Результат интеллектуальной деятельности: ПРУЖИННЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ МАССОЙ

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к равночастотным виброизоляторам, применяемым для значительного снижения возникающих при эксплуатации различного оборудования, преимущественно с переменной массой, динамических нагрузок.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является равночастотный пружинный виброизолятор по а.с. СССР №299681 [1] (прототип), содержащий основание, опорную пластину, расположенный между ними упругий элемент, выполненный в виде цилиндрической пружины, которая имеет переменный шаг, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках из заданного диапазона.

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

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.

Это достигается тем, что в пружинном виброизоляторе для технологического оборудования с переменной массой, содержащей основание, опорную платформу и расположенный между ними упругий элемент, выполненный в виде цилиндрической равночастотной пружины, имеющей переменный шаг t, обеспечивающий постоянство собственной частоты системы при любых нагрузках Р из заданного диапазона: P₁≤Р≤Р₂, за счет своей осадки δ:

где P₁ и P₂ соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности; Р - нагрузка, удовлетворяющая условию Р₁≤Р≤Р₂;

δ₁ - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузке Р₁, и условию равночастотности: постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах, он содержит равночастотную пружину, нижний фланец которой закреплен на упругом основании, а верхний - на опорной пластине, а на опорной платформе, посредством крепежных элементов, закреплен виброизолируемый объект с переменной технологической массой, причем платформа связана с опорным узлом, закрепленным на опорной пластине виброизолятора с помощью осесимметричных с равночастотной пружиной регулировочных болтов, жестко соединенных со втулками, охватывающими регулировочные болты гайками, а каждый из опорных узлов содержит вибродемпфирующие втулки, коаксиально установленные регулировочным болтам, при этом нижний фланец равночастотной пружины виброизолятора закреплен на упругом основании, которое посредством, по крайней мере, трех стоек с винтами и с коаксиально расположенными снаружи стоек, эластичными втулками, соединено с нижней платформой виброизолятора, а под упругим основанием нижнего фланца равночастотной пружины, осесимметрично ей, размещен цилиндроконический демпфер, например из эластомера, установленный своей цилиндрической частью на нижней платформе каждого виброизолятора, а коническая часть связана с упругим основанием равночастотной пружины.

На фиг. 1 изображен общий вид пружинного виброизолятора для технологического оборудования с переменной массой; на фиг. 2 характеристика равночастотной пружины.

Пружинный виброизолятор для технологического оборудования с переменной массой (фиг. 1) содержит равночастотную пружину 3. Нижний фланец равночастотной пружины 3 пружинного виброизолятора закреплен на упругом основании 1, а верхний - на опорной пластине 2, при этом пружина 3 имеет переменный шаг t, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках Р из заданного диапазона:

P₁≤Р≤Р₂

где Р₁ и Р₂ соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности.

Под действием нагрузки Р, удовлетворяющей условию Р₁≤Р≤Р₂ она будет изменять свою осадку δ (см. фиг. 2)

где δ₁ - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузки Р₁. Это отвечает условию равночастотности: v=const, т.е. постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах.

На опорной платформе 11 закреплен виброизолируемый объект 12 с переменной технологической массой (например съем стружки с заготовки при металлообработке, уменьшение массы навоя в ткацком оборудовании и т.д.). Платформа 11 связана с опорным узлом 10, закрепленным на опорной пластине 2 виброизолятора с помощью осесимметричных с равночастотной пружине 3 регулировочных болтов 16. жестко соединенных со втулками 14, охватывающими регулировочные болты 16 гайками 15 и 17. Опорный узел 10 содержит вибродемпфирующие втулки 13, коаксиально установленные регулировочным болтам 16.

Нижний фланец равночастотной пружины 3 виброизолятора закреплен на упругом основании 1, которое посредством, по крайней мере, трех стоек 6 с винтами 4 и с коаксиально расположенными снаружи стоек эластичными втулками 5, соединено с нижней платформой 7 виброизолятора.

Под упругим основанием 1 нижнего фланца равночастотной пружины 3, осесимметрично ей, размещен цилиндроконический демпфер 9, например из эластомера, установленный своей цилиндрической частью на нижней платформе, 7 виброизолятора, а коническая часть 8 связана с упругим основанием 1 равночастотной пружины 3.

Пружинный виброизолятор работает следующим образом.

При приложении динамической нагрузки к пружине 3 обеспечивается равночастотная виброизоляция объекта, так как пружина имеет переменный шаг t, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках Р из заданного диапазона:

P₁≤Р≤Р₂

где Р₁ и Р₂ соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности.

Под действием нагрузки Р, удовлетворяющей условию Р₁≤Р≤Р₂ она будет изменять свою осадку δ (см. фиг. 2)

где δ₁ - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузки P₁. Это отвечает условию равночастотности: постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах.

Возможен вариант, когда цилиндроконический демпфер 9, размещенный между упругим основанием 1 нижнего фланца равночастотной пружины 3, и нижней платформой 7 виброизолятора, выполнен комбинированным, при этом цилиндрическая часть, расположенная на нижней платформе 7 виброизолятора, выполнена в виде цилиндрической винтовой пружины, а коническая часть 8 - в виде конической винтовой пружины (на чертеже не показано). При этом винтовые поверхности пружин демпфера покрыты слоем вибродемпфирующего материала.

В качестве вибродемпфирующего материала, покрывающего внешние поверхности цилиндрической и конической винтовых пружин цилиндроконического демпфера 9, применяется вибродемпфирующая мастика типа «ВД-17».