Виброизолятор

)тЫ4 тг 1 мполосы между От ТОНКОГО КОНЦ чая частота виб материала; Ь(х) ческой пластинь конца, 1 птецег -т/Е зр на отдельной на расстояниимальная раба р - плотностьлщина металлиии х от тонкого числа х, 3 ил,прорезями а; 1 м - макси роизоляции - текущая тона расстоян целая часть 6 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 1650976, кл. Р 16 Р 7/00, 1989.(57) Использование: в машиностроении, Сущность изобретения: виброизолятор содержит основания и соединенные с нимиупругие элементы, каждый из которых выполнен в виде, по крайней мере, одной металлической пластины дугообразной формы в продольном сечении представляющей собой клин, свернутой в спираль со стороны тонкого конца и соединенной с одним из Изобретение относится к области машиностроения, а именно к вопросам виброизоляции механизмов.Эффективность виброизоляции работающего механизма в значительной мере зависит от способности виброизолятора рассеивать вибрационную энергию и уменьшать передачу силы и вибрации от механизма на фундамент.Целью изобретения является расширение частотного диапазона,Физическая сущность изобретения заключается в следующем.Основным физическим эффектом, на основе которого разработан данный тип виброизолятора, является распространение иэгибной виброволны по клинообразному Жц, 1805238 А 1 Оснований на расстоянии от тонкого конца, большем одной четверти длины пластины, при этом на каждом упругом элементе в направлении от тонкого конца выполнена, по крайней мере, одна продольная прорезь. а число прорезей и их длина в каждом поперечном сечении выбраны извсоотношения: и1 птецег - , где В -ь( общая ширина металлической пластины; по толщине элементу, При этом по мере распространения волны от толстого края клина к тонкому происходит уменьшение длины иэгибной волны на данной частоте и увеличение амплитуды изгибных колебаний в клиновидной пластине. Экспериментальные исследования показали, что данный эффект имеет место, Однако ширина частотного диапазона, в котором этот эффект появляется, ограничена сверху. Теорети. ческие и экспериментальные исследования показали следующееПри распространении иэгибной волны по клину поперечный волновой размер пластины по мере утоньшения клина возрастает. Это приводит к тому, что вектор скорости иэгибной волны отклоняется от продольнойоси. То есть по мере утоньшения клина воэ" никают условия формирования поперечных резонансных колебаний .в пластине. Это приводит к тому, что начиная с некоторой пороговой частоты 1 и, часть вибрационной энергии не проходит в более тонкую часть клина (где наиболее эффективно работает ВПП) и отражается от боков пластины, Следовательно, с этой пороговой частоты 1 физическая природа расп ространения изгибной волны в клиновой пластине не удовлетворяет условию одномерной бегущей волны.Избежать изложен н ых выше неп риятностей можно, если обесЪечить конструкцией пластины клинового типа режим бегущей одномерной изгибной волны. Технически это реализуется путем ступенчатого сужения ширины волноотвода, за счет нескольких продольных прорезей.Основным условием распространения одномерной волны в пластине клиновоготипа является соотношениеВ = Лщ/2, (1) где Лщ - длина изгибной волны в конструкции на частоте Ь:В - ширина в пластине.Известно, что длина изгибной волныЛ=2 л(Е/а в ) " (2) Учитывая, что 1=В 6 /12 - момент инерзции площади поперечного сечения, получим;(3)где щ - погонная масса пластины; в =2 л 1.Выражение (3) определяет пороговую частоту - 1 п, начиная с которой в пластине перестает распространяться только одномерная волна.Если Ь (где 1 м - максимальная рабочая частота виброизоляции), то для обеспечения одномерного характера распространения изгибной волны, в пластине необходимо сделать одну ипи несколько продольных прорезей,Используя (1) и (2), получим выражение для текущей ширины Ь(х) пластины клинового типа, обеспечивающей одномерный характер распространения изгибной волны на частоте 1 м; и меньше до тонкого свободного концаЬ(х)=Ь(х) 7 г/4 1 м) (Е/3 О )) , (4) где п(х) - текущая толщина пластины на расстоянии х от тонкого свободного конца; Е - модуль упругости;р - плотность материала.Тогда количество прорезей - и в каждом текущем сечении пластины, сделанных для обеспечения одномерного характера распространения изгибной волны, определяется целым числом отношенря В/Ь(х), т.е,Ьептеоег -, (5)о (х)На фиг.1 показа виброизолятор; нафиг.2 - профиль металлической пластины (пластина развернута); на фиг.З - металлическая пластина, вид сверху с разрезами 10 (пластина развернута).Устройство содержит верхнее 1 и нижнее 2 основания, соединенные с упругими элементами 3, покрытыми вибропоглотителем 4, Упругий элемент выполнен в виде по 15 крайней мере одной металлической пластины с клиновидным профилем. Пластина свернута в спираль со стороны тонкого конца и соединена с нижним основанием на расстоянии о 1 тонкого конца больше од ной четверти длины пластины. В металлической пластине со стороны тонкого кольца (фиг.2 и 3) сделана по крайней мере одна прорезь.Устройство работает следующим обра зом, Механизм устанавливается на верхнееоснование, возбуждает вертикальные колебания верхнего основания 1, который передает динамическое воздействие на упругий элемент 3, Это динамическое воз действие приложено поперек упругого элемента в районе соединения дугообразной пластины упругого элемента 3 с верхней планкой основания 1,оэтому в пластине возникают изгибные колебаия, которые 35 распространяются от ее толстого конца ктонкому, Отмеченные изгибные колебания дугообразной пластины передают колебательную энергию о 1 механизма на фундамент. Однако при этом, большая доля 40 энергии изгибных кочеба ий пластины (аследовательно и механик ма) распоостраняется к свободному тоно 1 у концу упругого элемента, минуя нижнее основание, т.к, его клиновая форма автоматически согласует 45 механические импедансы различных участков клина, в то время как механический импеданс изгибных колебаний пластины существенно меньше механического импе- данса нижнего основания с фундаментом.50 По мере распространения к свободномуконцу энергия изгибных колебаний пластины преобразуется в тепловую благодаря нанесенному спою вибропоглотителя. Такое преобразование происходит во всем раба чем диапазоне частот, т,к, благодаря сде.ланным прорезям 5, в упругом элементе бежит только пучок одномерных изгибных волн.Без прорезей, начиная с некоторой частоты, образовалась бы двухмерная изгибг Составитель А Техред М.Морг рвинскийтал Корректор О, Кравцов дакт аказ 931 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производствен льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гаг ная волна, которая привела бы к отражению бегущей волны, что уменьшило бы ее поглощение и способствовало бы лучшей передаче энергии механических колебаний от вибратора к фундаменту.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет по сравнению с прототипом повысить эффективность работы виброизолятора эа счет определенным образом сделанных продольных прорезях в упругих элементах.формула из о б рете н ия Виброизолятор, содержащий основание и соединенные с ним упругие элементы, каждый иэ которых выполнен в виде, по крайней мере, одной металлической пластины дугообразной формы, в продольном сечении представляющей собой клин, свернутой в спираль со стороны тонкого конца и соединенной с одним из оснований на расстоянии от тонкого конца, большем одной четверти длины пластины, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, на каждом упругом элементе в направлении от тонкого конца выполнена, по крайней мере одна продольная прорезь, а число и прорезей в каждом 5 поперечном сечении выбраны из соотноше- ния 10 где В - общая ширина металлической пластины;хлГЕЬ(х)= - ширина отдель 4 л 1,3 Р ной полосы между прорезями на расстоянии х от тонкого конца;1 м - максимальная заданная рабочая частота виброизоляции;Е - модуль упругости;Р - плотность материала;п(х) - текущая толщина металлической пластины на расстоянии х от тонкого конца;пте 9 ег - целая часть числа х.