Классификация конструктивных схем виброизоляции и виброизоляторов

Для виброизоляции машины необходимо установить ее на виброизолято-ры и виброизолировать подходящие к ней коммуникации. При этом может быть применены однозвенная, двухзвенная или трехзвенная схемы виброизоля-ции.

При однозвенной (рис.3.1) используются опорный (1а) и подвесной (1б,в) варианты опирания механизма через виброизоляторы на виброизолируюмую конструкцию, называемую фундаментом машины. В качестве фундамента мо-гут служить пластины, плиты, балки и более сложные конструкции. Под маши-ну нередко помещают плиту, к которой крепятся виброизоляторы.

а – опорная; б – подвесная с виброизолятором на сжатие; в – подвесная на растяжке

Рис. 3.1. Схемы однозвенной виброизоляции В двухзвенной (рис.3.2) схеме используются промежуточные блоки, в

качестве которых в строительстве применяют массивные плиты или рамы, а в судостроении легкие задемпфированные пластины.

Рис. 3.2. Двухзвенная схема виброизоляции (а) и виброизоляция с приме-нением пола на упругом основании (б)

Различают два вида виброизолирующих конструкций – опорные виброи-золяторы и неопорные связи (гибкие патрубки, муфты, витки жестких электри-ческих кабелей)

Для виброизоляции первого типа используют следующие типы виброизо-ляторов:

в виде отдельных опор:

- резиновые или резинометаллические – рабочий элемент – резиновое тело,имеющее нередко сложную форму;

- пружинные – основным рабочим элементом являются одна или несколькостальных винтовых пружин, цилиндрических или конических; параллельно с пружинами иногда устанавливают демпферы колебаний;

- пневматические, обычно регулируемые;

- виброизоляторы из тонкой прессованной проволоки;

в виде слоя упругого материала, укладываемого между машиной и фун-даментом;

в виде пола на упругом основании (рис. 3.2) – обычно применяется при двухзвенной схеме с другими виброизоляторами при установке машин на пере-крытиях зданий.

Простейшими являются двухпластинчатые сварные виброизоляторы, при-веденные на Рис.3.3. Упругий элемент из резины в процессе вулканизации присоединяется к двум пластинам с нарезными отверстиями. Верхняя пластина крепится с помощью болтов или шпилек к раме либо лапе машины, нижняя к фундаменту.

Рис. 3.3. Сварные резинометаллические виброизоляторы

Недостатком простейшего виброизолятора (рис. 3.3 а) является большая разница жесткостей в осевом и поперечном направлениях. В зависимости от конструкции и размеров, отношение жесткостей может составить от 5 до 20. Для уменьшения этого недостатка в конструкции резиновой прокладки преду-сматривают участки, работающие на сдвиг (рис.3.3. б), или саму прокладку ус-танавливают так, чтобы она вся в осевом направлении работала бы на сдвиг (рис.3.3. в, г). Виброизолятор типа «втулка» (рис.3.3 д), используется для под-вески механизмов.

На рис.3.4 представлен опорный виброизолятор, эффективность которого даже при малой толщине резинового элемента составляет на средних и высоких частотах 25 дБ и более. Это достигается за счет малой площади верхней части опорной планки, через которую передается вибрация.

1 – наружная скоба с отверстиями для крепления к раме; 2 – нижняя планка; 3 – резино-вый массив; 4 – внутренняя втулка с резьбовым соединением для крепления к раме

Рис. 3.4. Опорный виброизолятор АКСС

Виброизолятор с промежуточной массой АПМ (рис.3.5) – промежуточ-ная масса создает еще один скачок импеданса на границе сред резина-металл, что обусловливает дополнительное отражение колебаний, особенно на звуко-вых частотах. На НЧ масса колеблется как единое целое и также содействует некоторому увеличению ВИ. Клинообразная форма массы позволяет достичь наибольшего момента инерции, т.е. наибольшего сопротивления при передаче поворотных колебаний.

Рис. 3.5. Виброизолятор с промежуточной массой

Виброизолирующий патрубок – для трубопроводов низкого давления.Большая податливость патрубка в осевом и радиальном направлениях обу-словливает изоляцию не только колебаний распространяющихся по стенкам трубопровода, но и гидродинамических пульсаций, передающихся через жид-кость и способных вызвать вибрации на дальнем конце трубопровода. Патрубок

компенсирует вредное влияние напряжений в трубопроводе вызванное дефек-тами монтажа. Материалом может служить капроновая прорезиненная ткань.

Виброизолирующая муфта (рис.3.6) – для виброизоляции валопроводов.Фланцы ведущего и ведомого отрезков валопровода соединяются резиновым массивом в процессе вулканизации в пресс-форме.

Пневматические виброизоляторы (рис.3.7) – применяются для низкочас-тотных колебаний ( 5 – 10 Гц). Они представляют собой пневматическую подушку, заполненную воздухом, которая действует как пружина между двумя частями машины или устройства. Путем регулирования давления воздуха мож-но существенно менять ее упругие характеристики. Примером виброизоляторов этого типа являются шины от мотороллеров.

Рис.3.6 Виброизолирующая муфта Рис.3.7 Пневматический виброизолятор

Виброизоляторы из стекловолокна представляют собой прокладки изстекловолокна, заключенного в неопреновую оболочку. Воздух, оставшийся в стекловолокне, обеспечивает упругое демпфирование. Достоинством таких виброизоляторов является то, что собственная резонансная частота остается постоянной в широком диапазоне нагрузок. Виброизоляторы этого типа отли-чаются долгим сроком службы под действием ударных нагрузок и пригодны для станков и прессов. Они используются вместе с панелями для крепления бе-тонных оснований.

Виброизоляторы из стальных пружин. Наиболее часто в качестве виб-роизоляторов применяются спиральные пружины. При правильном сочетании диаметра витка, высоты и диаметра прутка такие пружины отличаются особой стабильностью необходимых свойств и могут обеспечивать создание резонанс-ных частот порядка 2 Гц. Они могут работать неопределенно долго. Однако они

не обладают вибродемпфирующим эффектом. Для демпфирования используют в этом случае дополнительные средства. Еще одним недостатком пружин яв-ляется хорошая передача звуковой энергии на высоких частотах, которая про-ходит по прутку спирали и передается далее по конструкциям. Этот недостаток может быть устранен с помощью прокладки из неопреновой резины, которая исключает контакт металла с металлом.