Пружинный виброизолятор с демпфером
Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит винтовую цилиндрическую пружину, взаимодействующую с маятниковым механизмом. Нижний торец пружины опирается на верхний фланец корпуса. Маятниковый механизм выполнен в виде резьбового стержня с гайками на концах и опорными шайбами, опирающимися на резиновые упругие элементы, выполняющие функции упругого шарнира. Верхний резиновый упругий элемент расположен между верхним фланцем пружины и опорной шайбой. Нижний упругий элемент расположен между опорной шайбой и плитой, на которой крепится виброизолируемое оборудование. Жесткость резиновых упругих элементов маятникового механизма больше жесткости пружины. Дополнительный цилиндрический полый демпфер из эластомера охватывает с зазором резьбовой стержень маятникового подвеса и расположен с зазором относительно внутренней винтовой поверхности пружины. Верхний торец демпфера опирается во фланец маятникового подвеса, а нижний - на верхний фланец корпуса виброизолятора. Цилиндрические поверхности демпфера выполнены в виде коаксиально расположенных оболочек разной толщины. Уменьшение толщины выполнено от внешней поверхности демпфера к внутренней. Поверхности опорных шайб покрыты фрикцонным материалом. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 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 с маятниковым подвесом по патенту РФ №2269699 (прототип), содержащий винтовую цилиндрическую пружину, нижний торец которой опирается на верхний фланец корпуса и взаимодействующую с маятниковым механизмом, который выполнен в виде резьбового стержня с гайками на концах и опорными шайбами, опирающимися на резиновые упругие элементы, выполняющие функции упругого шарнира, причем верхний резиновый упругий элемент расположен между верхним фланцем пружины и опорной шайбой, а нижний - между опорной шайбой и плитой, на которой крепится виброизолируемое оборудование.
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 пружинном виброизоляторе с демпфером, содержащем винтовую цилиндрическую пружину, нижний торец которой опирается на верхний фланец корпуса и взаимодействующую с маятниковым механизмом, маятниковый механизм выполнен в виде резьбового стержня с гайками на концах и опорными шайбами, опирающимися на резиновые упругие элементы, выполняющие функции упругого шарнира, причем верхний резиновый упругий элемент расположен между верхним фланцем пружины и опорной шайбой, а нижний -между опорной шайбой и плитой, на которой крепится виброизолируемое оборудование, при этом жесткость резиновых упругих элементов маятникового механизма больше жесткости винтовой цилиндрической пружины, дополнительно содержит цилиндрический полый демпфер из эластомера, охватывающий с зазором резьбовой стержень маятникового подвеса, при этом внешняя цилиндрическая оболочка демпфера расположена с зазором относительно внутренней винтовой поверхности цилиндрической винтовой пружины, а торцевые поверхности цилиндрического полого демпфера, выполненные в виде колец, опираются соответственно: верхний торец демпфера - во фланец маятникового подвеса, а нижний торец - на верхний фланец корпуса виброизолятора.
На чертеже представлен пружинный виброизолятор, фронтальный разрез.
Пружинный виброизолятор с демпфером в маятниковом подвесе содержит корпус, на верхний фланец 1 которого опирается нижний торец винтовой цилиндрической пружины 8. На верхний торец пружины 8 опирается фланец 2, на котором устанавливается маятниковый механизм, состоящий из резьбового стержня 5 с гайками 3 на концах и опорными шайбами 4 и 11, опирающимися на резиновые упругие элементы 6 и 12, выполняющими функции упругого шарнира. Причем верхний упругий элемент 6 расположен между фланцем 2 и верхней опорной шайбой 4, а нижний упругий элемент 12 - между опорной шайбой 11 и плитой 9, на которой крепится виброизолируемое оборудование. Для защиты пружины от поломки и обеспечения безопасности обслуживающего персонала предусмотрен защитный кожух 7. Жесткость резиновых упругих элементов 6 маятникового механизма больше жесткости винтовой цилиндрической пружины 8.
Для того чтобы уменьшить резонансные колебания предусмотрен цилиндрический полый демпфер 10 из эластомера, охватывающий с зазором резьбовой стержень 5 маятникового подвеса. Внешняя цилиндрическая оболочка демпфера расположена с зазором относительно внутренней винтовой поверхности цилиндрической винтовой пружины 8. Торцевые поверхности цилиндрического полого демпфера 10, выполненные в виде колец, опираются соответственно: верхний торец демпфера 10 - во фланец 2 маятникового подвеса, а нижний торец - на верхний фланец 1 корпуса виброизолятора.
Возможен вариант выполнения торцевых поверхностей цилиндрического полого демпфера 10, выполненных в виде сферических сегментов с цилиндрическими отверстиями (на чертеже не показано) для размещения резьбового стержня 5 маятникового подвеса.
Возможен вариант выполнения цилиндрических поверхностей полого демпфера 10, выполненных в виде коаксиально и осесимметрично расположенных цилиндрических оболочек разной толщины, при этом уменьшение толщины выполнено от внешней поверхности демпфера 10 к внутренней, что позволит увеличить поверхности трения демпфера, и, следовательно, повысить эффективность демпфирования в целом на резонансе.
Возможен вариант, когда по крайней мере, одна из коаксиально и осесимметрично расположенных цилиндрических оболочек цилиндрического полого демпфера выполнена из фрикционного материала.
Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала коаксиально и осесимметрично расположенных цилиндрических оболочек цилиндрического полого демпфера используется фрикционный материал, выполненный 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%.
Возможен вариант, когда поверхности опорных шайб 4 и 11, опирающихся на резиновые упругие элементы 6 и 12, и выполняющие, совместно с упругими элементами, функции упругого шарнира маятникового механизма, покрыты фрикционным материалом.
Пружинный виброизолятор с демпфером в маятниковом подвесе работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан) пружина 8 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные нагрузки воспринимаются маятниковым подвесом, состоящим из стержня 5 с гайками 3 на концах и опорными шайбами 4, опирающимися на резиновые упругие элементы 6, выполняющими функции упругого шарнира.
За счет выполнения маятникового подвеса с резиновыми упругими элементами 6 и демпфером 10, обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х.У, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе.
Выполнение торцевых поверхностей демпфера 10 в виде сферических сегментов с цилиндрическими отверстиями, позволит повысить демпфирование поворотных колебаний маятникового подвеса.
Пружинный виброизолятор с демпфером, содержащий винтовую цилиндрическую пружину, нижний торец которой опирается на верхний фланец корпуса и взаимодействующую с маятниковым механизмом, маятниковый механизм выполнен в виде резьбового стержня с гайками на концах и опорными шайбами, опирающимися на резиновые упругие элементы, выполняющие функции упругого шарнира, причем верхний резиновый упругий элемент расположен между верхним фланцем пружины и опорной шайбой, а нижний - между опорной шайбой и плитой, на которой крепится виброизолируемое оборудование, при этом жесткость резиновых упругих элементов маятникового механизма больше жесткости винтовой цилиндрической пружины, виброизолятор дополнительно содержит цилиндрический полый демпфер из эластомера, охватывающий с зазором резьбовой стержень маятникового подвеса, при этом внешняя цилиндрическая оболочка демпфера расположена с зазором относительно внутренней винтовой поверхности цилиндрической винтовой пружины, а торцевые поверхности цилиндрического полого демпфера, выполненные в виде колец, опираются соответственно: верхний торец демпфера - во фланец маятникового подвеса, а нижний торец - на верхний фланец корпуса виброизолятора, отличающийся тем, что поверхности опорных шайб, опирающихся на резиновые упругие элементы и выполняющих совместно с упругими элементами функции упругого шарнира маятникового механизма, покрыты фрикционным материалом.
