RU2185549C2

RU2185549C2 - Internal combustion engine vibration isolator

Info

Publication number: RU2185549C2
Application number: RU95110593A
Authority: RU
Inventors: М.А. Минасян
Original assignee: Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 2002-07-20
Also published as: RU95110593A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: vibration isolator has upper and lower support plates provided with alternating holes and cavities-pockets, holes of one support plate being arranged opposite to cavities-pockets of other support plate. Upper and lower pressure plates with perforation holes of diameter equal to 0.2-2.0 of diameter of fastening bolt, with total area of perforation up to 70% of pressure plate area and with holes for bolt joints are arranged, respectively, between upper support plate and flexible member, and flexible member and lower support plate. Bolt joint is designed for fastening upper pressure plate to lower support plate, and lower pressure plate to upper support plate. EFFECT: improved vibration protection. 8 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам снижения вредного воздействия вибрации. The invention relates to mechanical engineering, in particular to means for reducing the harmful effects of vibration.

Известен, например, двухпластинчатый виброизолятор, состоящий из верхней пластины, соединяемой с механизмом, нижней пластины, соединяемой с судовым фундаментом, и резинового массива между верхней и нижней пластинами. (см. Скуридин А.А., Михеев Е.M. Борьба с шумом и вибрацией судовых ДВС. - Л.: Судостроение, 1970, с.184, рис. 96) [1]. Known, for example, a two-plate vibration isolator, consisting of an upper plate connected to a mechanism, a lower plate connected to a ship's foundation, and a rubber mass between the upper and lower plates. (see Skuridin A.A., Mikheev E.M. Combating noise and vibration of marine ICEs. - L .: Sudostroenie, 1970, p. 184, Fig. 96) [1].

Однако такая виброизолирующая опора не имеет страхующих устройств и при нарушении связи упругого элемента (резины) с одной или обеими пластинами механизма на данной лапе лишается надежной связи с фундаментом. Это ограничивает в некоторой мере применение опоры в судовых условиях. Кроме того, для изготовления резиносварной виброизолирующей опоры требуется специальная технология (см. [1], с. 187). However, such a vibration-isolating support does not have safety devices and if the elastic element (rubber) is not connected to one or both plates of the mechanism on this foot, it loses reliable communication with the foundation. This limits to some extent the use of support in ship's conditions. In addition, special technology is required for the manufacture of a rubber-welded vibration-isolating support (see [1], p. 187).

Известна также виброизолирующая опора ДВС, принятая за прототип (см. SU, авторское свидетельство 1575927, кл. F 16 F 15/08, 1988). Also known is the vibration-isolating support of the internal combustion engine adopted for the prototype (see SU, copyright certificate 1575927, class F 16 F 15/08, 1988).

Опора содержит два протяженных элемента - верхнюю и нижнюю опорные пластины, на обращенных друг к другу поверхностях которых выполнены впадины и выступы, смещенные относительно друг друга на половину расстояния между выступами, и размещенный между ними упругий резиновый элемент. The support contains two extended elements - the upper and lower support plates, on the facing surfaces of which are hollows and protrusions, offset relative to each other by half the distance between the protrusions, and an elastic rubber element placed between them.

Крепление упругого элемента к опорным нижней и верхней пластинам производится болтами. При этом головки болтов с шайбами непосредственно прижаты к горизонтальной плоскости резины, а концы завернуты симметрично к выступам пластин. Fastening of the elastic element to the supporting lower and upper plates is carried out by bolts. In this case, the bolt heads with washers are directly pressed against the horizontal plane of the rubber, and the ends are wrapped symmetrically to the protrusions of the plates.

Существенным недостатком указанной виброизолирующей опоры является его ненадежность, которая обусловлена тем, что, во-первых, острая кромка шайб болтов непосредственным касанием с поверхностью резины при деформациях ведет к ее разрушению, во-вторых, из-за ограниченности зазора между головками болтов и плоскостями впадин опорных пластин при резких ударах после деформации упругого элемента только в пределах указанного зазора дальнейшее усилие ударного характера уже воспринимается болтами, что приводит к неизбежному их искривлению и повреждению резьб, а также к существенному ухудшению виброизоляции вследствие металлического контакта объекта с фундаментом и, в-третьих, прохождение болтов непосредственно через сквозные отверстия, предусмотренные в резине, снижает надежность. A significant drawback of this vibration isolating support is its unreliability, which is due to the fact that, firstly, the sharp edge of the bolt washers by direct contact with the rubber surface during deformation leads to its destruction, and secondly, due to the limited gap between the bolt heads and the depression planes support plates in case of sharp impacts after deformation of the elastic element only within the specified gap, the further impact force is already perceived by the bolts, which leads to their inevitable bending and damage to threads, as well as to a significant deterioration in vibration isolation due to metal contact of the object with the foundation and, thirdly, the passage of bolts directly through the through holes provided in the rubber reduces reliability.

Изобретение направлено на усовершенствование виброизолирующих опор ДВС, а именно, в направлении повышения надежности и долговечности, в расширении областей применения, включая судовые условия, возможности регулировки характеристик и технологии изготовления. The invention is aimed at improving the vibration-isolating supports of the internal combustion engine, namely, in the direction of increasing reliability and durability, in expanding the areas of application, including ship conditions, the ability to adjust characteristics and manufacturing technology.

Указанный технический результат достигается тем, что виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания, содержащая верхнюю и нижнюю опорные пластины и упругий элемент, снабжена соединяющим средством, верхняя и нижняя опорные пластины выполнены с чередующимися отверстиями и выемками-карманами, причем отверстия одной опорной пластины расположены против выемок-карманов другой опорной пластины, соединяющее средство содержит болтовое соединение и верхнюю и нижнюю нажимные пластины с отверстиями-перфорацией диаметром отверстий, равным 0,2-2 диаметра крепежного болта, с общей площадью перфорации до 70% площади нажимной пластины и с отверстием под болтовое соединение, через которые и соответствующие им отверстия и карманы-выемки опорных пластин пропущено болтовое соединение, при этом верхняя и нижняя нажимные пластины расположены соответственно между верхней опорной пластиной и упругим элементом и упругим элементом и нижней опорной пластиной, болтовое соединение предназначено для крепления соответственно верхней нажимной пластины к нижней опорной пластине и нижней нажимной пластины к верхней опорной пластине, причем головки болтов верхней нажимной пластины размещены в выемках-карманах верхней опорной пластины без контакта с ней, а гайки прижаты к нижней опорной пластине, головки болтов нижней нажимной пластины размещены в выемках-карманах нижней опорной пластины без контакта с ней, а гайки прижаты к верхней опорной пластине. The specified technical result is achieved by the fact that the vibration-isolating support of the internal combustion engine containing the upper and lower support plates and the elastic element is provided with connecting means, the upper and lower support plates are made with alternating openings and recesses-pockets, and the holes of one support plate are located against the recesses pockets of another base plate, connecting means contains a bolt connection and upper and lower pressure plates with perforation holes with a hole diameter equal to 0.2-2 diameters of the fixing bolt, with a total perforation area of up to 70% of the area of the pressure plate and with a bolt hole through which the bolt connection is passed through the corresponding holes and pockets-recesses of the support plates, with the upper and lower pressure plates located respectively between the upper support plate and the elastic element and the elastic element and the lower support plate, the bolt connection is intended for fastening, respectively, of the upper pressure plate to the lower support plate and lower the pressure plate to the upper support plate, and the bolt heads of the upper pressure plate are placed in the recesses of the pockets of the upper support plate without contact with it, and the nuts are pressed to the lower support plate, the bolt heads of the lower pressure plate are placed in the recesses of the pockets of the lower support plate without contact with her, and the nuts are pressed against the upper base plate.

Виброизолирующая опора ДВС поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструктивная схема виброизолирующей опоры и ее крепление к объекту, на фиг. 2 - вид опоры сверху и снизу, на фиг.3 - поперечный разрез опоры. Здесь опора имеет форму прямоугольного параллелепипеда. The vibration-isolating support of the internal combustion engine is illustrated by drawings, where FIG. 1 shows a structural diagram of the vibration-isolating support and its fastening to the object, FIG. 2 is a top and bottom view of the support, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the support. Here the support has the shape of a rectangular parallelepiped.

На фиг.4-8 представлены виброизолирующие опоры, имеющие вид прямоугольно-квадратного параллелепипеда и цилиндра. Figure 4-8 presents vibration isolating supports, having the form of a rectangular-square parallelepiped and cylinder.

Виброизолирующая опора состоит из верхней опорной пластины 1, соединяемой с двигателем 2, нижней опорной пластины 3, соединяемой с фундаментом 4, упругого элемента 5, соединяющего средства, которое содержит верхнюю нажимную пластину 6 и нижнюю нажимную пластину 7 с болтовыми соединениями 8, 9, 10 и 11, 12, 13. The vibration isolating support consists of an upper support plate 1 connected to the engine 2, a lower support plate 3 connected to the foundation 4, an elastic element 5, connecting means, which contains the upper pressure plate 6 and the lower pressure plate 7 with bolted connections 8, 9, 10 and 11, 12, 13.

Верхняя 1 и нижняя 3 пластины выполнены с чередующимися отверстиями F и выемками-карманами Н, расположение которых у одной, например, верхней опорной пластины 1 относительно другой - нижней опорной пластины 5 смещенное, т. е. против отверстий F одной пластины на другой пластине расположены выемки-карманы Н. The upper 1 and lower 3 plates are made with alternating openings F and recesses pockets H, the location of which, for example, of the upper base plate 1 relative to the other - the lower base plate 5 is offset, that is, opposite the holes F of one plate on the other plate N. pockets

Верхняя 6 и нижняя 7 нажимные пластины расположены, соответственно, между верхней опорной пластиной 1 и упругим элементом 5 и между упругим элементом 5 и нижней опорной пластиной 3. The upper 6 and lower 7 pressure plates are respectively located between the upper support plate 1 and the elastic element 5 and between the elastic element 5 and the lower support plate 3.

Нажимные пластины 6 и 7 выполнены с отверстиями I и J, которые также соответствуют отверстиям F и выемкам-карманам Н опорных пластин 1 и 3. Указанные отверстия и выемки-карманы предназначены для болтовых соединений - креплений 8-13 соответственно верхней нажимной пластины 6 к нижней опорной пластине 5 соединениями 8, 9, 10 и креплений нижней нажимной пластины 7 к верхней опорной пластине 1 соединениями 11, 12, 15, при этом головки болтов 9 верхней нажимной пластины 6 размещены в выемках-карманах Н верхней опорной пластины 1 без контакта с ней, а гайки 10 прижимаются к нижней опорной пластине 3 и, наоборот, головки болтов 11 нижней нажимной 7 размещены в выемках-карманах Н нижней опорной пластины 3 без контакта с ней, а гайки 13 прижимаются к верхней опорной пластине 1. The pressure plates 6 and 7 are made with holes I and J, which also correspond to holes F and recesses-pockets N of the support plates 1 and 3. These holes and recesses-pockets are designed for bolted connections - fasteners 8-13, respectively, of the upper pressure plate 6 to the lower the base plate 5 by connections 8, 9, 10 and the fastenings of the lower pressure plate 7 to the upper base plate 1 by the connections 11, 12, 15, while the bolt heads 9 of the upper pressure plate 6 are placed in the recesses pockets H of the upper base plate 1 without contact with it and nuts 10 are pressed against the lower base plate 3 and, conversely, the heads of the bolts 11 of the lower pressure plate 7 are placed in the recesses-pockets H of the lower base plate 3 without contact with it, and the nuts 13 are pressed against the upper base plate 1.

Крепление верхней опорной пластины 1 к двигателю 2 и нижней опорной пластины 5 к фундаменту 4 осуществляется соответственно болтами 14, 15. The fastening of the upper base plate 1 to the engine 2 and the lower base plate 5 to the foundation 4 is carried out respectively by bolts 14, 15.

Нажимные пластины 6 и 7 могут быть выполнены из металла, неметаллического и композиционного материала как с перфорацией (на фиг.1-8 не показано), так и без перфорации. The pressure plates 6 and 7 can be made of metal, non-metallic and composite material with perforation (not shown in Fig.1-8), and without perforation.

Для опор с нажимными пластинами 6 и 7 из металла в отверстиях F, I, J могут быть предусмотрены специальные неметаллические втулки (на фиг.1-8 не показаны). For supports with pressure plates 6 and 7 of metal in the holes F, I, J, special non-metallic bushings can be provided (not shown in Figs. 1-8).

Виброизолирующая опора ДВС работает следующим образом. Vibration mount ICE works as follows.

При действии сжимающей нагрузки от ДВС, приходящейся на верхнюю опорную пластину 1, происходит сжатие через верхнюю нажимную пластину 6 упругого элемента 5, а при сжимающей нагрузке от других источников через фундамент 4 (например судна) происходит также сжатие упругого элемента 5, но только через нижнюю нажимную пластину 7, причем в первом и во втором случаях соответствующие крепежные болтовые соединения 8, 9, 10 и 11, 12, 13 не нагружены, а если допустим, что они до установки были предварительно натянуты, то здесь разгружаются. Under the action of a compressive load from the internal combustion engine falling on the upper support plate 1, compression occurs through the upper pressure plate 6 of the elastic element 5, and under compressive load from other sources through the foundation 4 (for example, a ship), the elastic element 5 also compresses, but only through the lower the pressure plate 7, and in the first and second cases, the corresponding mounting bolt connections 8, 9, 10 and 11, 12, 13 are not loaded, and if we assume that they were pre-tensioned before installation, they are unloaded.

При растягивающих нагрузках также происходит сжатие упругого элемента 5, но механизм взаимодействия деталей здесь иной. Under tensile loads, compression of the elastic element 5 also occurs, but the mechanism of interaction of the parts is different here.

Например, если растягивающие нагрузки поступают от ДВС 2, то сжатие упругого элемента 5 происходит через нижнюю нажимную пластину 7 и соответствующие болтовые соединения 11, 12, 15, а если растягивающие нагрузки поступают от фундамента 4, то также происходит сжатие упругого элемента 5, но через верхнюю нажимную пластину 6 и соответствующие болтовые соединения 8, 9, 10. For example, if the tensile loads come from ICE 2, then the elastic element 5 is compressed through the lower pressure plate 7 and the corresponding bolt connections 11, 12, 15, and if the tensile loads come from the foundation 4, then the elastic element 5 also compresses, but through the upper pressure plate 6 and the corresponding bolted connections 8, 9, 10.

Таким образом, сущность работы технического решения заключается в обеспечении работы сжатия упругого элемента 5 не только при действии сжимающих нагрузок, но и растягивающих. Thus, the essence of the technical solution is to provide compression work of the elastic element 5 not only under the action of compressive loads, but also tensile.

Благодаря тому, что упругий элемент 5 не сварен, т.е. не вулканизирован к нажимным пластинам 6, 7, он получает возможность свободно проскальзывать относительно нажимных пластин 6, 7, а отсутствие мест вулканизаций (скрепления) исключает концентрацию напряжения. Due to the fact that the elastic element 5 is not welded, i.e. it is not vulcanized to the pressure plates 6, 7, it is able to slip freely relative to the pressure plates 6, 7, and the absence of vulcanization places (bonding) eliminates the stress concentration.

Аналогичная возможность проскальзывания имеет место между нажимными и опорными пластинами 1, 6 и 3, 7. A similar possibility of slipping occurs between the pressure and support plates 1, 6 and 3, 7.

Для изменения упругодемпфирующих характеристик упругого элемента 5, а также сил трения между упругим элементом 5 и нажимными пластинами 6, 7 последние могут быть также выполнены с перфорацией диаметра отверстий, равного 0,2-2 диаметра крепежного болта с общей (суммарной) площадью перфорации до 70% площади нажимной пластины 6 или 7. To change the elastic-damping characteristics of the elastic element 5, as well as the friction forces between the elastic element 5 and the pressure plates 6, 7, the latter can also be made with perforation of the hole diameter equal to 0.2-2 of the diameter of the fixing bolt with a total (total) perforation area of up to 70 % of the area of the pressure plate 6 or 7.

Указанные соотношения более точно необходимо определить экспериментально, так как они зависят от свойств материала упругого элемента 5, геометрической формы и т.д. The indicated relations should be determined more precisely experimentally, since they depend on the properties of the material of the elastic element 5, geometric shape, etc.

Для обеспечения деформации сдвига упругого элемента 5 в любом направлении отверстия F, I, J в опорных и нажимных пластинах 1, 3, 6, 7 выполнены с зазором в пределах допустимой деформации. To ensure shear strain of the elastic element 5 in any direction, the holes F, I, J in the support and pressure plates 1, 3, 6, 7 are made with a gap within the allowable deformation.

Подбор жесткости осуществляется варьированием ширины опорных площадок нажимных 6, 7 и опорных 1, 3 пластин общей площади и высоты упругого элемента 5 и при необходимости перфорации нажимных пластин 6, 7. The stiffness is selected by varying the width of the supporting platforms of the pressure 6, 7 and supporting 1, 3 plates of the total area and the height of the elastic element 5 and, if necessary, the perforation of the pressure plates 6, 7.

Следовательно, виброизолирующая опора обладает достаточной универсальностью в изготовлении и подборе параметров и грузоподъемности. Consequently, the vibration isolating support has sufficient versatility in the manufacture and selection of parameters and load capacity.

Доступ к крепежным элементам 8-13 позволяет обеспечить возможность регулировки характеристик опоры непосредственно на объекте. Access to the fasteners 8-13 allows you to provide the ability to adjust the characteristics of the support directly on the site.

Кроме того, виброизолирующая опора может быть установлена под объект (ДВС) как без предварительного натяга упругого элемента 5, так и с предварительным натягом, а также не требует установки, например, боковых, торцевых, страховочных упоров и других дополнительных устройств. In addition, the vibration isolating support can be installed under the object (ICE) both without preloading the elastic element 5 and with preload, and also does not require installation, for example, side, end, safety stops and other additional devices.

Отмеченные выше особенности конструкции и работы виброизолирующей опоры обеспечивают долговечность и надежность упругого элемента 5, эффективную виброизоляцию в различных направлениях от воздействия статических (например, от крена, дифферента) и динамических (например, от случайных воздействий, ударов, неуравновешенных сил и моментов и т.д.) нагрузок. The design and operation features of the vibration isolating support noted above ensure the durability and reliability of the elastic element 5, effective vibration isolation in various directions from the effects of static (e.g., roll, trim) and dynamic (e.g., from random influences, impacts, unbalanced forces and moments, etc.). d.) loads.

Claims

Виброизолируюшая опора двигателя внутреннего сгорания, содержащая верхнюю и нижнюю опорные пластины и упругий элемент, отличающаяся тем, что она снабжена соединяющим средством, верхняя и нижняя опорные пластины выполнены с чередующимися отверстиями и выемками-карманами, причем отверстия одной опорной пластины расположены против выемок-карманов другой опорной пластины, соединяющее средство содержит болтовое соединение и верхнюю и нижнюю нажимные пластины с отверстиями-перфорацией диаметром отверстий, равным 0,2-2 диаметра крепежного болта, с общей площадью перфорации до 70% площади нажимной пластины и с отверстиями под болтовое соединение, через которые и соответствующие им отверстия и карманы-выемки опорных пластин пропущено болтовое соединение, при этом верхняя и нижняя нажимные пластины расположены соответственно между верхней опорной пластиной и упругим элементом и упругим элементом и нижней опорной пластиной, болтовое соединение предназначено для крепления соответственно верхней нажимной пластины к нижней опорной пластине и нижней нажимной пластины к верхней опорной пластине, причем головки болтов верхней нажимной пластины размещены в выемках-карманах верхней опорной пластины без контакта с ней, а гайки прижаты к нижней опорной пластине, головки болтов нижней нажимной пластины размещены в выемках-карманах нижней опорной пластины без контакта с ней, а гайки прижаты к верхней опорной пластине. A vibration-isolating support of an internal combustion engine comprising an upper and lower support plate and an elastic element, characterized in that it is provided with a connecting means, the upper and lower support plates are made with alternating openings and recesses-pockets, and the holes of one support plate are located against the recesses pockets of the other the base plate, the connecting means contains a bolt connection and upper and lower pressure plates with perforation holes with a hole diameter of 0.2-2 of the diameter of the mounting bolt, with a total perforation area of up to 70% of the area of the pressure plate and with holes for the bolt connection, through which the bolt connection is passed through the corresponding holes and pockets-recesses of the support plates, while the upper and lower pressure plates are respectively located between the upper base plate and the elastic by an element and an elastic element and a lower support plate, the bolt connection is intended for fastening, respectively, the upper pressure plate to the lower support plate and the lower pressure plate to the upper a support plate, and the bolt heads of the upper pressure plate are placed in the recesses of the pockets of the upper support plate without contact with it, and the nuts are pressed to the lower support plate, the bolt heads of the lower pressure plate are placed in the recesses of the pockets of the lower support plate without contact with it, and the nuts pressed to the upper support plate.