Инерционный виброизолятор
Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит упругий элемент, расположенный между виброизолируемым объектом и основанием. На основании размещена опора корпуса виброизолятора для фиксации винта. С винтом сопряжена гайка. На свободном конце винта установлена дополнительная инерционная масса. Стержневой механизм связывает виброизолируемый объект с гайкой. Упругий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины и состоит из двух частей со встречно направленными концами. Первая часть пружины имеет витки прямоугольного сечения с закругленными кромками, а вторая часть выполнена полой. Встречно направленный конец первой части размещен в полости второй. Зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой. На конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки. Первую часть винтовой пружины охватывает трубка из демпфирующего материала. Зазоры в первой части винтовой пружины, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала. Достигается повышение эффективности гашения колебаний за счет получения провала в амлитудно-частотной характеристике на низких частотах и увеличения демпфирования. 3 ил.
Изобретение относится к общему машиностроению, а именно к средствам защиты от вибраций стационарного оборудования, транспортных средств и человека-оператора.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является инерционный виброизолятор, содержащий связанный с основанием винтом корпус и сопряженную с винтом гайку, виброизолятор снабжен дополнительной инерционной массой, установленной на свободном конце винта, и связывающим виброизолируемый объект с гайкой стержневым элементом - а.с. СССР №1285233 (прототип).
Недостатком прототипа является сравнительно невысокое демпфирование в системе виброизоляции.
Технический результат - повышение эффективности гашения колебаний за счет получения провала в амлитудно-частотной характеристике на низких частотах и увеличение демпфирования.
Это достигается тем, что в инерционном виброизоляторе, содержащем упругий элемент, расположенный между виброизолируемым объектом и основанием, в котором размещена опора корпуса виброизолятора для фиксации винта, сопряженную с винтом гайку, виброизолятор снабжен дополнительной инерционной массой, установленной на свободном конце винта, и связывающим виброизолируемый объект с гайкой стержневым механизмом, упругий элемент выполнен в виде цилиндрической пружины, состоящей из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой 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 |
На фиг. 1 приведена схема инерционного виброизолятора, на фиг. 2 - вид сверху на стержневой механизм, на фиг. 3 - вариант выполнения упругого элемента 2 виброизолятора.
Инерционный виброизолятор содержит упругий элемент 2, расположенный между виброизолируемым объектом 6 и основанием 1, в котором размещена опора 8 корпуса 3 виброизолятора для фиксации винта 9. Корпус 3 виброизолятора содержит сопряженную с винтом 9 гайку 4 с винтовым осесимметричным отверстием 10, и дополнительную инерционную массу 5, закрепленную на свободном конце винта 9, и связывающий виброизолируемый объект 6 с гайкой 4 стержневой механизм 7.
Упругий элемент 2 виброизолятора выполнен в виде цилиндрической пружины со встроенным демпфером сухого трения (фиг. 3) и содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 13 и 14 со встречно направленными концами 16 и 15 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 11 и 12 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.
Первая часть винтовой пружины 13 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 14 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 16 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 15, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 12, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).
В полости второй части 14 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 13 пружины, зазоры 17 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 13 и 14 пружины.
Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 15 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (на чертеже не показана) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».
Первую часть 13 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 18 из демпфирующего материала, например полиуретана, которая создает в системе виброзащиты трение, величина которого повышается при подходе системы к резонансному режиму, что и является аналогом демпфера «сухого трения».
Зазоры, в первой части 13 винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка 18 из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала (на чертеже не показано).
Возможен вариант, когда зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой 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 |
Цилиндрическая пружина со встроенным демпфером сухого трения работает следующим образом.
Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 11 и 12 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.
Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х.У, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе, и при различных условиях работы.
Инерционный виброизолятор работает следующим образом.
При движении виброизолируемого объекта 6 вниз стержневой механизм 7 преобразует поступательное перемещение объекта 6 во вращательное движение гайки 4, которая, вращаясь в опоре 8 основания 1, ограничивающей ее поступательное перемещение, перемещает вверх винт 9 с закрепленной на его конце дополнительной инерционной массой 5, ускорение которой направлено навстречу перемещаемому объекту 6, что приводит к возникновению противофазного динамического воздействия на объект 6 со стороны основания 1 и, как следствие, к снижению динамических нагрузок на основание и эффективному гашению колебаний.
Инерционный виброизолятор, содержащий упругий элемент, расположенный между виброизолируемым объектом и основанием, в котором размещена опора корпуса виброизолятора для фиксации винта, сопряженную с винтом гайку, виброизолятор снабжен дополнительной инерционной массой, установленной на свободном конце винта, и связывающим виброизолируемый объект с гайкой стержневым механизмом, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде цилиндрической пружины, состоящей из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой 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 |
