность беззазорно. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 3 ил.

Наверх