Демпфер сухого трения кочетова, встроенный в пружинный виброизолятор


 


Владельцы патента RU 2558770:

Кочетов Олег Савельевич (RU)

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит нижнюю и верхнюю опорные пластины. Между пластинами коаксиально и концентрично установлены наружная с правым и внутренняя с левым углами подъема витков пружины. Нижняя опорная пластина является основанием, на котором нижние фланцы пружин жестко закреплены. Между верхней опорной пластиной и верхним фланцем внутренней пружины расположен демпфер сухого трения. Демпфер состоит из двух соприкасающихся между собой цилиндрических дисков. Нижний диск жестко связан с верхним фланцем внутренней пружины. Верхний диск жестко связан с верхней опорной пластиной. На обращенных друг к другу поверхностях дисков выполнены концентричные диаметральные канавки и входящие в них выступы. Верхний диск выполнен из стали, а нижний - из фрикционного материала. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению.

Известно применение пружинных упругих элементов, содержащих демпферы для виброизоляции технологического оборудования [1, 2, 3, 4]. Расчеты показывают высокую эффективность пружинных упругих элементов в системах виброизоляции, при этом испытания в реальных фабричных условиях подтверждают их эффективность при высокой надежности и простоте обслуживания.

Однако для снижения низкочастотных колебаний требуется существенная высота пружин.

Известно применение пружинных виброизоляторов [5, 6] с маятниковым подвесом, в которых используется система виброизоляции подвесного типа с пружинным упругим элементом.

Недостатком такого типа виброизоляторов с маятниковым подвесом является их большой габарит по высоте.

Известен пружинный виброизолятор с сухим трением [7], содержащий пружину, корпус и демпфер сухого трения, корпус выполнен в виде полой вертикальной стойки, взаимодействующей с Т-образной платформой, упруго связанной с демпфером сухого трения, выполненного в виде втулки, внутренняя поверхность которой через подпружиненные фрикционные элементы взаимодействует с внешней поверхностью стойки, а на ее внешней поверхности закреплена пружина, опирающаяся на основание стойки, причем между взаимодействующими поверхностями втулки и стойки размещен буферный ограничительный элемент.

Недостатком такого типа виброизоляторов является сравнительно невысокая надежность в резонансном режиме из-за износа демпфера сухого трения, что несколько снижает эффективность виброзащиты.

Известно применение пружинных элементов в виброизоляторах [8], содержащих корпус, который выполнен в виде верхней и нижней прямоугольных плит, между которыми размещены винтовые упругие элементы разной жесткости.

Недостатком такого типа виброизоляторов является возможность блокирования винтовых упругих элементов в пакетах, что несколько может изменить их общую жесткость, а следовательно, и эффективность виброзащиты.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство с переменной структурой демпфирования [9], содержащее корпус с размещенным в нем штоком с поршнем, причем на конце штока закреплена виброизолируемая масса, удерживаемая пружинами, а демпфер сухого трения выполнен в виде фрикционной втулки с ограничительными упорами по торцам, причем усилие прижатия фрикционных элементов к втулке осуществляется через регулировочные винты, которые связаны с исполнительным серводвигателем, а сигнал на включение серводвигателя поступает от микропроцессора, управляющего работой демпфера сухого трения по заданной характеристике и связанного с датчиком виброускорений (прототип).

Недостатком такого типа устройств виброизоляции является большая стоимость системы виброзащиты, которая не всегда оправдана из-за ее сравнительно невысокой эффективности демпфирования.

Технический результат - повышение эффективности демпфирования в резонансном режиме.

Это достигается тем, что в демпфере сухого трения, содержащем нижнюю и верхнюю опорные пластины, между которыми коаксиально и концентрично установлены наружная с правым углом подъема витков и внутренняя с левым углом подъема витков пружины, при этом нижняя опорная пластина является основанием, на котором нижние фланцы пружин закреплены жестко, а между верхней опорной пластиной и верхним фланцем внутренней пружины с левым углом подъема витков расположен демпфер сухого трения, состоящий из двух, соприкасающихся между собой нижнего и верхнего цилиндрических дисков, при этом нижний диск жестко связан с верхним фланцем внутренней пружины, а верхний диск жестко связан с верхней опорной пластиной, при этом на поверхностях цилиндрических дисков демпфера сухого трения, обращенных друг к другу, выполнены концентричные диаметральные канавки на одном из дисков и выступы на другом диске, входящие друг в друга, при этом верхний цилиндрический диск демпфера сухого трения выполнен из стали, а нижний цилиндрический диск выполнен из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты при их соотношении, в мас.%:

смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) 12÷19
графит 7÷18
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния 7÷15
баритовый концентрат 20÷35
тальк 1,5÷3,0

На чертеже представлен общий вид предлагаемого демпфера сухого трения.

Демпфер сухого трения содержит нижнюю 1 и верхнюю 2 опорные пластины, между которыми коаксиально и концентрично установлены наружная 5 с правым углом подъема витков и внутренняя 6 с левым углом подъема витков пружины. Нижняя опорная пластина 1 является основанием, на котором нижние фланцы пружин 5 и 6 закреплены жестко, а между верхней опорной пластиной 2, на которой устанавливается виброизолируемый объект (не показан), и верхним фланцем внутренней пружины 6 с левым углом подъема витков расположен демпфер сухого трения, состоящий из двух соприкасающихся между собой нижнего 3 и верхнего 4 цилиндрических дисков. При этом нижний диск 3 жестко связан с верхним фланцем внутренней пружины 6, а верхний диск 4 жестко связан с верхней опорной пластиной 2. Верхний 4 цилиндрический диск демпфера сухого трения выполнен из стали, а нижний 3 цилиндрический диск выполнен из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты при их соотношении, в мас.%:

смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) 12÷19
графит 7÷18
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния 7÷15
баритовый концентрат 20÷35
тальк 1,5÷3,0

Возможен вариант, когда в качестве материалов нижнего 3 и верхнего 4 цилиндрических дисков демпфера сухого трения может быть использована сталь, жесткий вибродемпфирующий материал, например типа «Агат», вышеуказанный фрикционный материал, а также различные сочетания этих материалов в паре сухого трения демпфера.

Возможен вариант, когда в целях повышения коэффициента демпфирования системы виброизоляции, на поверхностях цилиндрических дисков 3 и 4 демпфера сухого трения, обращенных друг к другу, выполнены концентричные диаметральные канавки 7 на одном из дисков, и выступы 8 - на другом диске. Эти входящие друг в друга поверхности взаимодействуют друг с другом без зазоров, что приводит к увеличению поверхностей трения, а следовательно, к увеличению коэффициента демпфирования системы.

Возможен вариант, когда на поверхностях цилиндрических дисков 3 и 4 демпфера сухого трения, обращенных друг к другу, выполнены концентричные осесимметричные сферические поверхности: на одном из дисков - выступ, а на другом диске - впадина (не показано).

Возможен вариант, когда на поверхностях цилиндрических дисков 3 и 4 демпфера сухого трения, обращенных друг к другу, выполнены концентричные осесимметричные конические поверхности: на одном из дисков - выступ, а на другом диске - впадина (не показано).

Возможен вариант, когда верхний цилиндрический диск 4 выполнен из эластомера, например резины или другого эластичного материала, обладающего высокими демпфирующими свойствами, а нижний цилиндрический диск 3 выполнен из стали.

Демпфер сухого трения работает следующим образом.

Наружная 5 и внутренняя 6 пружины демпфера воспринимают значительные статическую и динамическую нагрузки от машины и передают на поддерживающую конструкцию существенно уменьшенную величину динамической нагрузки.

Две пружины 5 и 6, вставленные одна в другую, работают на сжатие, при этом внешняя пружина 5 правого угла подъема поворачивает жестко прикрепленную к ней верхнюю металлическую опорную пластину 2 в одну сторону, а внутренняя пружина 6 левого угла подъема - жестко прикрепленный к ней нижний цилиндрический диск 3 демпфера сухого трения - в другую сторону. Таким образом, используется эффект взаимного поворота в разные стороны концевых витков пружин 5 и 6 вокруг вертикальной оси, благодаря чему в составной опорной плоскости демпфера сухого трения возникают диссипативные силы, т.е. появляется сухое трение. Введение в демпфер сухого трения элемента из резины с повышенным в 10÷15 раз внутренним трением приводит к уменьшению амплитуд колебаний машины в пуско-остановочных режимах в 2÷3 раза. При ударных воздействиях логарифмический декремент затухания колебаний уменьшается.

Источники информации

1. Кочетов О.С., Сажин Б.С. Снижение шума и вибраций в производстве: теория, расчет, технические решения. - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2001. - 319 с: стр.120, рис.5.6; стр.287, рис. П.У.15.

2. Кочетов О.С. Текстильная виброакустика. Учебное пособие для вузов. - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, группа «Совьяж Бево» 2003. - 191 с: стр.59, рис.3.1; стр.61, рис.3.4а; рис.3.5.

3. Кочетов О.С. Виброизоляторы типа «ВСК-1» для ткацких станков // Текстильная промышленность. - 2000, №5.С.19 …20.

4. Кочетов О.С. Расчет пространственной системы виброзащиты. Журнал «Безопасность труда в промышленности», №8, 2009, стр.32-37.

5. Кочетов О.С, Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Шестернинов А.В. Пружинный виброизолятор с маятниковым подвесом // Патент на изобретение №2279589. Опубликовано 10.07.06. Бюллетень изобретений №19.

6. Кочетов О.С, Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Шестернинов А.В. Виброизолирующая система // Патент на изобретение №2279586. Опубликовано 10.07.06. Бюллетень изобретений №19.

7. Кочетов О.С, Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Шестернинов А.В., Стареев М.Е. Пружинный виброизолятор с сухим трением // Патент на изобретение №2282075. Опубликовано 20.08.06. Бюллетень изобретений №23.

8. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Шестернинов А.В. Виброизолированная площадка // Патент на изобретение №2277650. Опубликовано 10.06.06. Бюллетень изобретений №16.

9. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Шестернинов А.В., Зубова И.Ю. Виброизолятор с переменной структурой демпфирования // Патент на изобретение №2303722. Опубликовано 27.07.07. Бюллетень изобретений №21.

1. Демпфер сухого трения, содержащий нижнюю и верхнюю опорные пластины, между которыми коаксиально и концентрично установлены наружная с правым углом подъема витков и внутренняя с левым углом подъема витков пружины, при этом нижняя опорная пластина является основанием, на котором нижние фланцы пружин закреплены жестко, а между верхней опорной пластиной и верхним фланцем внутренней пружины с левым углом подъема витков расположен демпфер сухого трения, состоящий из двух соприкасающихся между собой нижнего и верхнего цилиндрических дисков, при этом нижний диск жестко связан с верхним фланцем внутренней пружины, а верхний диск жестко связан с верхней опорной пластиной, отличающийся тем, что верхний цилиндрический диск демпфера сухого трения выполнен из стали, а нижний цилиндрический диск выполнен из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты при их соотношении, мас.%:

смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) 12÷19
графит 7÷18
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния 7÷15
баритовый концентрат 20÷35
тальк 1,5÷3,0

2. Демпфер сухого трения по п. 1, отличающийся тем, что на поверхностях цилиндрических дисков демпфера сухого трения, обращенных друг к другу, выполнены концентричные диаметральные канавки на одном из дисков, и выступы - на другом диске, входящие друг в друга.

3. Демпфер сухого трения по п. 1, отличающийся тем, что на поверхностях цилиндрических дисков демпфера сухого трения, обращенных друг к другу, выполнены концентричные осесимметричные сферические поверхности: на одном из дисков - выступ, а на другом диске - впадина.

4. Демпфер сухого трения по п. 1, отличающийся тем, что на поверхностях цилиндрических дисков демпфера сухого трения, обращенных друг к другу, выполнены концентричные осесимметричные конические поверхности: на одном из дисков - выступ, а на другом диске - впадина.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит нижнюю и верхнюю опорные пластины.

Изобретение относится к механическому передаточному устройству для передачи порогового усилия. Устройство содержит первый элемент (1) и второй элемент (2), установленные с возможностью вращения относительно друг друга вокруг оси (X) вращения.

Изобретение относится к фрикционному устройству для регулировки силы и к фрикционному гасителю колебаний. .

Изобретение относится к приборостроению, в частности к гасителям вынужденных колебаний. .

Изобретение относится к устройствам транспортного машиностроения, а именно: к амортизирующим устройствам, уменьшающим амплитуду колебаний рельсового транспортного средства.

Изобретение относится к машиностроению , в частности к гасителям колебаний поворотного объекта.Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в грузоподъемных устройствах. .

Изобретение относится к подвескам транспортных средств. .

Изобретение относится к машиностроению , а именно к функциональным гасителям колебаний. .

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит нижнюю и верхнюю опорные пластины.

Изобретение относится к машиностроению. Пружина содержит корпус, выполненный из винтовой пустотелой упругой стальной трубки.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус в виде шарнирно-рычажного механизма и упругий элемент, взаимодействующий с объектом.

Изобретение относится к машиностроению. Пружина выполнена цилиндрической винтовой и состоит из двух частей со встречно направленными концами.

Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к устройствам гашения вибраций и ударов и может быть использовано для защиты объектов различного назначения от вибраций и ударов со стороны носителей, в частности наземного, авиационного и корабельного транспорта.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях подвески транспортных средств, в конструкциях различных машин, механизмов и предметов иного назначения, требующих от упругих элементов особых свойств.

Изобретение относится к машиностроению, и в частности к устройствам для защиты рабочих органов и других ответственных элементов конструкций машин и механизмов от перегрузок.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой демпфер для магнитострикционного преобразователя. Демпфер выполнен в виде цилиндра, плотно насаженного на волновод по оси цилиндра. Цилиндр изготовлен из отрезков металлической проволоки, навитых в спираль заданной длины и подвергнутых прессованию в пресс-формах, имеющих форму цилиндра. Демпфер может быть как сплошным, так и состоять из нескольких частей, плотно прижатых друг к другу, например трех или четырех, а его суммарная длина равна длине волны ультразвукового колебания в магнитострикционном волноводе. 1 ил.
Наверх