ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Конструкция пневматического виброизолятора представлена на рисунках:

рис. 1

рис. 2

рис. 3

На рис. 1 изображен пневматический виброизолятор, продольный разрез; на рис. 2 - клапанное устройство, в положении "закрыто", продольный разрез; на рис. 3 - то же, в положе­нии "открыто".

Пневматический виброизолятор содержит рабочую камеру 1 переменного объема, выполненную в виде резинокордной оболочки; сообщенную с ней демпферную камеру 2 и клапанное устройство 3, установленные на основании 4. В корпусе 5 клапанного устройства 3 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения основной поршень 6, подпружиненный упругим элементом 7 с торца, обращенного в сторону трубопровода 8, в который встроено клапанное устройство и через который сооб­щаются рабочая 1 и демпферная 2 каме­ры.

В основном поршне под углом= 30-70 ⁰в вертикальной плоскости к его продольной оси выполнена цилиндрическая полость 9, в которой размещен дополнительный поршень 10, подпружиненный со своего нижнего торца по оси цилиндрической полости 9 упругим элементом 11. Основной поршень 6, кроме того, подпружинен в направле­нии, перпендикулярном его оси, упру­гими элементами 12 по одной из на­правляющих поверхностей.

Пневматический виброизолятор работает следующим образом.

Под действием вибрации, действующей со стороны основания 4, дополнительный поршень 10 также начнет колебаться в полости 9 основного поршня 6. Поскольку дополнительный поршень 10 расположен под углом= 30-70 ⁰ к продольной оси основного поршня 6, последний обладает "внутренней" конструктивной асимметрией, которая приводит к изменению в зависимости от частоты вибровоздействия эффективных коэффициентов трения f _Аf _Б в контакте основного поршня 6 с днищем корпуса 5 соответственно в направлениях А и Б (фиг. 1). Экс­периментально установлено, что в диапазоне частот (гдеk- частота собственных колеба­ний дополнительного поршня 10 на упругом элементе 11) эффективный коэффициент трения в направлении Б больше, чем в направлении А, т.е. f _Б>f _А, а в диапазоне частот наоборот, эффективный коэффициент трения больше в направлении А, т.е. f _А>f _Б. Наличие внутренней конструктивной асимметрии и различие в эффективных коэффициентах трения в направлении А и Б приводит к тому, что при вибрационном воздействии на клапанное устройство осуществляется перемещение основного поршня 6 в горизонтальной плоскости. Причем в диапазоне частоты он движется в направлении А, а в диапазоне частот - в направлении Б. Изменение направления движения поршня 6 происходит при частоте .

Наличие упругих элементов 12 обеспечивает стабильную работу основного поршня при изменении в значительном диапазоне интенсивности вибровоздействия, поскольку при высоком его уровне не происходит отрыва основного поршня 6 от днища корпуса 5.

Собственная частота колебанийkдополнительного поршня 10 подбирается такой, чтобы при колебаниях амортизируемого объекта (на чертежах не показано) в дорезонансной и зарезонансной частотных областях отношение частоты вибровоздействия к частоте собственных колебанийkдополни­тельного поршня 9 находилось в диапазоне и в зарезонансной области это отношение находилось бы в диапазоне .

Таким образом, при работе пневматического виброизолятора в дорезонансной и резонансной частотных областях основной поршень движется в направлении А, преодолевая сопротивление упругого элемента 7, и перекрывает своим телом трубопровод 8. Динамическая жесткость и демпфирование виброизолятора при этом увеличива­ются, что уменьшает амплитуды перемещений амортизируемого объекта. При увеличении частоты вибровозмущения до величины происходит смена направления движения основного поршня 6 и последний перемещается в направлении Б, чему способствует и сила упругости упругого элемента 7. Проходное сечение трубопровода 8 при этом открывается, сообщая рабочую камеру 1 с демпферной камерой 2, а тем самым демпфирование и динамическая жесткость виброизолятора принимают минимальное значение, что улучшает эффективность виброизоляции.

Таким образом, за счет автоматического регулирования динамической жесткости и демпфирования в широком диапазоне частот повышается эффективность виброизоляции, а вследствие сложных электронных элементов повышается надежность виброизолятора.