Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРОИЗОЛЯТОР СТАРЕЕВОЙ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ

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 виброизолятор по патенту РФ №2279584, 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 в резонансном режиме.

Это достигается тем, что в виброизоляторе для оборудования, содержащим 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, упругий элемент выполнен комбинированным, состоящим, по крайней мере, из двух частей, одна из которых верхняя выполнена в виде винтовой пружины, а другая - нижняя выполнена из эластомера, например резины, или полиуретана, при этом жесткость верхней части упругого элемента высотой С в два раза больше жесткости нижней части упругого элемента высотой Е, а отношение ширины виброизолятора L к ширине планки D, на которую опирается опорный элемент оборудования, находится в оптимальном соотношении величин: L/D=В/Т=3…7, где В - высота виброизолятора, Т - расстояние планки до основания в нагруженном состоянии, а верхняя часть упругого комбинированного элемента выполнена в виде пружины со встроенным демпфером, содержащей цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез виброизолятора, на фиг. 2 - пружина со встроенным демпфером.

Виброизолятор для оборудования содержит корпус 1 и упругий элемент, взаимодействующий с оборудованием. Корпус 1 выполнен в виде двух связанных между собой уголков 2, верхняя из полок которых жестко связана со штырем 4, входящим в отверстие 7, выполненное в упругом элементе 5, и опирается на упругий элемент, состоящий из двух последовательно соединенных частей с разной жесткостью, а на планку 3, связывающую уголки в нижней части свободных полок, перпендикулярно их поверхностям, опирается опорный элемент оборудования (на чертеже не показан).

Упругий элемент выполнен комбинированным, состоящим, по крайней мере, из двух частей, одна из которых верхняя выполнена в виде винтовой пружины 5, а другая - нижняя выполнена из эластомера 6, например резины, или полиуретана.

Жесткость верхней части 5 упругого элемента высотой С в два раза больше жесткости нижней части упругого элемента 6 высотой Е, а отношение ширины виброизолятора L к ширине планки D, на которую опирается опорный элемент оборудования, находится в оптимальном соотношении величин: L/D=В/Т=3…7, где В - высота виброизолятора, Т - расстояние планки до основания в нагруженном состоянии.

Верхняя часть 5 упругого комбинированного элемента выполнена в виде пружины со встроенным демпфером (фиг. 2) содержащей цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 11 и 12 со встречно направленными концами 14 и 13 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 9 и 10 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.

Первая часть винтовой пружины 11 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 12 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 14 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 13, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 10, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).

В полости второй части 12 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 11 пружины, зазоры 15 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 11 и 12 пружины.

Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 15 сегментного профиля контактирующих частей 11 и 12 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 13 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (на чертеже не показана) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 15 сегментного профиля контактирующих частей 11 и 12 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».

Первую часть 11 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 16 из демпфирующего материала, например полиуретана, которая создает в системе виброзащиты трение, величина которого повышается при подходе системы к резонансному режиму, что и является аналогом демпфера «сухого трения».

Пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.

Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 9 и 10 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.

Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х, У, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе и при различных условиях работы.

Виброизолятор для оборудования работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта упругий элемент 5 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения упругого элемента, что дает ему определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости.