[1]Изобретение относится к средствам защиты от вредного влияния вибрации и может быть использовано в строительстве, в частности в устройствах виброизолированных фундаментов под машины и оборудование с динамическими нагрузками.
[2]Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолированный фундамент, содержащий ванну, размещенный в ней с зазором относительно стенок и днища фундаментный блок, шарнирно соединенный с виброизоляторами, установленными в днище ванны (патент РФ №2281999, Е02D 27/44, прототип).
[3]Недостатками прототипа являются: сравнительно невысокая эффективность пространственной виброизоляции и сложность конструкции за счет применения катковых опор.
[4]Технический результат - повышение эффективности гашения колебаний и снижение динамических нагрузок на нижнее строение фундамента.
[5]Это достигается тем, что в виброизолированном фундаменте с пневматической системой виброизоляции, включающем фундаментную ванну, заполненную сжатым газом, опорный блок, размещенный в фундаментной ванне, упругий элемент, выполненный в виде тора, заполненного сжатым газом и размещенного между боковыми поверхностями фундаментной ванны и опорного блока, и трубопровод подачи сжатого газа, опорный блок выполнен полым с дросселирующими отверстиями, сообщающими его полость с полостью фундаментной ванны и с полостью тора, трубопровод подачи сжатого газа заведен в полость опорного блока и на авторегулятор поддержания уровня верхней поверхности опорного блока, при этом к его нижней поверхности жестко закреплено дополнительное демпфирующее устройство, выполненное полым в виде каркаса, имеющего эквидистантную форму с опорным блоком, расположенное между опорным блоком и днищем фундаментной ванны, на которое каркас опирается через сетчатые шайбовые демпферы, и полость которого соединена с полостью опорного блока через дросселирующее отверстие.
[6]На фиг. 1 изображен виброизолированный пневматический фундамент, фронтальный разрез, на фиг. 2, 3 - варианты дополнительного демпфирующего устройства.
[7]Виброизолированный фундамент с пневматической системой виброизоляции содержит опорный блок 1, на верхней поверхности которого установлен виброизолируемый объект (на чертеже не показан) и который размещен в фундаментной ванне 2, заполненной сжатым газом. Упругий элемент 3 системы виброизоляции фундамента выполнен в виде тора 3, заполненного сжатым газом, и размещен между боковыми поверхностями фундаментной ванны 2 и опорного блока 1.
[8]Опорный блок 1 выполнен полым и соединен горизонтальным дросселирующим отверстием 4 с полостью тора 3 и вертикальным дросселирующим отверстием 5 с полостью дополнительного полого демпфирующего устройства 9, выполненного в виде каркаса, имеющего эквидистантную форму с опорным блоком 1, и жестко соединенного с нижней поверхностью опорного блока 1, и расположенного между опорным блоком 1 и днищем фундаментной ванны 2, на которое каркас опирается через сетчатые шайбовые демпферы 10. Полость каркаса дополнительного полого демпфирующего устройства 9 соединена с полостью опорного блока 1 через вертикальное дросселирующее отверстие 5.
[9]Трубопровод 6 подачи сжатого газа заведен в полость опорного блока 1 и через трубопровод 7 на авторегулятор 8 поддержания уровня верхней поверхности опорного блока 1.
[10]Виброизолированный фундамент с пневматической системой виброизоляции работает следующим образом.
[11]При колебаниях оборудования, установленного на верхней поверхности опорного блока 1, сжатый газ поступает в полость опорного блока 1, затем через дросселирующее отверстие 4 - в полость упругого элемента 3, демпфирующего боковые колебания объекта и выполненного в виде тора, а также через дросселирующее отверстие 5 в полость дополнительного демпфирующего устройства 9, расположенного в фундаментной ванне 2.
[12]При этом происходит рассеивание энергии колебаний в дросселирующих отверстиях 4 и 5. Например, при боковых колебаниях работает упругий элемент в виде тора 3, а при вертикальных полость опорного блока 1 и полость, образованная боковыми поверхностями фундаментной ванны 2, опорного блока 1 и тора 3, который служит герметизирующей диафрагмой. Трубопровод 6 подачи сжатого газа обеспечивает поддержание давления в системе и реагирует на изменение веса устанавливаемого оборудования, обеспечивая всегда один и тот же уровень опорного блока 1 относительно днища фундаментной ванны 2. Качество виброизоляции повышается за счет двухступенчатой диссипации энергии колебаний в полостях устройства, а экономия расхода бетона достигается за счет выполнения опорного элемента полым.
[13]Сетчатый шайбовый демпфер 10 дополнительного демпфирующего устройства содержит основание 11 в виде пластины с крепежными отверстиями 12, основной сетчатый упругий элемент 17, нижней частью опирающийся на основание 11, и фиксируемый нижней шайбой 16, жестко соединенной с основанием 11, а верхней частью фиксируемый верхней нажимной шайбой 15, жестко соединенной с центрально расположенным поршнем 14, охватываемым с зазором, соосно расположенной гильзой 13, жестко соединенной с основанием 11. Между нижним торцом 18 поршня 14 и днищем 19 гильзы 13 расположен упругий элемент 20, например из полиуретана.
[14]Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2 г/см3…2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм. Плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента.
[15]Основной упругий сетчатый элемент 17 может быть выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.
[16]Возможен вариант, когда упругий элемент 20, расположенный между нижним торцом 18 поршня 14 и днищем 19 гильзы 13, выполнен сетчатым с такими же параметрами сетчатой структуры, как у основного упругого сетчатого элемента 17.
[17]Возможен вариант, когда упругий элемент, расположенный между нижним торцом поршня и днищем гильзы, выполнен сетчатым, причем плотность сетчатой структуры в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры основного упругого сетчатого элемента.
[18]Возможен вариант, когда упругий элемент, расположенный между нижним торцом поршня и днищем гильзы, выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.
[19]Виброизолятор шайбовый сетчатый работает следующим образом.
[20]При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), расположенного на верхней нажимной шайбе 15, упругий сетчатый элемент 17 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.
[21]Возможен вариант, когда дополнительное демпфирующее устройство (фиг. 3) выполнено в виде демпфера, содержащего корпус, выполненный в виде цилиндра 21 с днищем 22, в котором расположен поршень 23, выполненный в виде стакана с параллельными между собой и соосными корпусу верхним 24 и нижним 25 буртиками и проточкой 26, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками, в проточке 26, расположен фрикционный материал, например металлическая стружка, пластмассовые или металлические шарики, т.е. выбираемый в зависимости от требуемого коэффициента трения. В нижнюю поверхность поршня упирается пружина 29, расположенная между поршнем 23 и днищем 22 корпуса демпфера, причем полость 28 между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина 29, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например в виде крошки из вибродемпфирующего материала.
[22]Верхняя поверхность верхнего буртика 24 поршня 23 упирается в упругое кольцо 30, соединенное со стопорным кольцом, фиксируемым его в канавке внутренней поверхности цилиндра 21, которое предназначено для фиксации поршня 23 в корпусе демпфера. На поршне 23 закреплена платформа 27 для соединения демпфера с колеблющимся объектом (на чертеже не показан). В качестве фрикционного материала с более высоким коэффициентом трения, расположенного в полости 28 между поршнем 23 и днищем 22 корпуса, в которой расположена пружина 29, используется, например, песок, шарики из полиуретана, элементы сетчатой структуры, плотность элементов сетчатой структуры находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см3…2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.
[23]Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала, расположенного в проточке 26, между буртиками 24 и 25, поршня 23, используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.
[24]Демпфер сухого трения работает следующим образом.
[25]Днище 22 корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 23, устанавливается на основании, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта. При колебаниях платформы 27, обеспечивается пространственная виброзащита основания и защита его от ударов.
[26]Демпфер сухого трения способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций за счет комбинированного демпфирования и повышает эффективность виброзащиты на резонансе за счет фрикционного материала, расположенного между буртиками 24 и 25 поршня, а также за счет элементов сетчатой структуры, расположенных в полости 28 между поршнем и днищем 2 корпуса, в которой расположена пружина 29.
[27]Возможен вариант, когда пружина 29, расположенная между поршнем и днищем 22 корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
[28]Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано во многих отраслях промышленности.
