Двухступенчатый виброизолятор
Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор выполнен в виде перевернутого стакана, состоящего из цилиндрической части, в которой через вибродемпфирующую прокладку размещена верхняя часть упругодемпфирующего элемента в виде демпфера. Его нижняя часть расположена во втулке, закрепленной на основании через вибродемпфирующую прокладку. На днище стакана закреплен виброизолируемый объект. К цилиндрической части каркаса присоединены по крайней мере два ребра жесткости треугольного типа. Ребра опираются на дополнительные упругие элементы, установленные через вибродемпфирующие прокладки нижними торцами на основании. Демпфер содержит корпус в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень с буртиками. Буртики расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором. Между буртиками расположен спеченный фрикционный материал на основе меди. В нижнюю поверхность поршня упирается коническая пружина, витки которой покрыты полиуретаном. Полость между поршнем и днищем корпуса заполнена фрикционным материалом. В канавке внутренней поверхности цилиндра фиксируется стопорное кольцо. Стопорное кольцо через упругое кольцо контактирует с верхней поверхностью верхнего буртика и удерживает поршень в исходном состоянии. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции текстильных машин, в том числе ткацких станков.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2578419, F16F 15/06, содержащий корпус и упругий элемент, взаимодействующий с объектом, корпус, выполнен в виде двух связанных между собой уголков, верхняя из полок которых жестко связана со штырем, входящим в отверстие, выполненное в упругом элементе, и опирается на упругий элемент, состоящий из двух последовательно соединенных частей с разной жесткостью, а на планку, связывающую уголки в нижней части свободных полок, перпендикулярно их поверхностям, опирается опорный элемент оборудования.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.
Это достигается тем, что в двухступенчатом виброизоляторе, выполненным в виде перевернутого стакана, состоящего из цилиндрической части, в которой через вибродемпфирующую прокладку, размещена верхняя часть упругодемпфирующего элемента в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, при этом нижняя часть упругодемпфирующего элемента расположена во втулке, закрепленной на основании через вибродемпфирующую прокладку, а на днище стакана закреплен виброизолируемый объект, к цилиндрической части каркаса, присоединены, по крайней мере два ребра жесткости треугольного типа, опирающиеся на дополнительные упругие элементы, установленные через вибродемпфирующие прокладки нижними торцами на основании.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез двухступенчатого виброизолятора, на фиг. 2 - вариант выполнения упругодемпфирующего элемента 7 каркаса.
Двухступенчатый виброизолятор состоит из каркаса, выполненного в виде перевернутого стакана 3, состоящего из цилиндрической части, в которой через вибродемпфирующую прокладку 9, размещена верхняя часть упругодемпфирующего элемента 7 в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном. Нижняя часть упругодемпфирующего элемента 7 расположена во втулке 2, закрепленной на основании 1 через вибродемпфирующую прокладку 8. На днище стакана 3 закреплен виброизолируемый объект (на чертеже не показан).
К цилиндрической части каркаса, присоединены, по крайней мере два ребра 4 жесткости треугольного типа, опирающиеся на дополнительные упругие элементы 5 и 6, установленные через вибродемпфирующие прокладки 10 нижними торцами на основании 1, и выполненные в виде цилиндрических винтовых пружин.
Двухступенчатый виброизолятор работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта, установленного на стакане 3 каркаса, обеспечивается пространственная виброзащита основания 1 и защита виброизолируемого объекта от вибрации и ударов. При этом дополнительные упругие элементы 5 и 6 выполняют одновременно функции виброизолирующих элементов и элементов шарнирного типа, способных отслеживать в допустимых пределах угловые перемещения виброизолируемого объекта.
Выполнение упругодемпфирующего элемента 7 каркаса в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, а также установка вибродемпфирующих прокладок 8, 9, 10 позволяет обеспечить дополнительное демпфирование системы виброизоляции в целом.
На фиг. 2 представлен вариант выполнения упругодемпфирующего элемента 7 каркаса в виде демпфера, который содержит корпус, выполненный в виде цилиндра 11 с днищем 12, в котором расположен поршень 13, выполненный в виде стакана с, параллельными между собой и соосными корпусу, верхним 14 и нижним 15 буртиками и проточкой 16, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками, в проточке 16, расположен фрикционный материал, например металлическая стружка, пластмассовые или металлические шарики, т.е. выбираемый в зависимости от требуемого коэффициента трения. В нижнюю поверхность поршня упирается пружина 19, расположенная между поршнем 13 и днищем 12 корпуса демпфера, причем полость 18 между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина 19, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например в виде крошки из вибродемпфирующего материала.
Верхняя поверхность верхнего буртика 14 поршня 13 упирается в упругое кольцо 20, соединенное со стопорным кольцом, фиксируемым его в канавке внутренней поверхности цилиндра 11, которое предназначен для фиксации поршня 13 в корпусе демпфера. На поршне 13 закреплена платформа 17. В качестве фрикционного материала с более высоким коэффициентом трения, расположенного в полости 18 между поршнем 13 и днищем 12 корпуса, в которой расположена пружина 19, используется например песок, шарики из полиуретана, элементы сетчатой структуры, плотность элементов сетчатой структуры 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.
Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала, расположенного в проточке 16, между буртиками 14 и 15, поршня 13 используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащего 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.
Демпфер сухого трения работает следующим образом.
Днище 12 корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 13, устанавливается на основании, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта.
При колебаниях платформы 17, обеспечивается пространственная виброзащита основания и защита его от ударов.
Демпфер сухого трения способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций за счет комбинированного демпфирования, и повышает эффективность виброзащиты на резонансе за счет фрикционного материала, расположенного между буртиками 14 и 15 поршня, а также за счет элементов сетчатой структуры, расположенных в полости 18 между поршнем и днищем 2 корпуса, в которой расположена пружина 19.
Возможен вариант, когда пружина 19, расположенная между поршнем и днищем 12 корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
Двухступенчатый виброизолятор, выполненный в виде перевернутого стакана, состоящего из цилиндрической части, в которой через вибродемпфирующую прокладку размещена верхняя часть упругодемпфирующего элемента, при этом нижняя часть упругодемпфирующего элемента расположена во втулке, закрепленной на основании через вибродемпфирующую прокладку, а на днище стакана закреплен виброизолируемый объект, отличающийся тем, что к цилиндрической части каркаса присоединены по крайней мере два ребра жесткости треугольного типа, опирающиеся на дополнительные упругие элементы, установленные через вибродемпфирующие прокладки нижними торцами на основании, а дополнительные упругие элементы, установленные через вибродемпфирующие прокладки нижними торцами на основании, на которые опираются ребра жесткости треугольного типа каркаса, выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин, при этом упругодемпфирующий элемент каркаса 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, а 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, 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 пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
