К.т.н. Тарабрін О.І., к.т.н. Щербак Ю.Г.

Чорноморський державний університет імені Петра Могили

ВІБРОІЗОЛЮЮЧІ ОПОРИ МЕХАНІЗМІВ

(АГРЕГАТІВ, МАШИН) ТА ТРУБОПРОВІДНИХ СИСТЕМ

В роботі наведено авторські пропозиції щодо виконання пружних опор механізмів (агрегатів, машин) та трубопровідних систем з пружно-демпфірувальними елементами у вигляді основ, на поверхню яких нанесено пружний дротовий ворс.

На рис. 1 зображено поперечний розріз віброізолюючої опори (амортизатора) для пружного підвішування машин і агрегатів, для сприйняття поштовхів та ударів в ходових механізмах транспортних машин і т. ін. [1].

Амортизатор виконаний у вигляді збірної втулки. Основними його елементами є внутрішня 1 та зовнішня 2 металеві трубки, наповнювач у вигляді хвостовиків 3 з конічними торцевими поверхнями, жорстко з’єднаними з внутрішньою 1 та зовнішньою 2 металевими трубками, зовнішні обмежувачі 4 та пружно-демпфірувальні пакети. Внутрішня металева трубка 1 має центральний гребінь 5 з конічними торцевими поверхнями, еквідистантними конічним торцевим поверхням хвостовиків 3. Між торцевими поверхнями гребеня 5 та хвостовиків 3 і відповідними поверхнями внутрішньої 1 та зовнішньої 2 трубок утворені замкнені порожнини, в яких розташовані згадані пружно-демпфірувальні пакети.

Кожний із пакетів складається з насаджених на внутрішню трубку 1 конічних тарілок 6 з внутрішніми обмежувальними поясками 7, до однієї з поверхонь кожної з яких закріплено пружно-демпфірувальний елемент у вигляді основи 8, на яку нанесено пружний дротовий ворс 9. В центральному гребені 5, конічних тарілках 6 і основах 8 виконані отвори, що утворюють канали 10 для заповнення рідиною існуючих порожнин.

Рис. 1. Амортизатор

При роботі амортизатора внутрішня втулка 1 разом із гребенем 5 може пересуватися в осьовому або радіальному (у межах передбаченого між гребенем 5 і зовнішньою втулкою 2 зазору) напрямку. При цьому в хвостовиках 3 виникають напруження розтягнення – стискання . а в пружно-демпфірувальних пакетах – тільки напруження стискання. Наявність порожнин, заповнених пружно-демпфірувальними елементами, що знаходяться у рідинному середовищі (мастилі, силіконі і т. ін.), сприяє покращенню демпфірувальної здатності амортизатора. Граничне переміщення внутрішньої 1 та зовнішньої 2 металевих трубок одна відносно іншої внаслідок виникнення низькочастотних коливань з високою амплітудою або ударних навантажень обмежене обмежувальними поясками 7, передбаченими на конічних тарілках 6. а також зовнішніми обмежувачами. Тим самим здійснюється запобігання руйнівного зминання пружно-демпфірувальних елементів амортизатора, а також деталей об’єкту, в якому він використовується. Можливість перетікання рідини в суміжні порожнини крізь канали 10 також сприяє покращенню демпфірувальної здатності амортизатора за наявності низькочастотних коливань, що наближаються до екстремальних.

Наведені конструктивні заходи дозволяють забезпечити високі демпфірувальні властивості амортизатора при нескладній технології його виготовлення, монтажу та ремонту.

При закріпленні стаціонарних та транспортних трубопровідних систем, призначених для переміщення рідинних та газоподібних середовищ, з метою зменшення циклічних напружень в їх елементах та запобігання появи тріщин від утомленості перевага надається опорам з різноманітними еластичними (демпфірувальними) елементами.

На рис. 2 наведено варіант виконання опори трубопроводу з демпфірувальними елементами [2].

Опора містить складене з секторів 1, 2 і 3 кільце, що охоплює трубопровід 4, та розташований між кільцем і трубопроводом 4 пружний елемент. До сектора 1 приварені фланець 5 для підвішування опори та щоки 6. До сектора 2 приварені щоки 7 та фланець 8, а сектора 3 – щоки 9 та фланець 10. Фланці 8 і 10 підкріплені кронштейнами 20 і 21. Сектори 1, 2 і 3 складаються між собою за допомогою болтових з'єднань 11 та закріплюються навколо трубопроводу за допомогою болтового з'єднання 12 з пружним фіксатором 13. Стяжка фланців 8 і 10 обмежується за допомогою проставки 14. Пружний елемент опори виконано з окремих вкладишів, кожний з яких складається з тонколистової пластини 15, на обидві поверхні котрих на основах 16 нанесено пружний дротовий ворс 17. Фіксація вкладишів від переміщення в коловому напрямку здійснюється за допомогою штифтів 18, а в осьовому напрямку – болтами 19.

При експлуатації трубопроводу його можливі вібропереміщення передаються на пружний дротовий ворс 17. За наявності його демпфірувальної здатності енергія коливального руху розподіляється у просторі та переходить у теплову.

Запропоновані конструктивні заходи сприяють покращенню демпфірувальної здатності опор (амортизаторів) для пружного підвішування механізмів та трубопровідних систем.

Література:

1. Патент на корисну модель № 23465 (UA). Амортизатор / О.І. Тарабрін, Ю.Г. Щербак. − № u 20070124; Заявл. 04.01.2007; надрук. 25.05.2007. Бюл. № 7.

2. Деклараційний патент на корисну модель № 13284 (UA). Віброізолююча опора для трубопроводу / О.І. Тарабрін, Ю.Г. Щербак. − № u 200509964; Заявл. 24.10.2005; надрук. 15.03.2006. Бюл. № 3.