Пружинный виброизолятор кочетова с комбинированным демпфером

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит пружину сжатия, взаимодействующую с основанием корпуса и маятниковым подвесом. Маятниковый подвес выполнен в виде резьбовой шпильки, соединенной одним концом с опорным рычагом, а другим - с упорной шайбой и гайкой. Гайка соединена с втулкой, взаимодействующей с верхним торцом пружины. Нижний торец пружины упирается в основание. Основание состоит из верхней и нижней пластин, соединенных вертикальными пластинами. На верхней пластине закреплена втулка из композиционного фрикционного материала. Пружина состоит из двух частей, между которыми расположен комбинированный демпфер. Демпфер выполнен в виде шайбового сетчатого пакета, в центральной части которого расположен шток из упругодемпфирующего материала. Сетчатый пакет содержит взаимодействующие с основанием упругие элементы из сетчатого каркаса, залитого эластомером - полиуретаном. Шток в своей средней части жестко закреплен в центральной пластине, на которой закреплены опорные кольца. Верхний и нижний сетчатые упругие элементы соединены соответственно с верхней и нижней крышкой сетчатого пакета, а также с центральной пластиной. В центральное отверстие штока соосно входит стержень для фиксации виброизолируемого объекта. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

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

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пружинный виброизолятор по патенту РФ №2279589, F16F 15/06 (прототип), содержащий упругий элемент в виде цилиндрической пружины, один торец которой опирается на основание корпуса, а другой взаимодействует с маятниковым подвесом.

Недостатком известного устройства является сложность шарнирного элемента и недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме путем увеличения коэффициента комбинированного демпфирования.

Это достигается тем, что в пружинном виброизоляторе с маятниковым подвесом, содержащем пружину сжатия, взаимодействующую с основанием корпуса и маятниковым подвесом, выполненным в виде резьбовой шпильки, соединенной одним концом с опорным рычагом корпуса для крепления виброизолируемого объекта, а другим - с упорной шайбой и гайкой, соединенной со втулкой, скрепленной с кольцом и взаимодействующей с верхним торцом пружины, а нижний торец пружины упирается в основание корпуса, состоящее из верхней и нижней пластин, соединенных вертикальными пластинами, а на верхней пластине корпуса закреплена втулка из композиционного фрикционного материала, причем зазор между боковыми поверхностями втулки и пружины лежит в оптимальном интервале величин 0,1…0,5 мм, что позволяет обеспечить сухое демпфирование, при этом пружина 8 состоит из 2-х частей, между которыми расположен комбинированный демпфер, который выполнен из демпфирующего шайбового сетчатого пакета, содержащего основание, упругие сетчатые элементы, взаимодействующие с основанием, плотность сетчатой структуры каждого упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см³÷2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм÷0,15 мм, плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента, при этом упругие сетчатые элементы выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, полиуретаном, комбинированный демпфер содержит шток, расположенный в центральной части пакета соосно и с зазорами соответственно в верхнем и нижнем сетчатых упругих элементах, при этом шток, в своей средней части, жестко закреплен в центральной пластине, на которой закреплены опорные кольца, при этом верхний сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой сетчатого пакета и центральной пластиной, а нижний сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой и центральной пластиной пакета, а шток выполнен из упругодемпфирующего материала и предназначен для демпфирования угловых перемещений и колебаний, при этом шток выполнен полым, с центральным отверстием, в которое соосно входит стержень для фиксации виброизолируемого объекта.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого виброизолятора, на фиг. 2 - схема комбинированного демпфера.

Пружинный виброизолятор с комбинированным демпфером в маятниковом подвесе содержит пружину сжатия 8, взаимодействующую с основанием корпуса 1 и маятниковым подвесом, выполненным в виде резьбовой шпильки 3, соединенной одним концом с опорным рычагом корпуса 1 для крепления виброизолируемого объекта (не показан), а другим - с упорной шайбой и гайкой 10, соединенной с втулкой 7, скрепленной с кольцом 4 и взаимодействующей с верхним торцом пружины 8, а нижний торец пружины 8 упирается в основание корпуса 1, состоящее из верхней и нижней 2 пластин, соединенных вертикальными пластинами 6, а на верхней пластине корпуса 1 закреплена втулка 5 из композиционного фрикционного материала, причем зазор между боковыми поверхностями втулки 5 и пружины 8 лежит в оптимальном интервале величин 0,1…0,5 мм, что позволяет обеспечить сухое демпфирование. Пружина 8 состоит из 2-х частей, между которыми расположен комбинированный демпфер 9.

Виброизолятор работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта пружина 8 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные нагрузки воспринимаются маятниковым подвесом, выполненным в виде резьбовой шпильки 3. За счет такой схемы выполнения маятникового подвеса обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям x, y, z и поворотным колебаниям вокруг этих осей). Втулка 5 выполнена из композиционного фрикционного материала и установлена с зазором между боковыми поверхностями втулки и пружины 8 в оптимальном интервале величин 0,1…0,5 мм, что позволяет обеспечить необходимое демпфирование за счет сухого трения при пространственной схеме виброизоляции. Комбинированный демпфер 9 выполнен из упругодемпфирующего материала для гашения ударных нагрузок при посадке виброизолирующей системы на упоры, при воздействии единичной нагрузки или толчка.

Предложенная конструкция виброизолятора является эффективной за счет введения в маятниковый подвес комбинированного демпфера 9.

Комбинированный демпфер 9 содержит шток 23, расположенный в центральной части пакета соосно и с зазорами 12 соответственно в верхнем 17 и нижнем 18 сетчатых упругих элементах. Шток 23, в своей средней части, жестко закреплен в центральной пластине 22, на которой закреплены опорные кольца 21 и 19, при этом верхний 17 сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой 15 сетчатого пакета и центральной пластиной 22, а нижний 18 сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой 11 и центральной пластиной 22 пакета. Шток 23 выполнен полым, с центральным отверстием, в которое соосно входит стержень для фиксации виброизолируемого объекта. Шток 23 выполнен из упругодемпфирующего материала и предназначен для демпфирования угловых перемещений и колебаний.

При этом в верхнем сетчатом упругом элементе 17, в его центре, осесимметрично штоку 23 расположен верхний демпфер сухого трения, выполненный в виде верхней гильзы 4, жестко соединенной с крышкой 15, и нижней гильзы 13, жестко соединенной с центральной пластиной 22, при этом гильзы 13 и 14 соединены с натягом, образуя пару трения, а шток 23 размещен в них коаксиально и с зазором. Нижняя и верхняя части штока 23 расположены соответственно не выступая за поверхности верхней крышки 15 и нижней нажимной шайбы 11 пакета.

В нижнем сетчатом упругом элементе 18, в его центре, осесимметрично штоку 23 расположен нижний демпфер сухого трения, выполненный в виде нижней гильзы 24, жестко соединенной с нижней нажимной шайбой 11, и верхней гильзы 20, жестко соединенной с центральной пластиной 22, при этом гильзы 20 и 24 соединены с натягом, образуя пару трения, а шток 23 размещен в них коаксиально и с зазором.

Плотность сетчатой структуры каждого упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см³…2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.

Упругие сетчатые элементы 17 и 18 могут быть выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

При колебаниях виброизолируемого объекта (не показан) упругие сетчатые элементы 17 и 18 воспринимают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.

1. Пружинный виброизолятор с комбинированным демпфером, содержащий пружину сжатия, взаимодействующую с основанием корпуса и маятниковым подвесом, выполненным в виде резьбовой шпильки, соединенной одним концом с опорным рычагом корпуса для крепления виброизолируемого объекта, а другим - с упорной шайбой и гайкой, соединенной с втулкой, скрепленной с кольцом и взаимодействующей с верхним торцом пружины, а нижний торец пружины упирается в основание корпуса, состоящее из верхней и нижней пластин, соединенных вертикальными пластинами, а на верхней пластине корпуса закреплена втулка из композиционного фрикционного материала, причем зазор между боковыми поверхностями втулки и пружины лежит в оптимальном интервале величин 0,1…0,5 мм, что позволяет обеспечить сухое демпфирование, при этом пружина состоит из 2-х частей, между которыми расположен комбинированный демпфер, который выполнен из демпфирующего шайбового сетчатого пакета, содержащего основание, упругие сетчатые элементы, взаимодействующие с основанием, плотность сетчатой структуры каждого упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см³ ÷ 2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм ÷ 0,15 мм, плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента, при этом упругие сетчатые элементы выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, полиуретаном, отличающийся тем, что комбинированный демпфер содержит шток, расположенный в центральной части пакета соосно и с зазорами соответственно в верхнем и нижнем сетчатых упругих элементах, при этом шток в своей средней части жестко закреплен в центральной пластине, на которой закреплены опорные кольца, при этом верхний сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой сетчатого пакета и центральной пластиной, а нижний сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой и центральной пластиной пакета, а шток выполнен из упругодемпфирующего материала и предназначен для демпфирования угловых перемещений и колебаний, при этом шток выполнен полым с центральным отверстием, в которое соосно входит стержень для фиксации виброизолируемого объекта.

2. Пружинный виброизолятор с комбинированным демпфером по п. 1, отличающийся тем, что в верхнем сетчатом упругом элементе, в его центре, осесимметрично штоку расположен верхний демпфер сухого трения, выполненный в виде верхней гильзы, жестко соединенной с крышкой, и нижней гильзы, жестко соединенной с центральной пластиной, при этом гильзы соединены с натягом, образуя пару трения, а шток размещен в них коаксиально и с зазором.

3. Пружинный виброизолятор с комбинированным демпфером по п. 1, отличающийся тем, что в нижнем сетчатом упругом элементе, в его центре, осесимметрично штоку расположен нижний демпфер сухого трения, выполненный в виде нижней гильзы, жестко соединенной с нижней нажимной шайбой, и верхней гильзы, жестко соединенной с центральной пластиной, при этом гильзы соединены с натягом, образуя пару трения, а шток размещен в них коаксиально и с зазором.

4. Пружинный виброизолятор с комбинированным демпфером по п. 1, отличающийся тем, что нижняя и верхняя части штока расположены соответственно не выступая за поверхности верхней крышки и нижней нажимной шайбы пакета.