Віброакустичний ізолятор

Віброакустичний ізолятор, що містить дві рівнобіжні пластини, між якими розташований пружний елемент у вигляді циліндра з увігнутою боковою поверхнею, який відрізняється тим, що пружний елемент має проміжний композитний шар із зовнішнім діаметром dш = 0,9dmin , де d min - мінімальний діаметр пружного елемента, який містить вставки з високодемпфіруючого матеріалу, та має змінну товщину, яка зменшується у бік його вертикальної осі, причому твірні вказаного шару утворюють з горизонталлю кут α ≤ arcsin (V1/V2), де V1 та V2 - швидкості розповсюдження акустичних хвиль у матеріалах пружного елемента та вставок відповідно, а діаметр згаданих вставок складає d ≥ (3…5)hmin, де h min - мінімальна товщина композитного шару, при цьому кривизна бокової поверхні пружного елемента описується рівнянням квадратичної параболи: Винахід належить до галузі віброакустикозахисної техніки, а саме до пружних опор в яких пружними елементами є амортизатори складної форми з армованої гуми і може бути використаний для віброізоляції машин загального, гірничометалургійного, агропромислового комплексу та у спеціальній вібраційній техніці. Відома конструкція віброізолюючого пристрою [А.С. СССР №1377481 кл. F16, F11/00 Заявл. 29.09.84, Опубл. Бюл. №46, 1991], який містить металеву пластину і два розташованих по один бік від неї еластичний і з'єднувальний шари. Вказаний пристрій дозволяє підвищити якість віброізоляції за рахунок збільшення згасання коливань. Це відбувається завдяки тому, що поверхня еластичного шару яка обернена до металевої пластини має виступи і заглиблення що перетворюють уздовжні хвилі в хвилі зсуву. Недоліком зазначеної конструкції є недостатній діапазон звукопоглинання, що не забезпечує поглинання високочастотних звукових коливань, які породжують акустичний шум. Найбільш близьким по технічній суті до того, що пропонується є вібро-ізролятор [А.С. СССР №1698523, кл. F 16, F1/44 Заявл. 23.05.88, Опубл. Бюл. №46, 1991], що містить дві паралельні пластини і розташований між ними пружний елемент із гуми складної форми. Недоліками вказаної конструкції є недостатнє поглинання високочастотних звукових коливань та втрата стійкості при тривалій експлуатації. Метою винаходу є підвищення надійності віброізоляції та ефективності віброаку стичних характеристик (віброшумоізоляції) за рахунок збільшення діапазону робочих частот до (10-1...105)Гц. Поставлене завдання вирішується тим, що віброізолятор складається з двох рівнобіжних пластин у вигляді дисків, між якими розташован пружний гумовий елемент у вигляді циліндра з увігн утою боковою поверхнею і проміжний композитний шар з перфораціями круглого перетину, які заповнені вставками з високодемпфуючого матеріалу. Ознаками прототипу загальними з віброізолятором що заявляється є наявність пружного гумового елемента у вигляді циліндра з увігнутою боковою поверхнею. e(h, Dh ) = 3D h h (H - h) , H3 (19) UA (11) 82919 (13) C2 де ε - відносна величина деформації; h - поточне значення висоти ізолятора; Δh - поточне значення величини деформації; H - висота віброакустичного ізолятора. 3 82919 Відмінними ознаками є: наявність проміжного композитного шару з перфораціями діаметром d³(3...5)h min, які заповнені вставками з високодемпфуючого матеріалу; композитний шар має зовнішній діаметр dш=0,9dmin, a його твірні складають з горизонталлю кут α£arcsin(V1/V2), де V1 та V2 швидкості розповсюдження акустичних хвиль відповідно у гумі і матеріалі вставок; кривина бокової поверхні пружного елемента описується рівнянням квадратичної параболи 3D h e (h, Dh) = h(H - h) , H3 де ε - відносна величина деформації; Η - висота віброаку стичного ізолятора; h - поточне значення висоти ізолятора; Dh - поточне значення величини деформації. Згідно проведеного патентного пошуку сукупність ознак, що характеризують суть винаходу заявляється вперше. Отже, заявка на винахід відповідає критерію „новизна”. Суть передбаченого винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображено: на фіг.1 - віброакустичний ізолятор, поперечний розріз; на фіг.2 - перетин А-А на фіг.1 Віброакустичний ізолятор складається з двох рівнобіжних металевих (композитних, фибергласових то що) пластин 1, приєднаного до них пружного гумового елемента 2 у вигляді циліндра з увігн утою боковою поверхнею і проміжного композиційного шару, з перфораціями круглого перетину діаметром dвст.³(3...5)h min (де hmin - мінімальна висота композитного шару), які заповнені вставками 4 з високодемпфуючого матеріалу, наприклад, високонаповненої гуми з коефіцієнтом дисипації ψ=(0,8...0,9) і статичним модулем зсуву G¥=20кг/см 2. Пружний елемент 2 виготовлено з середньонаповненої гуми [ψ=(0,25...0,35) G¥=(7...8)кг/см 2], а композитний шар - з фибергласа з вуглецевим наповнювачем [G¥=(100...150)кг/см 2]. 3 метою підвищення повздовжньої стійкості і зсувної жорсткості віброакустичного ізолятора його композитний шар виготовляється змінної товщини, яка зменшується у бік вертикальної осі. При цьому зовнішній діаметр шару dш=0,9dmin, (де d min - мінімальний діаметр ізолятора), а його твірні складають з горизонталлю кут α£arcsin(V1/V2), де V1 та V2 – швидкості розповсюдження акустичних хвиль відповідно у гумі і матеріалі вставок. Дослідження показують (Потураев Β.Η., Дырда В.И., Кр уш И.И. Прикладная механика резины. Киев: Наукова думка, 1980. - 260 с.), що більша частка (до 90%) пружної енергії накопичується завдяки деформації простого зсуву. Саме цей вид 4 деформації визначає форму бокової поверхні пружного гумового елемента 2. На цій поверхні спостерігаються максимальні значення деформацій розтягу, що обумовлює довговічність і надійність віброізоляторів. Встановлено, що мінімальні значення деформацій розтягу, а отже максимальна довговічність віброізолятора спостерігається у тому випадку, якщо форма його бокової поверхні описується рівнянням квадратичної параболи 3D h e (h, Dh) = h(H - h) , H3 де ε - відносна величина деформації; Η - висота віброакустичного ізолятора; h - поточне значення висоти ізолятора; Dh - поточне значення величини деформації. Сутність винаходу, що заявляється не випливає явно для фахівця з відомого рівня техніки. Сукупність ознак, що характеризують відомі рішення, не забезпечує досягнення бажаних властивостей і тільки наявність перерахованих відмітних ознак дозволяє одержати новий технічний результат. Отже, пропонований пристрій відповідає критерію, „винахідницький рівень”. Віброакустичний ізолятор працює в такий спосіб. Віброакустичне діяння від важких машин спричиняє пружні коливання на межі гумового елемента 2 і композитного шару 3. За рахунок різних пружних властивостей матеріалів ізолятора відбувається відбитгя вертикальної і горизонтальної складових віброакустичного діяння під різними кутами і перетворення поздовжніх хвиль у хвилі зсуву. Це супроводжується значними витратами, які обумовлені перетворенням механічної енергії у теплову. Горизонтальна складова віброакустичного діяння понижується в значній мірі за рахунок пружного елемента 2. Вертикальна складова понижується за рахунок пасивного опору гумового пружного елемента 2, високодемпфуючи х вставок 4 і відбиваючись від твірних композитного шару 3 практично не передається на фундамент. Експериментальний зразок пропонуємого віброакустичного ізолятора виготовлений і проходить випробування в лабораторних умовах Дніпропетровського державного аграрного університету (ДДАУ) та академії геотехнічної механіки АНУ. Попередня оцінка показала, що пропонуємий віброакустичний ізолятор більш стійкий, надійний в експлуатації та довго вічний. Запропонований винахід може бути багаторазово відтворений і використаний в якості віброакустичного ізолятора. Отже, винахід відповідає критерію „промислове застосування”. 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 82919 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601