Способ виброизоляции

Изобретение относится к машиностроению. Виброизоляцию объектов с переменной массой осуществляют посредством упругих элементов, имеющих внутреннее демпфирование. Разделяют поверхности трения фрикционной втулки на внутреннюю и наружную посредством ограничительных упоров и дополнительных фрикционных элементов. Изменяют усилие прижима дополнительных фрикционных элементов к поверхности втулки посредством регулировочных винтов, связанных с исполнительным серводвигателем червячного типа. Сигнал на включение серводвигателя поступает от микропроцессора, управляющего работой демпфера по заданной характеристике, которую выстраивают при анализе сигналов от пьезокристаллического датчика виброускорений. Упругий элемент выполняют в виде виброизолятора с демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом. В центральной части пакета располагают шток, а между пакетом и основанием виброизолятора закрепляют верхнюю и нижнюю тарельчатые пружины. Полости тарельчатых пружин заполняют полиуретаном. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты технологического оборудования от воздействия вибрации.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является способ виброизоляции по патенту РФ №2303723, F16F 7/00 (прототип), заключающийся в том, что в системе виброизоляции объектов с переменной массой, например ткацких станков, осуществляют виброизоляцию посредством упругих элементов, имеющих внутреннее демпфирование, и в систему дополнительно вводят демпфирование во всем диапазоне амлитудно-частотной характеристики путем разделения поверхностей трения фрикционной втулки на внутреннюю и наружную поверхности с возможностью регулирования силы трения посредством регулировочных винтов, связанных с исполнительным серводвигателем, например червячного типа с самотормозящейся передачей, а сигнал на включение серводвигателя поступает от микропроцессора, управляющего работой демпфера сухого трения по заданной характеристике и связанного с датчиком виброускорений, например пьезокристаллическим.

Недостатком известного способа виброизоляции является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции на высоких частотах.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции за счет повышения демпфирования на высоких частотах путем применения упругого элемента с комбинированным демпфированием.

Это достигается тем, что в способе виброизоляции осуществляют виброизоляцию посредством упругих элементов, имеющих внутреннее демпфирование, при этом в систему дополнительно вводят демпфирование во всем диапазоне амлитудно-частотной характеристики путем разделения поверхностей трения, например, фрикционной втулки на внутреннюю и наружную поверхности с возможностью регулирования силы трения посредством регулировочных винтов, связанных с исполнительным серводвигателем, например червячного типа с самотормозящейся передачей, при этом сигнал на включение серводвигателя направляют от микропроцессора, управляющего работой демпфера сухого трения, выполненного в виде фрикционной втулки, по заданной характеристике, которую выстраивают при анализе сигналов, поступающих от датчика виброускорений, выполненного, например, пьезокристаллическим, при этом поверхности трения разделяют посредством введения ограничительных упоров на внутреннюю поверхность фрикционной втулки и дополнительных фрикционных элементов, расположенных на ее корпусе и взаимодействующих с ее наружной поверхностью, при этом коэффициент трения внутренней поверхности втулки с подпружиненным поршнем выполняют меньшим, чем коэффициент трения наружной поверхности втулки с дополнительными фрикционными элементами, и вводят регулировку силы трения наружной поверхности втулки с дополнительными фрикционными элементами посредством изменения усилия их прижима к поверхности втулки, повышают демпфирование на высоких частотах путем применения упругого элемента с комбинированным демпфированием, при этом упругий элемент выполняют в виде виброизолятора шайбового сетчатого с демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом, в центральной части которого, соосно и с зазором располагают шток, нижнюю часть которого соединяют с основанием виброизолятора, а верхнюю - с платформой для защищаемого от вибрации объекта, при этом между демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом и основанием виброизолятора закрепляют пакет из верхней и нижней тарельчатых пружин, причем нижнюю тарельчатую пружину своим нижним основанием соединяют с основанием виброизолятора, а ее верхнее основание жестко соединяют со штоком.

На фиг. 1 представлена схема (динамическая модель) устройства для реализации предложенного способа виброизоляции; на фиг. 2 - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) виброизолирующей системы, работающей по предложенному способу, на фиг. 3 - схема упругого элемента 3 с комбинированным демпфированием.

Устройство для реализации предложенного способа виброизоляции (фиг. 1) включает в себя виброизолированную массу «m» 1, размещенную на основании 2 посредством упругого элемента 3 с жесткостью «с» и демпфирующего элемента 4, с коэффициентом демпфирования «b(w)», который выполнен в виде демпфера сухого трения и представлен в виде фрикционной втулки 6 с ограничительными упорами, внутренняя поверхность которой контактирует с поршнем 5, образуя пару трения с коэффициентом трения ƒ1, а наружная поверхность втулки 6 контактирует с дополнительными фрикционными элементами, образуя пару трения с коэффициентом трения ƒ2, усилие прижатия в которой можно изменить посредством регулировочных винтов, связанных с исполнительным серводвигателем 9, например червячного типа с самотормозящейся передачей. Сигнал на включение серводвигателя 9 поступает от микропроцессора 8, управляющего работой демпфера сухого трения по заданной характеристике и связанного с датчиком виброускорений 7, например пьезокристаллическим. Для повышения демпфирования на высоких частотах упругий элемент 3 выполняют в виде виброизолятора шайбового сетчатого с демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом, обеспечивающим комбинированное демпфирование в системе виброизоляции (фиг. 3). Способ виброизоляции осуществляют следующим образом.

На фиг. 2 изображены амплитудно-частотные характеристики виброизолирующей системы, работающей по предложенному способу. Кривая 10 характеризует систему с относительным коэффициентом демпфирования v=0,05; кривая 11 - с коэффициентом v=0,5 является оптимальной с точки зрения величины резонансного пика (ТА(ω)=1,5). Однако в зарезонансной зоне АЧХ, начиная с частоты √2 ω0, система, имеющая АЧХ с v=0,05, более эффективная, чем с v=0,5. Поэтому предложенным способом виброизоляции обеспечивают ступенчатую характеристику 12, которая на резонансе имеет свойства АЧХ системы с v=0,5, а в зарезонансной зоне АЧХ - v=0,05. Для этого осуществляют почастотное включение в работу демпфирующих элементов с поверхностями, имеющими различные по значению коэффициенты трения ƒ1 и ƒ2. В резонансном режиме подключают к работе следующую пару трения: «наружная поверхность фрикционной втулки 6 - фрикционные элементы с коэффициентом трения ƒ2». Во всем остальном частотном диапазоне обеспечивают работу пары трения: «поршень 5 - внутренняя поверхность фрикционной втулки 6» с коэффициентом трения ƒ1. Полученная таким способом АЧХ (фиг. 2, кривая 12) на резонансе обладает преимуществом демпфированных систем (v=0,5) систем, а в зарезонансной зоне обладает преимуществом систем с небольшим коэффициентом относительного демпфирования (v=0,05) за счет введения в систему комбинированного демпфирования, которое обеспечивают посредством выполнения упругого элемента 3 с комбинированным демпфированием, выполненным в виде виброизолятора шайбового сетчатого с демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом.

Устройство, реализующее предложенный способ виброизоляции, работает следующим образом. Во всем частотном диапазоне виброизолятор осуществляет гашение колебаний посредством упругого элемента 3, а демпфирование - за счет трения поршня 5 о внутреннюю поверхность втулки 6. При резонансе, когда амплитуда перемещений поршня возрастает, он начнет взаимодействовать с упорами на торцевой поверхности втулки 6, и демпфирование в этом случае будет осуществляться в основном за счет трения наружной поверхности втулки 6 о фрикционные элементы, числом не менее 3-х, которые обеспечивают больший коэффициент трения в этой паре, чем пара - «поршень - внутренняя поверхность втулки ». При резонансе сила инерции, равная произведению массы объекта на виброускорение, обычно превышает величину силы трения между поршнем 5 и втулкой 6, поэтому на резонансных частотах проскальзывание поршня будет препятствовать увеличению резонансных колебаний за счет введения в систему более сильного демпфирования с коэффициентом v=0,5. После прохождения резонанса фрикционная втулка 6 останавливается и демпфирование в системе происходит с коэффициентом v=0,05, что приводит к эффективному гашению колебаний во всем зарезонансном диапазоне частот. Эффективность виброизоляции увеличивается за счет повышения демпфирования на высоких частотах путем применения упругого элемента 3 с комбинированным демпфированием, которое обеспечивается посредством выполнения упругого элемента 3 с комбинированным демпфированием, выполненным в виде виброизолятора шайбового сетчатого с демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом.

На фиг. 3 представлена схема упругого элемента 3 с комбинированным демпфированием, выполненного в виде виброизолятора шайбового сетчатого с демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом.

В центральной части демпфирующего шайбового сетчатого пакета, соосно и с зазором 18 расположен шток 29, нижняя часть которого соединена с основанием виброизолятора, а верхняя - с платформой 14 для защищаемого от вибрации объекта. Между демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом и основанием виброизолятора закреплен пакет из верхней 27 и нижней 28 тарельчатых пружин, при этом нижняя 28 тарельчатая пружина своим нижним основанием соединена с основанием 13 виброизолятора, а ее верхнее основание жестко соединено со штоком 29, соосно размещенным внутри демпфирующего шайбового сетчатого пакета, на котором через упругое кольцо с центральным отверстием 30 закреплена платформа 14 для защищаемого от вибрации объекта (на чертеже не показан), а верхняя 27 тарельчатая пружина своим меньшим основанием соединена с нижней тарельчатой пружиной 28, а большим - с демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом. Демпфирующий шайбовый сетчатый пакет выполнен симметричным относительно центральной пластины 24, на которой закреплены опорные кольца 23 и 21 соответственно верхнего 19 и нижнего 20 сетчатых упругих элементов, при этом верхний 19 сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой 17 сетчатого пакета, а нижний 20 сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой 25, жестко соединенной с большим основанием тарельчатой пружины 27, при этом ее меньшее основание опирается на тарельчатую пружину 28, закрепленную на основании 13 виброизолятора.

При этом в верхнем сетчатом упругом элементе 19, в его центре, осесимметрично штоку 29 расположен верхний демпфер сухого трения, выполненный в виде верхней гильзы 16, жестко соединенной с крышкой 17, и нижней гильзы 15, жестко соединенной с центральной пластиной 24, при этом гильзы 15 и 16 соединены с натягом, образуя пару трения, а шток 29 размещен в них коаксиально и с зазором.

В нижнем сетчатом упругом элементе 20, в его центре, осесимметрично штоку 29 расположен нижний демпфер сухого трения, выполненный в виде нижней гильзы 26, жестко соединенной с нижней нажимной шайбой 25, и верхней гильзы 22, жестко соединенной с центральной пластиной 24, при этом гильзы 22 и 26 соединены с натягом, образуя пару трения, а шток 29 размещен в них коаксиально и с зазором. 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, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм … 0,15 мм.

Упругие сетчатые элементы 19 и 20 могут быть выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

Виброизолятор симметричный шайбовый сетчатый работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), расположенного на платформе 14, упругие сетчатые элементы 19 и 20 воспринимают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.

Таким образом, предложенный способ позволяет получить оптимальную с точки зрения переменной массы виброизолируемого объекта, амплитудно-частотную характеристику, которая на резонансе ведет себя как задемпфированная система, а в зарезонансной области приближается к системе с малым демпфированием, обеспечивая тем самым эффективную виброизоляцию во всем диапазоне частот.

Возможен вариант (фиг. 3), когда полости тарельчатой пружины 27, большее основание которой жестко соединено с нижней нажимной шайбой 25 демпфирующего шайбового сетчатого пакета нижнего 20 сетчатого упругого элемента, и последовательно соединенной с ней тарельчатой пружины 28, закрепленной своим большим основанием на основании 13 виброизолятора, заполнены вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Способ виброизоляции, заключающийся в том, что в системе виброизоляции объектов с переменной массой, например ткацких станков, осуществляют виброизоляцию посредством упругих элементов, имеющих внутреннее демпфирование, при этом в систему дополнительно вводят демпфирование во всем диапазоне амлитудно-частотной характеристики путем разделения поверхностей трения, например, фрикционной втулки на внутреннюю и наружную поверхности с возможностью регулирования силы трения посредством регулировочных винтов, связанных с исполнительным серводвигателем, например червячного типа с самотормозящейся передачей, при этом сигнал на включение серводвигателя направляют от микропроцессора, управляющего работой демпфера сухого трения, выполненного в виде фрикционной втулки, по заданной характеристике, которую выстраивают при анализе сигналов, поступающих от датчика виброускорений, выполненного, например, пьезокристаллическим, при этом поверхности трения разделяют посредством введения ограничительных упоров на внутреннюю поверхность фрикционной втулки и дополнительных фрикционных элементов, расположенных на ее корпусе и взаимодействующих с ее наружной поверхностью, при этом силу трения внутренней поверхности втулки с подпружиненным поршнем выполняют меньшей, чем силу трения наружной поверхности втулки с дополнительными фрикционными элементами, и вводят регулировку силы трения наружной поверхности втулки с дополнительными фрикционными элементами посредством изменения усилия их прижима к поверхности втулки, при этом повышают демпфирование на высоких частотах путем применения упругого элемента с комбинированным демпфированием, при этом упругий элемент выполняют в виде виброизолятора шайбового сетчатого с демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом, в центральной части которого соосно и с зазором располагают шток, нижнюю часть которого соединяют с основанием виброизолятора, а верхнюю - с платформой для защищаемого от вибрации объекта, при этом между демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом и основанием виброизолятора закрепляют пакет из верхней и нижней тарельчатых пружин, причем нижнюю тарельчатую пружину своим нижним основанием соединяют с основанием виброизолятора, а ее верхнее основание жестко соединяют со штоком, отличающийся тем, что полости тарельчатой пружины, большее основание которой жестко соединено с нижней нажимной шайбой демпфирующего шайбового сетчатого пакета нижнего сетчатого упругого элемента, и последовательно соединенной с ней тарельчатой пружины, закрепленной своим большим основанием на основании виброизолятора, заполняют вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит упругий элемент, корпус и демпфер сухого трения.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус, включающий основание с крышкой.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизоляцию объектов с переменной массой осуществляют посредством упругих элементов, имеющих внутреннее демпфирование.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит пружину, взаимодействующую с маятниковым механизмом.

Изобретение относится к системам защиты механизмов и машин от вибраций. Стержневой цилиндрический демпфирующий элемент выполнен в виде коаксиально расположенных цилиндрических обечаек, между которыми расположены трубчатые демпфирующие элементы.

Изобретение относится к машиностроению. Демпфер содержит корпус, выполненный в виде верхней и нижней нажимных шайб с буртиками и резьбовыми отверстиями.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Двухступенчатый виброизолятор для неуравновешенного оборудования, выполненный в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных и идентичных каркасов: верхнего и нижнего каркасов, с соосно размещенными в них соответственно верхнего и нижнего упругодемпфирующих элементов, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин, витки которых покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Двухступенчатый конический виброизолятор выполнен в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных и идентичных каркасов: верхнего и нижнего каркасов, с соосно размещенными в них соответственно верхним и нижним упругодемпфирующими элементами, выполненными в виде цилиндрических винтовых пружин, витки которых покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к пружинным виброизоляторам, применяемым для снижения вибраций. Пространственный виброизолятор каркасного типа содержит каркас, соединяющий параллельно установленные в нем два упругодемпфирующих элемента разной конструкции, но одинаковой жесткости.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит П-образное основание, упругие элементы рессорного типа и опорные узлы.

Группа изобретений относится к машиностроению. Виброизолятор содержит два колоколообразных упругогистерезисных элемента с цилиндрическим фланцем, плавно сопряженным с конической частью колоколообразных элементов, установленных друг на друга основаниями.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус, включающий основание с крышкой.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизоляцию объектов с переменной массой осуществляют посредством упругих элементов, имеющих внутреннее демпфирование.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит пружину, взаимодействующую с маятниковым механизмом.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит П-образное основание, упругие элементы рессорного типа и опорные узлы.

Изобретение относится к машиностроению. Сдвоенная вибродемпфирующая пружина содержит симметрично установленные через сетчатый демпфер идентичные вибродемпфирующие верхнюю и нижнюю пружины.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит корпус в виде двух вертикальных стоек из упругого материала и упругий элемент.

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

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 и может быть использовано для защиты технологического оборудования от воздействия вибрации. Пространственный рессорный виброизолятор содержит основание, стойку (4), упругие элементы рессорного типа и опорные узлы. Стойка (4) выполнена в виде перпендикулярного основанию и жестко закрепленного в нем стержня с резьбовым концом, на котором устанавливается П-образное основание (3), фиксирующее упругий элемент (2) рессорного типа посредством упругих элементов, расположенных в пазах П-образного основания (3) посредством крышки (5) и цилиндрической упругой шайбы (6), надетой на стержень. Упругие элементы, фиксирующие упругий элемент (2), выполнены с жесткостью большей жесткости упругого элемента (2). Для снижения амплитуды колебаний на резонансных режимах между упругим элементом (2) и основанием установлен дополнительный упругодемпфирующий элемент (10). Дополнительный упругодемпфирующий элемент (10) выполнен в виде демпфера, содержащего корпус и размещенный в нем поршень, корпус выполнен в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень, выполненный в виде стакана с параллельными между собой и соосными корпусу верхним и нижним буртиками, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками расположен фрикционный материал. В нижнюю поверхность поршня упирается пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, причем полость между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, а верхняя поверхность верхнего буртика поршня упирается в упругое кольцо, соединенное со стопорным элементом, выполненным, например, в виде стопорного кольца, фиксируемого в канавке внутренней поверхности цилиндра корпуса, при этом стопорный элемент через упругое кольцо контактирует с верхней поверхностью верхнего буртика поршня, удерживая его в исходном состоянии. В качестве фрикционного материала, расположенного между буртиками поршня, используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний. Пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном. Технический результат - повышение эффективности виброизоляции. 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизоляцию объектов с переменной массой осуществляют посредством упругих элементов, имеющих внутреннее демпфирование. Разделяют поверхности трения фрикционной втулки на внутреннюю и наружную посредством ограничительных упоров и дополнительных фрикционных элементов. Изменяют усилие прижима дополнительных фрикционных элементов к поверхности втулки посредством регулировочных винтов, связанных с исполнительным серводвигателем червячного типа. Сигнал на включение серводвигателя поступает от микропроцессора, управляющего работой демпфера по заданной характеристике, которую выстраивают при анализе сигналов от пьезокристаллического датчика виброускорений. Упругий элемент выполняют в виде виброизолятора с демпфирующим шайбовым сетчатым пакетом. В центральной части пакета располагают шток, а между пакетом и основанием виброизолятора закрепляют верхнюю и нижнюю тарельчатые пружины. Полости тарельчатых пружин заполняют полиуретаном. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 3 ил.

Наверх