Демпфер с дополнительными упругими элементами
Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, станков, приборов. Демпфер с дополнительными упругими элементами содержит корпус, выполненный в виде верхней и нижней нажимных шайб с буртиками и резьбовыми отверстиями, между которыми закреплена цилиндрическая винтовая пружина. Нажимные шайбы выполнены с винтовой нарезкой, в которую входят витки пружины, поджимаемые плоскими шайбами через винты, а внутри пружины, соосно и коаксиально ей, размещен демпфер. Демпфер выполнен в виде гильзы, по внутреннему диаметру которой закреплено профильное демпфирующее кольцо, выполненное из эластомера, например литьевого полиуретана. Кольцо имеет форму двух оппозитно расположенных поверхностей усеченного конуса, сходящихся в центральной части кольца своими основаниями меньшего диаметра. Над поверхностями больших оснований конических поверхностей кольца расположены диски, закрепленные посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб. Между дисками демпферного устройства, закрепленными посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб, внутри профильного демпфирующего кольца, расположен дополнительный демпфирующий элемент. Дополнительный демпфирующий элемент, расположенный между дисками демпферного устройства, закрепленными посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб, выполнен по форме поверхности, эквидистантной поверхности профильного демпфирующего кольца, расположенного в центральной части гильзы по ее внутреннему диаметру, а в соприкасающиеся эквидистантные поверхности помещена фрикционная смазка. Технический результат: повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, станков, приборов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сетчатый виброизолятор по патенту РФ №2285839 (прототип), содержащий корпус, упругие элементы, нажимные шайбы, упругие элементы выполнены из параллельно установленных пружинного элемента, соединенного с верхней и нижней нажимными шайбами, и упругого элемента из объемного сетчатого переплетения, размещенного внутри пружинного элемента.
Недостатком этого устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за сравнительно невысокой степени демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.
Это достигается тем, что в демпфере с дополнительными упругими элементами, содержащим корпус, выполненный в виде верхней и нижней нажимных шайб с буртиками и резьбовыми отверстиями, между которыми закреплена цилиндрическая винтовая пружина, при этом нажимные шайбы выполнены с винтовой нарезкой, в которую входят витки пружины, поджимаемые плоскими шайбами через винты, а внутри пружины, соосно и коаксиально ей, размещен демпфер, выполненный в виде гильзы, из жесткого упругодемпфирующего материала, например типа «Агат», в центрально части которой, по ее внутреннему диаметру закреплено профильное демпфирующее кольцо, выполненное из эластомера, например литьевого полиуретана, причем кольцо имеет профиль сечения в виде двух оппозитно расположенных поверхностей усеченного конуса, сходящихся в центральной части кольца своими основаниями меньшего диаметра, а над поверхностями больших оснований конических поверхностей кольца расположены диски, закрепленные посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб, между дисками демпферного устройства, закрепленными посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб, внутри профильного демпфирующего кольца, расположен дополнительный демпфирующий элемент, при этом дополнительный демпфирующий элемент, расположенный между дисками демпферного устройства, закрепленными посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб, выполнен по форме поверхности, эквидистантной поверхности профильного демпфирующего кольца, расположенного в центральной части гильзы по ее внутреннему диаметру, а в соприкасающиеся эквидистантные поверхности помещена фрикционная смазка.
На чертеже представлен демпфер с дополнительными упругими элементами.
Демпфер с дополнительными упругими элементами содержит корпус, выполненный в виде верхней и нижней нажимных шайб 1 и 7 с буртиками 5 и резьбовыми отверстиями 6, между которыми закреплена цилиндрическая винтовая пружина 4. Нажимные шайбы 1 и 7 выполнены с винтовой нарезкой, в которую входят витки пружины, поджимаемые плоскими шайбами 2 и 8 через винты 9. Внутри пружины 4, соосно и коаксиально ей, размещено демпферное устройство 10 сухого трения, регулирующего коэффициент трения в зависимости от прикладываемой вибрационной нагрузки.
Демпферное устройство 10 состоит из гильзы 11, выполненной из жесткого упругодемпфирующего материала, например типа «Агат», в центральной части которой, по ее внутреннему диаметру, закреплено профильное демпфирующее кольцо 14, выполненное из эластомера, например литьевого полиуретана. Кольцо 14 имеет профиль сечения в виде двух оппозитно расположенных поверхностей усеченного конуса, сходящихся в центральной части кольца 14 своими основаниями меньшего диаметра. Над поверхностями больших оснований конических поверхностей кольца 14 расположены диски 12 и 13, закрепленные посредством штоков 15 и 16 в резьбовых отверстиях 6 соответственно верхней и нижней нажимных шайб 1 и 7.
Возможен вариант, когда между дисками 12 и 13 демпферного устройства 10, закрепленными посредством штоков 15 и 16 в резьбовых отверстиях 6 соответственно верхней 1 и нижней 7 нажимных шайб, внутри профильного демпфирующего кольца 14, расположен дополнительный демпфирующий элемент 3 демпферного устройства 10 сухого трения.
Возможен вариант, когда дополнительный демпфирующий элемент 3, расположенный между дисками демпферного устройства 10, закрепленными посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб, выполнен по форме поверхности, эквидистантной поверхности профильного демпфирующего кольца 14, расположенного в центральной части гильзы 11 по ее внутреннему диаметру, а в соприкасающиеся эквидистантные поверхности помещена фрикционная смазка.
Демпфер с дополнительными упругими элементами работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта, который крепится на одной из нажимных шайб 1 и 7 (на чертеже не показано) цилиндрическая винтовая пружина 4 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов. Размещенное внутри него демпферное устройство 10 сухого трения, позволяющее регулировать коэффициент трения в зависимости от прикладываемой вибрационной нагрузки, повышает эффективность виброизоляции в резонансном режиме за счет комплексного демпфирования, которое осуществляется за счет наличия объемных поверхностей трения втулок, выполненных из объемного сетчатого переплетения, упругодемпфирующего материала, например литьевого полиуретана, а также позволяет гасить ударные нагрузки на систему виброзащиты. Дополнительный демпфирующий элемент 3 увеличивает демпфирование на резонансе и повышает тем самым эффективность виброизоляции системы в целом.
Сетчатый демпфер является универсальным амортизирующим устройством, позволяющим работать как в режиме силовой виброизоляции, так и кинематической, а также в виброударном режиме.
Возможен вариант, когда профильное демпфирующее кольцо 14, закрепленное по внутреннему диаметру гильзы 11, выполненной из жесткого упруго демпфирующего материала, выполнено комбинированным, состоящим из полиэтилена или полиуретана с вкраплениями гранул из вибродемпфирующего материала.
Возможен вариант, когда профильное демпфирующее кольцо 14, закрепленное по внутреннему диаметру гильзы 11, выполнено полым, например из полиуретана или резинокордной оболочки, полость которой заполнена фрикционным элементом.
Возможен вариант, когда фрикционный элемент, расположенный в полости профильного демпфирующего кольца 14, выполнен в виде гранулированной засыпки из вибродемпфирующего материала.
Возможен вариант, когда фрикционный элемент, расположенный в полости профильного демпфирующего кольца 14, 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.
Возможен вариант, когда между верхней и нижней нажимными шайбами 1 и 7 и дополнительным демпфирующим элементом 3 установлены дополнительные упругие элементы, предотвращающие резонансные явления дополнительного демпфирующего элемента 3 (на чертеже не показано).
Возможен вариант, когда фрикционный элемент, расположенный в полости профильного демпфирующего кольца 14, выполнен в виде гранулированной засыпки из спеченного фрикционного материала на основе железа, который содержит, мас. %: медь 5,0-7,0; графит 4,0-5,0; асбест 2,0-3,0; карбид кремния 4,0-6,0; сернокислое железо 5,0-6,0; кобальт 3,0-4,0; фосфорный шлак 3,0-4,0; железо остальное.
1. Демпфер с дополнительными упругими элементами, содержащий корпус, выполненный в виде верхней и нижней нажимных шайб с буртиками и резьбовыми отверстиями, между которыми закреплена цилиндрическая винтовая пружина, при этом нажимные шайбы выполнены с винтовой нарезкой, в которую входят витки пружины, поджимаемые плоскими шайбами через винты, а внутри пружины, соосно и коаксиально ей, размещен демпфер, выполненный в виде гильзы, по внутреннему диаметру которой закреплено профильное демпфирующее кольцо, выполненное из эластомера, например литьевого полиуретана, причем кольцо имеет форму двух оппозитно расположенных поверхностей усеченного конуса, сходящихся в центральной части кольца своими основаниями меньшего диаметра, а над поверхностями больших оснований конических поверхностей кольца расположены диски, закрепленные посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб, отличающийся тем, что между дисками демпферного устройства, закрепленными посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб, внутри профильного демпфирующего кольца, расположен дополнительный демпфирующий элемент, при этом дополнительный демпфирующий элемент, расположенный между дисками демпферного устройства, закрепленными посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб, выполнен по форме поверхности, эквидистантной поверхности профильного демпфирующего кольца, расположенного в центральной части гильзы по ее внутреннему диаметру, а в соприкасающиеся эквидистантные поверхности помещена фрикционная смазка, при этом фрикционный элемент, расположенный в полости профильного демпфирующего кольца, выполнен в виде гранулированной засыпки из спеченного фрикционного материала на основе железа, который содержит, мас. %: медь 5,0-7,0; графит 4,0-5,0; асбест 2,0-3,0; карбид кремния 4,0-6,0; сернокислое железо 5,0-6,0; кобальт 3,0-4,0; фосфорный шлак 3,0-4,0; железо остальное.
2. Демпфер с дополнительными упругими элементами по п. 1, отличающийся тем, что профильное демпфирующее кольцо, закрепленное по внутреннему диаметру гильзы, выполненной из жесткого упругодемпфирующего материала, выполнено комбинированным, состоящим из полиэтилена или полиуретана с вкраплениями гранул из вибродемпфирующего материала.
3. Демпфер с дополнительными упругими элементами по п. 1, отличающийся тем, что профильное демпфирующее кольцо, закрепленное по внутреннему диаметру гильзы, выполнено полым, например из полиуретана или резинокордной оболочки, полость которой заполнена фрикционным элементом.
4. Демпфер с дополнительными упругими элементами по п. 1, отличающийся тем, что фрикционный элемент, расположенный в полости профильного демпфирующего кольца, выполнен в виде гранулированной засыпки из вибродемпфирующего материала.
5. Демпфер с дополнительными упругими элементами по п. 1, отличающийся тем, что между верхней и нижней нажимными шайбами и дополнительным демпфирующим элементом установлены дополнительные упругие элементы, предотвращающие резонансные явления дополнительного демпфирующего элемента.
