Комбинированная пружина кочетова с демпфирующим элементом

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, а именно к пружинным виброизоляторам, применяемым для снижения вибраций.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является амортизатор по авторскому свидетельству СССР на изобретение №916805, кл. F16F 1/06, опубликовано 05.04.1982 (прототип), содержащий цилиндрическую винтовую пружину, состоящую 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.

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

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.

Это достигается тем, что в комбинированной пружине, содержащей цилиндрическую винтовую пружину, состоящую 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, 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%

На фиг. 1 изображена комбинированная пружина с демпфирующим элементом, продольный разрез, на фиг. 2 - схема демпфирующего элемента.

Комбинированная пружина с демпфирующим элементом содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 3 и 4 со встречно направленными концами 6 и 5 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 1 и 2 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.

Первая часть винтовой пружины 3 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 4 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 6 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 5, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 2, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).

В полости второй части 4 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 3 пружины, зазоры 7 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 3 и 4 пружины.

Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 7 сегментного профиля контактирующих частей 3 и 4 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 5 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 7 сегментного профиля контактирующих частей 3 и 4 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы, соответственно, « поршень-цилиндр».

Первую часть 3 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 8 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 3 винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка 8 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%

Комбинированная пружина с демпфирующим элементом работает следующим образом.

Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 1 и 2 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.

На фиг. 2 представлена схема демпфирующего элемента, осесимметрично и коаксиально установленного внутри комбинированной пружины.

Демпфирующий элемент 9 осесимметрично и коаксиально расположен внутри комбинированной пружины и выполнен в виде вибродемпфирующей пружины, которая содержит корпус 10, выполненный из винтовой, пустотелой и упругой стальной трубки, внутри которой коаксиально и осесимметрично установлена с зазором, по крайней мере, одна дополнительная упругая стальная трубка 12, а в зазорах между трубками расположен, по крайней мере, один фрикционный элемент 11, например, из полиэтилена, обладающего высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению со сталью. При этом поверхности корпуса 10, дополнительной упругой стальной трубки 12 соприкасаются с поверхностями фрикционных элементов 11 и 13, а их оси совпадает с осью витков корпуса. Центрально, коаксиально и осесимметрично корпусу 10, расположен винтовой упругий стержень 14, который может быть выполнен также как корпус и дополнительные упругие стальные трубки полым, как показано на чертеже, либо сплошным (на чертеже не показано). Фрикционные элементы 11 и 13 могут быть выполнены трубчатыми, как показано на чертеже, при этом иметь либо сплошную структуру, например, из полиэтилена, как элемент 13, либо комбинированную, как элемент 11, например, из полиэтилена с вкраплениями гранул из вибродемпфирующего материала. Возможен вариант, когда фрикционный элемент выполнен в виде гранулированной засыпки из вибродемпфирующего материала (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда винтовой упругий стержень 14, выполнен в виде винтовой пружины с шагом, меньшим на 5-10% шага винтовой линии корпуса 10, для создания натяга, обеспечивающего функциональное назначение фрикционных элементов 11 и 13.

Возможен вариант, когда фрикционный элемент выполнен в виде гранулированной засыпки из спеченного фрикционного материала на основе меди, который содержит цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.

Вибродемпфирующая пружина работает следующим образом.

При малых амплитудах колебаний, когда большое затухание нежелательно, рассеиваемая энергия за счет сухого трения между стальной трубкой и фрикционным элементом будет невелика. При больших амплитудах колебаний, особенно при резонансах, демпфирование увеличивается из-за относительного перемещения стальных трубок и фрикционного элемента. Во время длительной работы пружинного амортизатора с большими амплитудами затухание возрастает, так как фрикционный элемент при повышении температуры расширяется в замкнутом объеме в несколько раз больше, чем сталь, увеличивая тем самым давление на стенки стальных трубок, в результате чего возрастает сухое трение и колебания быстро прекращаются.

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.

Комбинированная пружина с демпфирующим элементом, содержащая цилиндрическую винтовую пружину, состоящую 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%,

отличающаяся тем, что в качестве демпфирующего элемента, осесимметрично и коаксиально установленного внутри комбинированной пружины, применяется вибродемпфирующая пружина, содержащая корпус, выполненный из винтовой пустотелой и упругой стальной трубки, внутри которой коаксиально и осесимметрично установлена с зазором по крайней мере одна дополнительная упругая стальная трубка, а в зазорах между трубками расположен по крайней мере один фрикционный элемент, обладающий высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению со сталью, при этом поверхности корпуса и дополнительной упругой стальной трубки соприкасаются с поверхностями фрикционных элементов, а их оси совпадают с осью витков корпуса, при этом центрально коаксиально и осесимметрично корпусу расположен винтовой упругий стержень, выполненный сплошным, фрикционный элемент выполнен в виде гранулированной засыпки из спеченного фрикционного материала на основе меди, который содержит цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит каркас, выполненный в виде двух опорных горизонтальных пластин, опирающихся на верхние крышки соответственно левого и правого упругих элементов.

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

Изобретение относится к машиностроению. Устройство содержит внутренний и наружный трубчатые профили, соединенные в верхней своей части с заглушкой, выполненной в виде втулки.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор состоит из массива эластомера тороидальной формы.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит пакет чередующихся упругих и металлических пластин с отверстиями, охватываемый комбинированной пружиной.

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

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит основание, вертикальную тягу, упругий элемент и шарнир для соединения тяги с упругим элементом или виброизолируемым объектом.

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

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

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующая система содержит корпус, выполненный из винтовой пустотелой упругой стальной трубки.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит каркас, выполненный в виде двух опорных горизонтальных пластин, опирающихся на верхние крышки соответственно левого и правого упругих элементов.

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

Изобретение относится к машиностроению. Упругий элемент содержит установленные коаксиально цилиндрическую и коническую пружины из проволоки постоянного сечения с одинаковым шагом.

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. Виброизолятор содержит каркас, выполненный в виде двух опорных горизонтальных пластин, опирающихся на верхние крышки соответственно левого и правого упругих элементов.

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.

Наверх