Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРОИЗОЛИРОВАННАЯ ПЛОЩАДКА ОПЕРАТОРА

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, грузов, а также для защиты от вибрации человека-оператора.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолированная площадка по патенту РФ №2277650, F16F 13/02 (прототип), содержащая корпус и упругие элементы корпус выполнен в виде верхней и нижней прямоугольных плит, между которыми размещены упругие элементы разной жесткости, причем цилиндрические винтовые упругие элементы закреплены посредством не менее трех штифтов к обеим плитам, а резиновые упругие элементы закреплены на нижней плите таким образом, что образуют замкнутый контур по периметру нижней плиты и один упругий элемент установлен по центру нижней плиты во всю длину до соседних упругих элементов, причем все резиновые упругие элементы имеют разную высоту.

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции из-за отсутствия равночастотных свойств упругих элементов и демпфирования на резонансе.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.

Это достигается тем, что в виброизолированной площадке оператора, содержащей корпус и упругие элементы, корпус выполнен в виде верхней и нижней прямоугольных плит, между которыми размещены упругие элементы разной жесткости, причем цилиндрические винтовые упругие элементы закреплены посредством не менее трех штифтов к обеим плитам, а резиновые упругие элементы закреплены на нижней плите таким образом, что образуют замкнутый контур по периметру нижней плиты и один упругий элемент установлен по центру нижней плиты во всю длину до соседних упругих элементов, причем все резиновые упругие элементы имеют разную высоту, а каждый из цилиндрических винтовых упругих элементов выполнен 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 А-А виброизолированной площадки, на фиг. 2 - горизонтальный разрез вида сверху, на фиг. 3 - пружина со встроенным демпфером.

Виброизолированная площадка оператора содержит корпус, выполненный в виде верхней 1 и нижней 3 прямоугольных плит, между которыми размещены упругие элементы 4, 5, 6, 7, 8, 9 разной жесткости, причем цилиндрические винтовые упругие элементы 4 закреплены посредством не менее трех штифтов 2 и 10 каждый соответственно к обеим прямоугольным плитам: верхней 1 и нижней 3, а резиновые упругие элементы 5 и 7 закреплены на нижней плите 3 таким образом, что образуют замкнутый контур по периметру нижней плиты, а один упругий элемент 6 установлен по центру нижней плиты во всю длину до соседних упругих элементов 7, причем все резиновые упругие элементы имеют разную высоту для компенсации различного веса виброизолируемого объекта, что позволяет системе виброизоляции обеспечить равночастотные свойства.

Каждый из цилиндрических винтовых упругих элементов 4 выполнен в виде пружины со встроенным демпфером (фиг. 3), содержащей цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 13 и 14 со встречно направленными концами 16 и 15 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 11 и 12 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.

Первая часть винтовой пружины 13 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 14 пружины выполнена полой, например, круглого сечения, при этом встречно направленный конец 16 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 15, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 12, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).

В полости второй части 14 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 13 пружины, зазоры 17 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 13 и 14 пружины.

Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 15 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 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».

Первую часть 13 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 18 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».

Виброизолированная площадка оператора работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта винтовые упругие элементы 4 и упругие резиновые элементы 5, 6, 7, 8, 9 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий.

Пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.

Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 11 и 12 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.

Возможен вариант, когда в качестве антифрикционной смазки контактирующих частей 13 и 14 пружины со встроенным демпфером, используется смазка для узлов трения, содержащая минеральное масло и смазочную присадку, содержащую 3,9-бис(п-фторфенил)-2,4,8,10-тетраоксаспиро(5,5)ундекан при следующем соотношении компонентов, мас. %: