Упругий элемент с демпфирующим элементом

Изобретение относится к машиностроению. Упругий элемент содержит установленные коаксиально цилиндрическую и коническую пружины из проволоки постоянного сечения с одинаковым шагом. Пружины размещены на шарнирных тягах, соединенных с платформой для установки станка. Пружины размещаются в корпусе, установленном на основании через вибродемпфирующую прокладку. В корпусе выполнено вертикальное отверстие для размещения шарнирной тяги. Один конец тяги жестко закреплен на платформе для установки станка, а другой посредством шарнира связан с крышкой. Верхние фланцы пружин упираются в крышку, а нижние - в корпус. Для соединения платформы с каждой из пружин в корпусах предусмотрены горизонтальные отверстия. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, станков, приборов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2285842, F16F 15/06 (прототип), содержащий упругий элемент, один торец которого опирается на корпус, а другой взаимодействует с маятниковым механизмом, выполненным в виде шарнирного подвеса.

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.

Это достигается тем, что в упругом элементе с демпфирующим элементом, содержащим цилиндрическую и коническую пружины из проволоки постоянного сечения и с одинаковым шагом, пружины установлены коаксиально, при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,1÷0,3 отношение K жесткостей цилиндрической и конической пружин выбрано равным 0,9÷1,3, а при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,3÷0,55 отношение К жесткостей цилиндрической и конической пружин выбрано равным 1,2÷1,5, при этом коническая и цилиндрическая пружины размещены на шарнирных тягах, соединенных с платформой для установки станка, коническая и цилиндрическая пружины размещаются в корпусе, установленным на основании через вибродемпфирующую прокладку, при этом в корпусе выполнено вертикальное отверстие для размещения шарнирной тяги, один конец которой жестко закреплен на платформе для установки станка, а другой, посредством шарнира, связан с крышкой, в которую верхними фланцами упираются соответственно коническая и (или) цилиндрическая пружины, а нижние фланцы пружин упираются в корпус, а для соединения платформы с каждой из пружин в корпусах предусмотрены горизонтальные отверстия.

На фиг. 1 изображен упругий элемент для случая коаксиального расположения пружин с конической пружиной, расположенной внутри цилиндрической, общий вид; на фиг. 2 - упругий элемент с расположенной внутри конической пружины цилиндрической пружиной, общий вид; на фиг. 3 - вариант расположения пружин применительно к системе виброизоляции ткацкого станка, на фиг. 4 - вариант выполнения цилиндрической пружины со встроенным демпфером сухого трения.

Упругий элемент (Фиг. 1, 2) содержит коническую 1 и цилиндрическую 2 пружины одинакового шага из проволоки постоянного сечения, расположенные коаксиально. При этом жесткостные и геометрические характеристики пружин упругого элемента подбираются таким образом, что при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,1÷0,3 отношение жесткостей K цилиндрической и конической пружин равно 0,9÷1,3, а при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,3÷0,55 отношение жесткостей K цилиндрической и конической пружин равно 1,2÷1,5.

В случае использования упругого элемента для виброизоляции ткацкого станка в составе системы виброизоляции (фиг. 3) упругий элемент снабжен шарнирными тягами 3, закрепленными на основании 4 для связи со станком, а коническая 1 и цилиндрическая 2 пружины коаксиально охватывают шарнирные тяги 3, при этом коническая 1 и цилиндрическая 2 пружины размещаются в корпусе 9, установленным на основании через вибродемпфирующую прокладку 10, при этом в корпусе 9 выполнено вертикальное отверстие 8 для размещения шарнирной тяги 3, один конец которой жестко закреплен на платформе 4 для установки станка, а другой посредством шарнира 6 связан с крышкой 5, в которую верхними фланцами упираются соответственно коническая 1 и (или) цилиндрическая 2 пружины, а нижние фланцы пружин упираются в корпус 9. Для соединения платформы 4 с каждой из пружин 1 и 2 в корпусах предусмотрены горизонтальные отверстия 7.

Упругий элемент с демпфирующим элементом работает следующим образом.

При воздействии на упругий элемент вибрационных нагрузок происходит деформация цилиндрической и конической пружин. Деформации пружин одинаковы, а жесткость упругого элемента в целом при подобранных геометрических и физических характеристиках, входящих в него пружин, растет пропорционально общей нагрузке. При этом характеристика виброизоляции будет равночастотной, т.е. собственная частота вертикальных колебаний при изменении колеблющейся массы будет оставаться постоянной.

Конструкция предложенного упругого элемента обладает более равночастотными свойствами, что существенно повышает качество виброизоляции в целом при сравнительно простой и малогабаритной конструкции, которая технологична в изготовлении.

Цилиндрическая пружина со встроенным демпфером сухого трения (фиг. 4) 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, 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%

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, Y, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе, и при различных условиях работы.

1. Упругий элемент с демпфирующим элементом, содержащий цилиндрическую и коническую пружины из проволоки постоянного сечения и с одинаковым шагом, пружины установлены коаксиально, при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,1÷0,3 отношение K жесткостей цилиндрической и конической пружин выбрано равным 0,9÷1,3, а при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,3÷0,55 отношение K жесткостей цилиндрической и конической пружин выбрано равным 1,2÷1,5, при этом коническая и цилиндрическая пружины размещены на шарнирных тягах, соединенных с платформой для установки станка, отличающийся тем, что коническая и цилиндрическая пружины размещаются в корпусе, установленном на основании через вибродемпфирующую прокладку, при этом в корпусе выполнено вертикальное отверстие для размещения шарнирной тяги, один конец которой жестко закреплен на платформе для установки станка, а другой посредством шарнира связан с крышкой, в которую верхними фланцами упираются соответственно коническая и/или цилиндрическая пружины, а нижние фланцы пружин упираются в корпус, а для соединения платформы с каждой из пружин в корпусах предусмотрены горизонтальные отверстия.

2. Упругий элемент с демпфирующим элементом по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрическая пружина состоит 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, 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%



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит каркас, выполненный в виде двух опорных горизонтальных пластин, соединенных между собой вертикальной тягой.

Изобретение относится к машиностроению. Динамический виброгаситель содержит сферическую оболочку, размещаемую в выполненной в виде параллелепипеда полости демпфируемого тела.

Изобретение относится к спасательным средствам для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций и касается спасательных судов на воздушной подушке. Спасательное судно содержит каюту с металлическим штампосварным каркасом, состоящим из несущих профильных конструкций, внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов.

Изообретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус в виде основания и крышки с отверстием для вертикальной стойки и пружину со встроенным демпфером.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус в виде двух вертикальных стоек из упругого материала и пружину со встроенным демпфером.

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

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

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

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

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

Изобретение относится к машиностроению. Пружина содержит корпус, выполненный из винтовой пустотелой упругой стальной трубки. Внутри корпуса установлена с зазором дополнительная упругая стальная трубка. В зазорах между трубками расположен фрикционный элемент. Коаксиально корпусу расположен винтовой сплошной упругий стержень. Фрикционный элемент выполнен в виде гранулированной засыпки из спеченного фрикционного материала на основе меди. Внутри вибродемпфирующей пружины расположена комбинированная пружина. Пружина выполнена цилиндрической винтовой 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. Первую часть винтовой пружины охватывает трубка из демпфирующего материала. Зазоры между пружиной и трубкой заполнены крошкой из фрикционного материала. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит каркас, выполненный в виде двух опорных горизонтальных пластин, опирающихся на верхние крышки соответственно левого и правого упругих элементов. Горизонтальные пластины жестко соединены с вертикальными пластинами, которые в нижней части каркаса соединены между собой опорной плитой. На опорную плиту через вибродемпфирующую прокладку и вертикальную стойку установлена платформа для виброизолируемого объекта. Левый упругий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины со встроенным демпфером. Пружина 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. Правый упругий элемент выполнен в виде вибродемпфирующей пружины, содержащей корпус, выполненный из винтовой пустотелой упругой стальной трубки. Внутри корпуса установлена с зазором дополнительная упругая стальная трубка. В зазорах между трубками расположен фрикционный элемент. Коаксиально корпусу расположен винтовой сплошной упругий стержень. Достигается повышение эффективности виброизоляции при резонансе. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Комбинированная пружина содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую 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. Первую часть винтовой пружины охватывает трубка из демпфирующего материала. Зазоры между пружиной и трубкой заполнены крошкой из фрикционного материала. Внутри комбинированной пружины осесимметрично и коаксиально установлен демпфирующий элемент в виде вибродемпфирующей пружины. Пружина содержит корпус, выполненный из винтовой пустотелой упругой стальной трубки. Внутри корпуса установлена с зазором дополнительная упругая стальная трубка. В зазорах между трубками расположен фрикционный элемент. Коаксиально корпусу расположен винтовой сплошной упругий стержень. Фрикционный элемент выполнен в виде гранулированной засыпки из спеченного фрикционного материала на основе меди. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующее устройство содержит корпус, размещенную в нем сопряженную с винтом гайку и стержневой механизм, связывающий гайку с виброизолирующим объектом. В гайке выполнен паз Т-образного профиля. Профиль стержня стержневого механизма соответствует профилю паза и предназначен для взаимодействия с ним. Упругий элемент, установленный между изолируемым объектом и основанием, выполнен в виде цилиндрической пружины со встроенным демпфером сухого трения. Пружина 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. Первую часть винтовой пружины охватывает трубка из полиуретана. Зазоры между пружиной и трубкой заполнены крошкой из фрикционного материала. Достигается повышение эффективности гашения колебаний. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит упругий элемент, крышку и основание. Система регулирования жесткости упругого элемента выполнена в виде гибкой связи, один конец которой предназначен для закрепления на объекте, а другой установлен на крышке с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации. На крышке выполнены направляющие, в которых размещена ползушка, в которой закреплен другой конец гибкой связи. Упругий элемент выполнен в виде комбинированной пружины, содержащей 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. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит упругий элемент, крышку и основание. Система регулирования жесткости упругого элемента выполнена в виде гибкой связи, один конец которой предназначен для закрепления на объекте, а другой установлен на крышке с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации. На крышке выполнены направляющие, в которых размещена ползушка, в которой закреплен другой конец гибкой связи. Упругий элемент 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. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Между объектом защиты и возбудителем колебаний установлена система нижних и верхних рычагов в виде ромба. По малой диагонали ромба установлены основная пружина и базовый демпфер. Параллельно основной пружине и базовому демпферу установлены по обе стороны дополнительные демпферы, связанные скользящими соединениями и регулируемые блоком управления. Основная пружина выполнена в виде пружинного демпфера сухого трения. Демпфер 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. В качестве материала дисков может быть использован спеченный фрикционный материал на основе меди. Достигается повышение эффективности виброизоляции путем повышения диссипативных свойств виброзащитной системы. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Демпфер 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 поверхности сферической формы: канавки и входящие в них выступы. Верхний диск выполнен из стали, а нижний - из фрикционного материала. К нижнему цилиндрическому диску жестко прикреплен цилиндрический упругодемпфирующий элемент, коаксиально расположенный внутри внутренней пружины. Достигается повышение эффективности демпфирования в резонансном режиме. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Демпфер 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 поверхности сферической формы: канавки и входящие в них выступы. Верхний диск выполнен из стали, а нижний - из фрикционного материала. К нижнему цилиндрическому диску жестко прикреплен цилиндрический упругодемпфирующий элемент, коаксиально расположенный внутри внутренней пружины. Достигается повышение эффективности демпфирования в резонансном режиме. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Упругий элемент содержит установленные коаксиально цилиндрическую и коническую пружины из проволоки постоянного сечения с одинаковым шагом. Пружины размещены на шарнирных тягах, соединенных с платформой для установки станка. Пружины размещаются в корпусе, установленном на основании через вибродемпфирующую прокладку. В корпусе выполнено вертикальное отверстие для размещения шарнирной тяги. Один конец тяги жестко закреплен на платформе для установки станка, а другой посредством шарнира связан с крышкой. Верхние фланцы пружин упираются в крышку, а нижние - в корпус. Для соединения платформы с каждой из пружин в корпусах предусмотрены горизонтальные отверстия. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх