Пружинный виброизолятор с нелинейным демпфированием

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования. Виброизолятор содержит корпус, упругий и демпфирующий элементы. Корпус выполнен в виде плиты с отверстиями и упругими установочными элементами, прикрепленными к нижней поверхности плиты. К плите крепится крышка, выполненная в виде перевернутого стакана с центральным отверстием. С внутренней поверхностью крышки взаимодействует поршень из фрикционного материала. Поршень соединен с установочной втулкой, расположенной соосно с центральным отверстием крышки. Поршень крепится к установочной втулке посредством резьбовой шпильки, верхней и нижней шайбы, притягиваемых гайкой. Внутри поршня, соосно с ним, расположены по меньшей мере два упругих стопорных кольца. Поршень подпружинен верхней конической пружиной относительно крышки и нижней конической пружиной относительно плиты. Большие основания конических пружин обращены в сторону соответственно крышки и плиты. Нижняя коническая пружина установлена на плиту через кольцевой эластичный буфер, внутри которого соосно расположено кольцо из проволочного элемента типа путанки. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе приборов и аппаратуры.

Известен виброизолятор по авторскому свидетельству СССР №1594326, F16F 15/06, содержащий корпус, упругий и демпфирующий элементы.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия нелинейного демпфирования колебаний.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.

Это достигается тем, что в пружинном виброизоляторе с нелинейным демпфированием, содержащем корпус, упругий и демпфирующий элементы, корпус выполнен в виде плиты с отверстиями и упругими установочными элементами, прикрепленными к нижней поверхности плиты, к которой крепится крышка, выполненная в виде перевернутого стакана с центральным отверстием, причем с внутренней поверхностью крышки взаимодействует поршень из фрикционного материала, соединенный с установочной втулкой, расположенной соосно с центральным отверстием крышки, а поршень крепится к установочной втулке посредством резьбовой шпильки, верхней и нижней шайб, притягиваемых гайкой, причем внутри поршня, соосно с ним, расположены по меньшей мере два упругих стопорных кольца, а поршень подпружинен верхней конической пружиной относительно крышки и нижней конической пружиной относительно плиты, причем большие основания конических пружин обращены в сторону соответственно крышки и плиты, а нижняя коническая пружина установлена на плиту через кольцевой эластичный буфер, внутри которого соосно расположено кольцо из проволочного элемента типа путанки.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез виброизолятора, на фиг. 2 - вид сверху.

Пружинный виброизолятор с нелинейным демпфированием содержит корпус, выполненный в виде плиты 1 с отверстиями 2 и упругими установочными элементами 3, прикрепленными к нижней поверхности плиты 1. К плите 1 крепится крышка 4, выполненная в виде перевернутого стакана с центральным отверстием 5. С внутренней поверхностью крышки 4 взаимодействует поршень 7 из фрикционного материала, соединенный с установочной втулкой 6, соосной с центральным отверстием 5 крышки 4. Поршень 7 крепится к установочной втулке 6 посредством резьбовой шпильки 8, верхней 10 и нижней 11 шайб, притягиваемых гайкой 9. Внутри поршня 7, соосно с ним, расположены по меньшей мере два упругих стопорных кольца 12. Поршень 7 подпружинен верхней конической пружиной 13 относительно крышки 4 и нижней конической пружиной 14 относительно плиты 1, причем большие основания конических пружин 13 и 14 обращены в сторону соответственно крышки 4 и плиты 1. Нижняя коническая пружина 14 установлена на плиту 1 через кольцевой эластичный буфер 15, внутри которого соосно расположено кольцо 16 из проволочного элемента типа путанки. Конические пружины 13 и 14 выполнены с равными жесткостями, а отношение жесткостей конических пружин C₁ к жесткости кольцевого эластичного буфера С₂ находится в оптимальном соотношении величин C₂/C₁=1,5…2,5.

Пружинный виброизолятор с нелинейным демпфированием работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта конические пружины 13 и 14 воспринимают вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий или борт летательного аппарата или мобильного транспортного средства. Нелинейное демпфирование в системе осуществляется за счет трения поршня 7 о внутренние поверхности стенок крышки 4. Стабильность трения обусловлена наличием упругих стопорных колец 12, которые постоянно создают усилия, прижимающие поршень 7 к крышке 4.

Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения установочной втулки 6, что дает ей определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости. Выполнение профиля внутренних поверхностей крышки 4 гиперболическими позволяет обеспечить нелинейный характер демпфирования в системе. Профиль внутренних поверхностей крышки 4 может быть выполнен коническим с вершиной внутреннего конуса, направленной к плите 1, что позволит обеспечить системе равночастотные свойства.

1. Пружинный виброизолятор с нелинейным демпфированием, содержащий корпус, упругий и демпфирующий элементы, причем корпус выполнен в виде плиты с отверстиями и упругими установочными элементами, прикрепленными к нижней поверхности плиты, к которой крепится крышка, выполненная в виде перевернутого стакана с центральным отверстием, причем с внутренней поверхностью крышки взаимодействует поршень из фрикционного материала, соединенный с установочной втулкой, расположенной соосно с центральным отверстием крышки, а поршень крепится к установочной втулке посредством резьбовой шпильки, верхней и нижней шайб, притягиваемых гайкой, причем внутри поршня, соосно ему, расположены по меньшей мере два упругих стопорных кольца, а поршень подпружинен верхней конической пружиной относительно крышки и нижней конической пружиной относительно плиты, причем большие основания конических пружин обращены в сторону соответственно крышки и плиты, а нижняя коническая пружина установлена на плиту через кольцевой эластичный буфер, внутри которого соосно расположено кольцо из проволочного элемента типа путанки.

2. Пружинный виброизолятор с нелинейным демпфированием по п.1, отличающийся тем, что конические пружины выполнены с равными жесткостями, а отношение жесткостей конических пружин С₁ к жесткости кольцевого эластичного буфера С₂ находится в оптимальном соотношении величин: C₂/C₁=1,5…2,5.