Виброизолятор с упругими элементами типа "спица"

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус, центральную втулку со стержнем для связи с виброизолируемым объектом и систему проволочных упругих элементов. Одни концы проволочных упругих элементов закреплены в корпусе, а другие - во втулке. Проволочные упругие элементы расположены в радиальных плоскостях и попарно скрещены между собой. Плоские пружины закреплены концами на внутренней поверхности центральной втулки для взаимодействия ее выпуклой части со стержнем. Корпус снабжен дополнительными втулками с резьбой на внутренней поверхности, установленными в стенке корпуса. Проволочные упругие элементы имеют резьбу на конце для взаимодействия с резьбой втулок. Корпус виброизолятора помещен в каркас, выполненный в виде стакана с днищем. Верхняя часть стакана жестко соединена с корпусом. Между стержнем центральной втулки и днищем каркаса через вибродемпфирующую прокладку размещено демпфирующее устройство. Демпфирующее устройство выполнено в виде шайбового сетчатого демпфера, состоящего из верхней и нижней крышек, между которыми размещен сетчатый упругий элемент. Достигается повышение эффективности пространственной виброизоляции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к резинометаллическим виброизоляторам.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по пат. РФ №2285842, F16F 15/07 (прототип), содержащий пакет чередующихся упругих и металлических пластин с отверстиями, фиксаторы, входящие в отверстия упругих пластин и закрепленные в металлических пластинах, фиксаторы одной металлической пластины равномерно распределены между обращенными к' ним фиксаторами другой металлической пластины, фиксаторы выполнены в виде стержней с длиной, меньшей суммы длин соответствующих отверстий в металлических и упругих пластинах, средней частью закрепленных в металлических пластинах.

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

Технический результат - повышение эффективности пространственной виброизоляции за счет дополнительной упругости и увеличения демпфирования за счет трения при взаимодействии проволочных упругих элементов типа «спица».

Это достигается тем, что в виброизоляторе с упругими элементами типа «спица», содержащем корпус, центральную втулку со стержнем для связи с виброизолируемым объектом и систему проволочных упругих элементов, одни концы которых закреплены в корпусе, а другие - во втулке, проволочные упругие элементы расположены в радиальных плоскостях и попарно скрещены между собой, он снабжен плоскими пружинами, закрепленными концами на внутренней поверхности центральной втулки по ее длине для взаимодействия ее выпуклой части со стержнем, корпус снабжен дополнительными втулками с резьбой на внутренней поверхности, установленными в стенке корпуса, а проволочные упругие элементы имеют резьбу на конце для взаимодействия с резьбой втулок, корпус виброизолятора помещен в каркас, выполненный в виде стакана с днищем, верхняя часть стакана жестко соединена посредством крепежных элементов с корпусом виброизолятора, а между стержнем центральной втулки и днищем каркаса виброизолятора размещено демпфирующее устройство через вибродемпфирующую прокладку, при этом демпфирующее устройство выполнено в виде шайбового сетчатого демпфера, состоящего из верхней и нижней крышек, между которыми размещен сетчатый упругий элемент.

На фиг. 1 изображен виброизолятор с упругими элементами типа «спица», продольный разрез; на фиг. 2 - вариант шайбового сетчатого демпфера, установленного между стержнем 3 центральной втулки 2 и днищем 11 каркаса виброизолятора.

Виброизолятор с упругими элементами типа «спица» содержит корпус 1, центральную втулку 2 со стержнем 3 и упругой прокладкой 4 для связи с вибройзолируемым объектом 5, систему проволочных упругих элементов 6 типа «спица». Проволочные упругие элементы 6 расположены в радиальных плоскостях и попарно скрещены. Одни концы проволочных упругих элементов 6 закреплены в корпусе 1, а другие - в центральной втулке 2.

Плоские пружины 7 (не менее трех для лучшей центровки) расположены на внутренней поверхности центральной втулки 2 по ее длине для взаимодействия ее выпуклой части (не обозначена) со стержнем 3. Концы плоских пружин 7 закреплены в центральной втулке 2. Натяжение проволочных упругих элементов 6 регулируется втулкой 8 с резьбой (не показана) на внутренней поверхности. Втулки 8 расположены в стенке корпуса 1. Проволочные упругие элементы 6 имеют резьбу (не показана) на конце для взаимодействия с резьбой втулок 8.

Корпус 1 виброизолятора помещен в каркас, выполненный в виде стакана 10 с днищем 11, верхняя часть стакана жестко соединена посредством крепежных элементов 9 с корпусом 1 виброизолятора. Между стержнем 3 центральной втулки 2 и днищем 11 каркаса виброизолятора размещено демпфирующее устройство 13 через вибродемпфирующую прокладку 15.

Демпфирующее устройство 13 выполнено в виде шайбового сетчатого демпфера, состоящего из верхней 14 и нижней 15 крышек, между которыми размещен сетчатый упругий элемент. Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2… 2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09… 0,15 мм.

Виброизолятор с упругими элементами типа «спица» работает следующим образом.

При взаимодействии нагрузки на виброизолируемый объект 5 в вертикальном и горизонтальном направлениях колебания воспринимаются через упругую прокладку 4 проволочными упругими элементами 6 за счет натяжения и трения взаимодействия попарно скрещенных упругих проволочных элементов 6.

Дополнительно горизонтальная нагрузка на виброизолируемый объект 5 воспринимается плоскими пружинами 7 через стержень 3 виброизолятора.

Крутильные колебания воспринимаются всеми упругими элементами виброизолятора: упругой прокладкой 4, системой проволочных упругих элементов 6, плоскими пружинами 7.

Таким образом, повышение эффективности пространственной виброизоляции объекта достигается за счет упругости и сил трения взаимодействия проволочных упругих элементов и плоских пружин со стержнем.

Возможен вариант шайбового сетчатого демпфера (фиг. 2), установленного между стержнем 3 центральной втулки 2 и днищем 11 каркаса виброизолятора.

Шайбовый сетчатый демпфер содержит основание 16 в виде пластины с крепежными отверстиями 17, основной сетчатый упругий элемент 22, нижней частью опирающийся на основание 16, и фиксируемый нижней шайбой 21, жестко соединенной с основанием 16, а верхней частью фиксируемый верхней нажимной шайбой 20, жестко соединенной с центрально расположенным поршнем 19, охватываемым с зазором, соосно расположенной гильзой 18, жестко соединенной с основанием 16. Между нижним торцом 23 поршня 19 и днищем 24 гильзы 18 расположен упругий элемент 25, например из полиуретана.

Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2… 2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09… 0,15 мм. Плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента.

Основной упругий сетчатый элемент 22 может быть выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

Возможен вариант, когда упругий элемент 25, расположенный между нижним торцом 23 поршня 19 и днищем 24 гильзы 18 выполнен сетчатым, с такими же параметрами сетчатой структуры как у основного упругого сетчатого элемента 22.

Возможен вариант, когда упругий элемент, расположенный между нижним торцом поршня и днищем гильзы, выполнен сетчатым, причем плотность сетчатой структуры в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры основного упругого сетчатого элемента.

Возможен вариант, когда упругий элемент, расположенный между нижним торцом поршня и днищем гильзы выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

Виброизолятор шайбовый сетчатый работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта (не показан), расположенного на верхней нажимной шайбе 20, упругий сетчатый элемент 22 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.

1. Виброизолятор с упругими элементами типа «спица», содержащий корпус, центральную втулку со стержнем для связи с виброизолируемым объектом и систему проволочных упругих элементов, одни концы которых закреплены в корпусе, а другие - во втулке, проволочные упругие элементы расположены в радиальных плоскостях и попарно скрещены между собой, он снабжен плоскими пружинами, закрепленными концами на внутренней поверхности центральной втулки по ее длине для взаимодействия ее выпуклой части со стержнем, корпус снабжен дополнительными втулками с резьбой на внутренней поверхности, установленными в стенке корпуса, а проволочные упругие элементы имеют резьбу на конце для взаимодействия с резьбой втулок, отличающийся тем, что корпус виброизолятора помещен в каркас, выполненный в виде стакана с днищем, верхняя часть стакана жестко соединена посредством крепежных элементов с корпусом виброизолятора, а между стержнем центральной втулки и днищем каркаса виброизолятора размещено демпфирующее устройство через вибродемпфирующую прокладку, при этом демпфирующее устройство выполнено в виде шайбового сетчатого демпфера, состоящего из верхней и нижней крышек, между которыми размещен сетчатый упругий элемент.

2. Виброизолятор с упругими элементами типа «спица» по п. 1, отличающийся тем, что демпфирующее устройство выполнено в виде шайбового сетчатого демпфера, содержащего основание, упругий сетчатый элемент и шайбы, взаимодействующие со втулками, основание выполнено в виде пластины с крепежными отверстиями, основной сетчатый упругий элемент нижней частью опирается на основание и фиксируется нижней шайбой, жестко соединенной с основанием, а верхней частью фиксируется верхней нажимной шайбой, жестко соединенной с центрально расположенным поршнем, охватываемым с зазором соосно расположенной гильзой, жестко соединенной с основанием, а между нижним торцом поршня и днищем гильзы расположен упругий элемент, а упругий элемент между нижним торцом поршня и днищем гильзы выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном, или сетчатым с параметрами сетчатой структуры как у основного упругого сетчатого элемента.