Виброизолятор с тросовым демпфером
Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит плоские упругие и фрикционные демпфирующие элементы. Плоские упругие элементы выполнены в виде пакета упругих элементов арочного типа, состоящих из набора чередующихся во взаимно перпендикулярных направлениях плоских пружин, опирающихся на основание. Каждая из плоских пружин состоит из горизонтальной полки и двух боковых полок, отогнутых на угол 135° к горизонтальной полке и имеющих опорные участки на концах. Демпфирующий элемент выполнен комбинированным и состоит из фрикционной и эластичной частей. Фрикционная часть выполнена в виде втулок с фланцами на торцах и отрезка троса, навитого по замкнутому контуру на втулки. Втулки связаны с упругими элементами посредством заклепок. Эластичная часть выполнена в виде упругодемпфирующего кольца из эластомера, охватывающего снаружи отрезок троса. Втулки выполнены полыми из упругого материала. Полости между внутренними поверхностями втулок и внешними поверхностями заклепок заполнены вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном. К фрикционной части демпфирующего элемента крепится пластина из вибродемпфирующего материала, например полиуретана. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты технологического оборудования, аппаратуры и приборов, а также человека-оператора от воздействия вибрационных и ударных нагрузок.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор, содержащий основание, упругие элементы рессорного типа и опорные узлы по патенту РФ № 2451849, F16F 3/08 (прототип).
Недостатком работы известного устройства является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции из-за сравнительно большой жесткости рессор и недостаточного демпфирования.
Технический результат изобретения - повышение эффективности виброизоляции.
Это достигается тем, что в виброизоляторе с тросовым демпфером, содержащим плоские упругие и фрикционные демпфирующие элементы, плоские упругие элементы выполнены в виде пакета упругих элементов арочного типа в виде набора чередующихся во взаимно перпендикулярных направлениях плоских пружин, опирающихся на основание, причем каждая из плоских пружин состоит из горизонтальной полки и двух боковых полок, отогнутых на угол 135° к горизонтальной полке и имеющих опорные участки на концах, а демпфирующий элемент виброизолятора выполнен комбинированным и состоит из фрикционной и эластичной частей, причем фрикционная часть выполнена в виде расположенных параллельно оси виброизолятора втулок с фланцами на торцах и отрезка троса, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки, которые связаны с упругими элементами посредством заклепок, а эластичная часть выполнена в виде упругодемпфирующего кольца, охватывающего снаружи отрезок троса, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки.
На чертеже изображен фронтальный разрез предлагаемого виброизолятора.
Виброизолятор с тросовым демпфером содержит плоские упругие элементы 3 и 4, выполненные в виде пакета упругих элементов арочного типа в виде набора чередующихся во взаимно перпендикулярных направлениях плоских пружин, опирающихся на основание 11. Каждая из плоских пружин 3 и 4 состоит из горизонтальной полки и двух боковых полок, отогнутых на угол 135° к горизонтальной полке и имеющих опорные участки 5 и 6 на концах.
Демпфирующий элемент виброизолятора выполнен комбинированным и состоит из фрикционной и эластичной частей, причем фрикционная часть выполнена в виде расположенных параллельно оси виброизолятора втулок 7 и 8 с фланцами на торцах и отрезка троса 9, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки 7 и 8, которые связаны с упругими элементами посредством заклепок 10, а эластичная часть выполнена в виде упругодемпфирующего кольца 12, охватывающего снаружи отрезок троса, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки.
В качестве материала кольца использован эластомер, например резина, полиуретан или комбинированный материал, в виде резино-кордной оболочки.
Установка эластичной части демпфирующего элемента виброизолятора осуществляется в статическом состоянии с натягом на фрикционную часть.
Крепление виброизолируемого объекта (на чертеже не показан) к виброизолятору осуществляется с помощью болта 1 с гайкой 2.
Возможен вариант виброизолятора, когда расположенные параллельно оси виброизолятора втулки 7 и 8 фрикционной части, с фланцами на торцах, и которые связаны с упругими элементами посредством заклепок 10, выполнены полыми из упругого материала, а полости 13, между внутренними поверхностями втулок и внешними поверхностями заклепок, заполнены вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
Возможен вариант виброизолятора, когда к фрикционной части демпфирующего элемента, к поверхностям заклепок 10 со стороны, обращенной к основанию, крепится пластина 14 из вибродемпфирующего материала, например полиуретана.
Возможен вариант виброизолятора, когда пластина 14, которая крепится к поверхностям заклепок 10 со стороны, обращенной к основанию, выполнена из комбинированного слоистого вибродемпфирующего материала, при этом слои, выполненные из мягкого вибродемпфирующего материала, например полиуретана, чередуются со слоями, выполненными из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат».
Виброизолятор с тросовым демпфером работает следующим образом.
При воздействии внешней нагрузки упругие элементы 3 и 4 деформируются в осевом и радиальном направлениях. Радиальная деформация упругих элементов сопровождается изменением величины диаметра центров заклепок 10 и деформацией в радиальных направлениях фрикционного демпфирующего элемента, связанного с упругими элементами через втулки 7 и 8. При этом все участки троса 9, расположенные между втулками 7 и 8, изгибаются, в результате чего рассеивается часть подводимой к виброизолятору энергии за счет взаимного трения между проволоками и прядями троса 9, трения самого троса 9 о втулки 7 и 8 при значительных контактных давлениях между проволоками и прядями, а также между тросом и втулками, которые обусловлены перегибами троса на втулках 7 и 8.
Кроме того, дополнительное рассеивание энергии происходит в результате взаимодействия упругодемпфирующего кольца 12, охватывающего снаружи отрезок троса 9. Чередование взаимного расположения плоских пружин 3 и 4, составляющих упругие элементы арочного типа, во взаимно перпендикулярных направлениях обеспечивает наличие зазора между плоскими пружинами, что исключает их взаимное трение при деформациях упругого элемента. Благодаря функциональному разделению конструктивных узлов на упругие и демпфирующие элементы, а также простоте их сборки, обеспечивается оперативный подбор упругодемпфирующих характеристик виброизолятора для конкретных условий эксплуатации.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает увеличение грузоподъемности при меньшем весе виброизолятора, упрощение конструкции, повышение виброизолирующих качеств в зарезонансной зоне частот, оперативность подбора упругодемпфирующих характеристик для конкретных условий эксплуатации, а также возможность повышения виброзащитных качеств на резонансе.
1. Виброизолятор с тросовым демпфером, содержащий плоские упругие и фрикционные демпфирующие элементы, плоские упругие элементы выполнены в виде пакета упругих элементов арочного типа в виде набора чередующихся во взаимно перпендикулярных направлениях плоских пружин, опирающихся на основание, причем каждая из плоских пружин состоит из горизонтальной полки и двух боковых полок, отогнутых на угол 135° к горизонтальной полке и имеющих опорные участки на концах, а демпфирующий элемент виброизолятора выполнен комбинированным и состоит из фрикционной и эластичной частей, причем фрикционная часть выполнена в виде расположенных параллельно оси виброизолятора втулок с фланцами на торцах и отрезка троса, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки, которые связаны с упругими элементами посредством заклепок, а эластичная часть выполнена в виде упругодемпфирующего кольца, охватывающего снаружи отрезок троса, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки, при этом в качестве материала кольца использован эластомер, например резина, полиуретан или комбинированный материал, в виде резинокордной оболочки, а установка эластичной части демпфирующего элемента виброизолятора осуществляется в статическом состоянии с натягом на фрикционную часть, отличающийся тем, что расположенные параллельно оси виброизолятора втулки фрикционной части с фланцами на торцах, которые связаны с упругими элементами посредством заклепок, выполнены полыми из упругого материала, а полости между внутренними поверхностями втулок и внешними поверхностями заклепок заполнены вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, а к фрикционной части демпфирующего элемента, к поверхностям заклепок со стороны, обращенной к основанию, крепится пластина из вибродемпфирующего материала, например полиуретана.
2. Виброизолятор по п. 1, отличающийся тем, что пластина, которая крепится к поверхностям заклепок со стороны, обращенной к основанию, выполнена из комбинированного слоистого вибродемпфирующего материала, при этом слои, выполненные из мягкого вибродемпфирующего материала, например полиуретана, чередуются со слоями, выполненными из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат».
