2. ВИБРОИЗОЛЯТОРЫ, СЕРИЙНО ВЫПУСКАЕМЫЕ В СССР

Классификация виброизоляторов. Компоновка подвеса осуществляется как пра вило из серийно выпускаемых виброизоляторов, различающихся упругодемпфирующими характеристиками, различным сочетанием виброизолирующих и ударозащитных свойств, долговечностью, способностью функционировать в тех или иных климатических условиях, а также чисто конструктивными особенностями — габаритами, способом монтажа и т. д. Все перечисленные свойства в определенной степени сохраняются для виброизоляторов одного и того же вида всех типоразмеров.

Современные виброизоляторы принято классифицировать в основном по виду или способу введения демпфирования или по материалу упругого элемента. Различают резинометаллические, пружинные и цельнометаллические виброизоляторы с воздушным или сухим трением, а также недемпфированные. К последним относят виброизоляторы, демпфирующие свойства которых определяются внутренним трением в материале упругого элемента.

Резинометаллические виброизоляторы. Упругим элементом виброизоляторов этого типа является фасонный резиновый массив, соединенный с деталями металлической арматуры с помощью вулканизации. Достоинства резинометаллических виброизоляторов заключаются в простоте их конструкции, в широком диапазоне изменения их упругих характеристик, определяющихся как маркой применяемой резины, так и конфигурацией упругого элемента, в возможности произвольной ориентировки виброизоляторов относительно основания. Особые свойства резины определяют, однако, и их недостатки; изменение динамических свойств при длительной эксплуатации, связанное с так называемым «старением» резины; недостаточная надежность соединения резинового массива с металлической арматурой; ухудшение виброза Щитных свойств в условиях, отличающихся от нормальных (например, при повышенной или пониженной температуре и влажности); недостаточное в отдельных случаях демпфирование; невозможность использования в атмосфере, содержащей пары бензина, масла и т. п.

Промышленность выпускает несколько типов резинометаллических виброизоляторов, отличающихся формой резинового массива и способом крепления к объекту и источнику [85, 211].

Виброизоляторы типа АП и АЧ. Конструкции виброизоляторов этих типов почти идентичны. Их основным элементом является фасонный резиновый массив, спрессованный с металлической втулкой, служащей для крепления с объектом, и пластинкой (АП) или чашкой (АЧ), с помощью которых осуществляется соединение с колеб Лющимся основанием, Виброизоляторы типа АП и АЧ используют в основном для

Рис. 4. (см. скан) Виброизолятор типа АП: 1 - втулка; 2 — ограничительная шайба; номинальный прогиб по осям и по оси

Рис. 5. (см. скан) Виброизолятор типа АЧ: 1 - втулка; 2 — ограничительная шайба; номинальный прогиб по осям по оси

виброизоляцни приборов, и радиоэлектронной аппаратуры сравнительно небольшой массы. Чертежи виброизоляторов, их размеры и основные параметры приведены на рис. 4, 5, На рис, 6—8 представлены статические характеристики в осевом направлении на рис. 9 — амплитудно-частотные характеристики (представляющие зависимость отношения амплитудного значения абсолютного ускорения объекта

осевом направлении от амплитуды абсолютного ускорения основания в том же направлении) при различных значениях статической нагрузки. На рис. 10—13 изображены силовые ударные характеристики (в осевом направлении) при различных статических нагрузках,

Рис. 6. Статические характеристики виброизоляторов: ограничительной шайбой; а пгоаиичительиой шайбой;

Рис. 7. Статические характеристики виброизоляторов: а:

Рис. 8. Статические характеристики виброизоляторов:

Рис. 9. АЧХ виброизоляторов типа АП при различных статических нагрузках

(см. скан)

(кликните для просмотра скана)

Рис. 16. АЧХ виброизолятора при номинальной статической нагрузке

Рис. 17. Силовые ударные характеристики виброизолятора

Рис. 18. Силовая ударная характеристика виброизолятора

Рис. 19. Виброизолятор типа АН

Виброизоляторы типа при номинальной нагрузке имеют «собственную частоту» (под которой понимается собственная частота вертикальных колебаний тела на виброизоляторе с вертикально расположенной осью, причем вес тела совпадает с величиной номинальной осевой нагрузки на виброизолятор) 10—15 Гц, а в боковом направлении и или и — 15—25 Гц. Поэтому их рекомендуется использовать в частотном диапазоне от 22 до 2000 Гц при амплитудах вибрации основания от в низкочастотном диапазоне при высоких частотах и при температуре от до Их относительный коэффициент демпфирования оказывается практически постоянным (в рабочем диапазоне нагрузок и деформаций); . С понижением температуры до жесткость виброизоляторов возрастает на 50%, при температуре они полностью затвердевают,

Рис. 20, Статические характеристики виброизоляторов типа АН в осевом направлении:

Рис. 21, Статические характеристики виброизоляторов типа АН в поперечном направлении:

Рис. 22. АЧХ виброизолятора при различных статических нагрузках:

Рис. 23. АЧХ виброизолятора при различных статических нагрузках:

Виброизоляторы типа АР. У виброизоляторов типа АР резиновый массив выполнен в виде монолита с десятью «рожками» с завулканизированными в них гайками (рис 14) Статические характеристики этих виброизоляторов приведены на рис. 15. Амплитудно-частотная характеристика виброизолятора при номинальной статической нагрузке и амплитудах колебаний основания от 0,01 до 0,1 см (при резонансе) приведена на рис 16, силовые ударные характеристики виброизоляторов в осевом направлении при различных статических нагрузках (для при номинальной нагрузке) — на рис. 17 и 18.

Виброизоляторы типа АР рекомендуется применять в частотном диапазоне от до 70 Гц с амплитудами вибраций от 1 до и при температурах от Преимущества виброизоляторов этого типа состоят в почти одинаковых виброзащитных свойствах как в осевом, так и в боковых направлениях, а также в большей по сравнению с виброизоляторами типа АП к долговечностью, связанной с более равномерным распределением напряжении в упругом элементе.

Виброизоляторы типа АН. Резиновый массив виброизоляторов типа АН («ножка») выполнен в виде сплошного цилиндра с двумя завулка-низированными в его торцы гайками. Основные размеры виброизоляторов приведены На рис. 19, статические характеристики — на рис. 20 (в осевом) и на рис. 21 (в боковом) направлениях. На рис. 22 представлены амплитудно-частотные характеристики виброизолятора в осевом направлении при различных статических нагрузках и амплитудах колебаний основания от 0,025 до 0,05 см; на рис. 23 даны аналогичные характеристики для виброизолятора при амплитудах колебаний основания от 0,02 до 0,01 см. На рис. 24 приведены силовые ударные характеристики виброизоляторов типа в осевом направлении при номинальных статических нагрузках.

Рис. 24. Силовые ударные характеристики виброизоляторов типа АН при номинальных статических нагрузках:

Конструкции виброизоляторов типа АН позволяют использовать их для работы в боковом направлении, хотя они обладают хорошими виброзащитными свойствами и в осевом направлении. Их рекомендуется применять для защиты от вибрации с частотой более 15 Гц (при низких температурах порядка с частотой более 35 Гц),

Виброизоляторы типа АМ. Резинометаллические виброизоляторы АМ используют для виброзащиты сравнительно большегрузного оборудования. Их резиновый массив, работающий на сдвиг, привулканизирован к металлической арматуре, состоящей из двух уголков (для крепления к основанию) и скобы таврового профиля (для соединения с объектом). Чертеж, основные размеры и параметры виброизоляторов этой серии, называемых также скобочными, представлены на рис. 25, статические характеристики в осевом направлении — на рис. 26. Конструкция обеспечивает удовлетворительную работу и в боковом направлении.

Рис. 25. (см. скан) Виброизолятор типа

Виброизоляторы типа АКСС. Эти виброизоляторы предназначены для защиты достаточно массивного оборудования; их упругий элемент выполнен из маслостойкой резины и допускает длительную эксплуатацию в условиях изменения температуры от до Повышенная жесткость виброизоляторов типа АКСС делает их эффективными при защите от интенсивных ударных воздействий. Чертеж и размеры виброизоляторов приведены на рис. 27, параметры, характеризующие их виброзащитные свойства, в табл 4.

4. Статические и динамические характеристики виброизоляторов типа АКСС

(см. скан)

Пружинные виброизоляторы с демпфированием. Упругий элемент пружинных виброизоляторов представляет фасонную пружину, коническую или экспоненциальную, назначение которой состоит в том, чтобы статическая характеристика была нелинейной, например обладала свойством равночастотности. По сравнению с резинометаллическими виброизоляторами пружинные обладают значительно большим ресурсом работы, их упругие характеристики гораздо меньше зависят от внешних условий — температуры, влажности и т. п.; они могут работать в агрессивных средах. Вместе с тем это, как правило, виброизоляторы, создающие эффективную виброзащиту лишь в осевом направлении. Поскольку внутреннее трение в материале пружины весьма мало, демпфирование в виброизоляторах этого типа создается искусственно.

Виброизоляторы типа АД. Чертеж, основные размеры и параметры виброизоляторов АД приведены на рис. 28, статические характеристики в осевом направлении — на рис. 29, а и б. На рис, 30 изображена амплитудно-частотная характеристика виброизоляторов в осевом направлении при номинальных статических нагрузках и амплитудах колебаний основания от 0,01 до 0,15 см (при резонансе). Силовые ударные характеристики в осевом направлении при различной статической нагрузке приведены на рис. 31.

Рис. 26. Статические характеристики виброизоляторов:

Внброизоляторы типа АД предназначены для эксплуатации при вибрациях основания с частотой до 80 Гц с пиковыми значениями ускорения до или при ударных воздействиях с длительностью импульса от 0,005 до 0,015 с и пиковом значении до Интервал их рабочих температур — от до

Демпфирование в виброизоляторах типа АД создается вследствие потерь в потоке воздуха, протекающего через калиброванное отверстие в резиновой оболочке, окружающей пружину; эта оболочка представляет, таким образом, воздушный демпфер, параллельный упругому элементу. Относительный коэффициент демпфирования в зависимости от типоразмера виброизолятора

Виброизоляторы типа АФД. Виброизоляторы типа АФД относятся к классу сильнодемпфированных, причем демпфирование создается силами сухого трения между корпусом и пластмассовой диафрагмой, связанной со штоком, соединяющимся с виброизолированным объектом. Упругий элемент виброизолятора состоит из двух последовательно соединенных конических пружин; для луплен защиты от ударных

воздействий в конструкцию введена упругая ограничительная шайба, сплетенная из проволоки.

Виброизоляторы типа АФД предназначены для эксплуатации в условиях вибрации с частотой до 300 Гц и пиковым значением ускорения до при ударных импульсах до и линейных ускорениях той же интенсивности. Рабочий диапазон температур — от до при температуре виброизоляторы сохраняют работоспособность при влажности до и давлении до

Рис. 27. (см. скан) Виброизолятор типа АКСС

Рис. 28. (см. скан) Виброизолятор типа АД

Недостатки виброизоляторов этой серии связаны с потерей демпфирующих свойств при их запирании, что имеет место, в частности, при низкочастотных воздействиях. Силы сухого трения создают существенный эффект виброзащиты в резонансных режимах; на соответствующих частотах амплитудно-частотные характеристики имеют характерный срез.

Рис. 29. Статические характеристики виброизоляторов.

Рис. 80. АЧХ виброизоляторов типа АД при номинальных статических нагрузках

Чертеж, размеры и основные параметры виброизоляторов типа АФД приведены на рис. 33, их статические характеристики в осевом направлении — на рис. 34. На рис. 35 изображены амплитудно-частотные характеристики, соответствующие различным статическим нагрузкам при колебаниях основания в осевом направлении с амплитудами от 0,01 до 0,1 см (при резонансе). Силовые ударные характеристики в осевом направлении при различных статических нагрузках приведены на рис. 36.

Виброизоляторы типа АПН. Виброизоляторы этого типа отличаются от виброизоляторов типа АФД лишь тем, что верхняя пружина идентична нижней. Чертеж, размеры и основные параметры виброизоляторов типа АПН представлены на рис. 37, статические характеристики в осевом направлении — на рис. 38. На рис. 39 представлены амплитудно-частотные характеристики при различных статических нагрузках и амплитудах колебаний основания (в осевом направлении) от 0,01 до 0,1 см (прн резонансе). Осевые силовые ударные характеристики приведены на рис. 40 и 41.

Цельнометаллические виброизоляторы. Упругий элемент цельнометаллических виброизоляторов может быть выполнен в виде пружины, рессорного типа или из прессованных гофрированных лент, металлической витой проволоки или сетки. В последнем случае упругие свойства полученных таким способом элементов могут Широко варьироваться путем придания им определенной формы, за счет выбора материала или диаметра проволоки и т. п. Этим одновременно осуществляется варьирование демпфирования. Цельнометаллические сетчатые виброизоляторы отличаются высокой надежностью и долговечностью, а при совместном использовании в качестве упругого элемента параллельно работающих пружин и сетчатых подушек —

стабильностью упругодемпфирующих свойств даже при интенсивных динамических нагрузках и в тяжелых климатических условиях.

Виброизоляторы типа ДК. Упругий элемент виброизоляторов ДК («двойной колокольчик») состоит из двух сетчатых деталей, имеющих форму колокольчиков Схема виброизолятора изображена на рис. 42, основные параметры представлены в табл. 5.

Рис. 31. Силовые ударные характеристики виброизоляторов АД при различных статических нагрузках:

Динамическая жесткость виброизоляторов вычисляется по формуле сдин где а — коэффициент, числовые значения которого приведены в табл. 5; А — амплитуда колебаний, Относительный коэффициент демпфирования для виброизоляторов всех типоразмеров примерно одинаков и находится в пределах Амплитудно-частотная характеристика виброизоляторов представлена на рис. 43.

Виброизоляторы типа АРМ. Конструкция виброизоляторов АРМ, упругие элементы которых выполнены из стальной путанки, допускает изменение жесткости с помощью регулировочных опорных шайб. Схема виброизолятора АРМ представлена на рис. 44; статическая нагрузка приведена в табл. 6. Амплитудно-частотная характеристика виброизоляторов приведена на рис. 45. Виброизоляторы серии АРМ можно эксплуатировать в диапазоне температур от —60 до относительной влажности до и давлении до Рабочий диапазон частот от 5 до 1500 Гц при амплитудах вибрации основания до 2,5 см на низких частотах

ускорениях до на высоких частотах. Виброизоляторы воспринимают осевые ударные нагрузки длительностью до 0,05 с с пиковым значением до а также линейные ускорения до Ресурс работы составляет в течение двух лет с момента установки.

Рис. 32. (см. скан) Силовые ударные характеристики виброизоляторов при различных статических нагрузках:

5. Параметры виброизоляторов типа ДК

(см. скан)

(кликните для просмотра скана)

(кликните для просмотра скана)

Рис. 38. Статические характеристики виброизоляторов

Рис. 39. Амплитудно-частотные характеристики виброизоляторов типа АПН при различных статических нагрузках

Рис. 40. Силовая ударная характеристика виброизолятора АПН при статических нагрузках

Виброизоляторы типа АЦП. Упругий элемент виброизоляторов АЦП состоит из цилиндрической пружины, навитой на цилиндрический массив из металлической путанки. Схема виброизолятора представлена на рис. 46. Промышленность выпускает шесть типоразмеров серии, рассчитанных на осевую номинальную нагрузку от 0,5 до 30 кгс. «Собственные частоты» виброизоляторов АЦП находятся в пределах от 8 до 10 Гц, коэффициент динамичности (коэффициент виброизоляции) при резонансе может принимать значения от 3,5 до 6.

6. Статическая нагрузка на виброизоляторы типа АРМ (в осевом направлении

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

(см. скан)

Рис. 45. АЧХ виброизоляторов типа АРМ

Рис. 46. Виброизолятор типа АЦП

Статические, динамические и эксплуатационные характеристики резинометаллических и пружинных виброизоляторов наиболее распространенных типов приведены в табл 7—10.