Вибродемпфирующая пружина

Изобретение относится к машиностроению. Вибродемпфирующая пружина содержит корпус, выполненный из винтовой пустотелой упругой стальной трубки. Внутри корпуса коаксиально 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. На верхней и нижней опорных поверхностях корпуса закреплены верхняя и нижняя вибродемпфирующие пластины. Пластины состоят из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев твердых сортов вибродемпфирующих материалов. Нижняя вибродемпфирующая пластина через упругую прокладку из полиуретана установлена на шайбовый сетчатый демпфер. Демпфер содержит основание в виде пластины с крепежными отверстиями и упругий сетчатый элемент, фиксируемый верхней и нижней нажимными шайбами. Верхняя нажимная шайба соединена с упругой прокладкой из полиуретана, а нижняя - с основанием. Плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности его внутренних слоев. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 1 з.п. ф-лы, 1 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 а.с. СССР №717438 (прототип), 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, например, из полиэтилена, обладающего 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.

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

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.

Это достигается тем, что в вибродемпфирующей пружине, содержащей 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 совпадает 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, а на верхней и нижней опорных поверхностях корпуса закреплены верхняя и нижняя вибродемпфирующие пластины, состоящие из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев вибродемпфирующего материала, например твердых сортов вибродемпфирующих материалов, таких как пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».

На чертеже представлена схема пружины, фронтальный разрез.

Вибродемпфирующая пружина для пружинных виброизоляторов содержит корпус 1, выполненный из винтовой пустотелой и упругой стальной трубки, внутри которой коаксиально и осесимметрично установлена с зазором по крайней мере одна дополнительная упругая стальная трубка 3, а в зазорах между трубками расположен по крайней мере один фрикционный элемент 2, например, из полиэтилена, обладающего высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению со сталью. При этом поверхности корпуса 1 дополнительной упругой стальной трубки 3 соприкасаются с поверхностями фрикционных элементов 2 и 4, а их оси совпадает с осью витков корпуса. Центрально, коаксиально и осесимметрично корпусу 1 расположен винтовой упругий стержень 5, который может быть выполнен так же, как корпус и дополнительные упругие стальные трубки, полым, как показано на чертеже, либо сплошным (на чертеже не показано). Фрикционные элементы 2 и 4 могут быть выполнены трубчатыми, как показано на чертеже, при этом иметь либо сплошную структуру, например, из полиэтилена, как элемент 4, либо комбинированную, как элемент 2, 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 5 выполнен в виде винтовой пружины с шагом, меньшим на 5÷10% шага винтовой линии корпуса 1, для создания натяга, обеспечивающего функциональное назначение фрикционных элементов 2 и 4.

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.

На верхней и нижней опорных поверхностях корпуса 1 закреплены верхняя 6 и нижняя 7 вибродемпфирующие пластины, состоящие из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев вибродемпфирующего материала, например твердых сортов вибродемпфирующих материалов, таких как пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».

Нижняя 7 вибродемпфирующая пластина через упругую прокладку 8 из полиуретана установлена на шайбовой сетчатый демпфер, который содержит основание 12 в виде пластины с крепежными отверстиями (на чертеже не показаны), сетчатый упругий элемент 10, фиксируемый верхней 9 и нижней 11 нажимными шайбами, при этом верхняя 9 нажимная шайба соединена с упругой прокладкой 8 из полиуретана, а нижняя 11 нажимная шайба соединена с основанием 12.

Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента 10 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.

Упругий сетчатый элемент 10 может быть выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

Упругий сетчатый элемент 10 работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), расположенного на верхней нажимной шайбе 9, упругий сетчатый элемент 10 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.

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.

Возможен вариант, когда между верхней 6 и нижней 7 вибродемпфирующими пластинами осесимметрично и коаксиально корпусу 1 пружины закреплено упругодемпфирующее устройство 13, выполненное, например, в виде стержня из полиуретана.

1. 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, а на верхней и нижней опорных поверхностях корпуса закреплены верхняя и нижняя вибродемпфирующие пластины, состоящие из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев вибродемпфирующего материала, например твердых сортов вибродемпфирующих материалов, таких как пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», отличающаяся тем, что нижняя вибродемпфирующая пластина через упругую прокладку из полиуретана установлена на шайбовый сетчатый демпфер, который содержит основание в виде пластины с крепежными отверстиями, упругий сетчатый элемент, фиксируемый верхней и нижней нажимными шайбами, при этом верхняя нажимная шайба соединена с упругой прокладкой из полиуретана, а нижняя нажимная шайба соединена с основанием, при этом плотность сетчатой структуры 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, диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм, а плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента.

2. Вибродемпфирующая пружина по п. 1, отличающаяся тем, что между верхней и нижней вибродемпфирующими пластинами осесимметрично и коаксиально корпусу пружины закреплено упругодемпфирующее устройство, выполненное, например, в виде стержня из полиуретана.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит испытывающий внецентренное приложение нагрузки упругий элемент, закрепленный на основании, и крышку с отверстиями.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус с крышкой, внутри которой смонтирован упругий элемент и резьбовая шпилька.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус, состоящий из верхнего и нижнего стаканов, в которых размещены соответственно верхняя и нижняя части вибродемпфирующей пружины.

Изобретение относится к машиностроению. Комбинированная пружина содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующая система содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами.

Изобретение относится к машиностроению. Комбинированная пружина содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами.

Изобретение относится к средствам защиты человека от вибрации. Помост оператора содержит жесткий каркас, настил и упругие элементы, связывающие каркас с основанием.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующее устройство содержит корпус, размещенную в нем сопряженную с винтом гайку и стержневой механизм, связывающий гайку с виброизолирующим объектом.

Изобретение относится к области машиностроения. Способ настройки режимов работы виброзащитной системы включает регулировку колебаний рычажной системы.

Изобретение относится к машиностроению. Виброзащитная система содержит блок регулировки колебаний рычажной системы, установленный между объектом защиты и основанием, пружину и шарнирно-рычажный механизм из двух звеньев.

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке и может использоваться круглогодично в условиях полного бездорожья, в бассейнах рек, включая реки, не имеющие гарантированных глубин судового хода, а также для ликвидации последствий других чрезвычайных ситуаций (ЧС).

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит основание в виде пластины с крепежными отверстиями, крышку и расположенный между ними упругий элемент.

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

Изобретение относится к машиностроению. Пружина состоит из последовательно чередующихся кольцевых упругих конусных дисков большего и меньшего диаметров, размещенных между основанием и крышкой.

Изобретение относится к машиностроению. Пружина состоит из последовательно чередующихся кольцевых упругих конусных дисков большего и меньшего диаметров, размещенных между основанием и крышкой.

Изобретение относится к машиностроению. Пружина состоит из последовательно чередующихся кольцевых упругих конусных дисков большего и меньшего диаметров, размещенных между основанием и крышкой.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус с крышкой, внутри которой смонтирован упругий элемент и резьбовая шпилька.

Изобретение относится к средствам защиты от вибраций. Виброизолятор содержит корпус, основание, цилиндрическую равночастотную пружину с комбинированным демпфером внутри, нижний и верхний ограничители хода пружины, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку.

Виброизолятор относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит основание, крышку и расположенные между ними упругие элементы с демпфером.

Изобретение относится к машиностроению. Тарельчатый упругий элемент содержит два плоских упругих коаксиально расположенных кольца с центральным отверстием. Кольца расположены в параллельных горизонтальных плоскостях и жестко соединены между собой посредством двух упругих элементов. Упругие элементы радиально расположены в горизонтальной плоскости и под углом, находящимся в пределах 10÷80°, в вертикальной плоскости. Упругие элементы выпукло- или вогнуто-изогнуты по сферической поверхности и выполнены в виде плоских пластин из рессорной стали, поверхности которых покрыты полиуретаном. Упругие элементы закреплены на кольцах крепежными резьбовыми элементами или как клеевое соединение. Полости, образованные кольцами, заполнены упругодемпфирующим комбинированным элементом, выполненным из крошки твердых вибродемпфирующих материалов, залитой полиуретаном. Между кольцами и упругодемпфирующим комбинированным элементом расположены дополнительные вибродемпфирующие слои, например из иглопробивного материала типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Вибродемпфирующая пружина содержит корпус, выполненный из винтовой пустотелой упругой стальной трубки. Внутри корпуса коаксиально 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. На верхней и нижней опорных поверхностях корпуса закреплены верхняя и нижняя вибродемпфирующие пластины. Пластины состоят из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев твердых сортов вибродемпфирующих материалов. Нижняя вибродемпфирующая пластина через упругую прокладку из полиуретана установлена на шайбовый сетчатый демпфер. Демпфер содержит основание в виде пластины с крепежными отверстиями и упругий сетчатый элемент, фиксируемый верхней и нижней нажимными шайбами. Верхняя нажимная шайба соединена с упругой прокладкой из полиуретана, а нижняя - с основанием. Плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности его внутренних слоев. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх