Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРОИЗОЛЯТОР С МАЯТНИКОВЫМ ПОДВЕСОМ

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 №2269699, F16F 15/06, 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 элемент расположен между верхним фланцем пружины и опорной шайбой, а нижний - между опорной шайбой и плитой, на которой крепится виброизолируемое оборудование, причем жесткость резиновых упругих элементов маятникового механизма больше жесткости пружины (прототип).

Недостатком известного устройства является сложность шарнирного элемента и недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме и упрощение конструкции и монтажа.

Это достигается тем, что в виброизоляторе с маятниковым подвесом, содержащим винтовую 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, пружина выполнена со встроенным демпфером, содержащая 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 виброизолятор с маятниковым подвесом, фронтальный разрез, на фиг. 2 - пружина со встроенным демпфером, продольный разрез.

Виброизолятор с маятниковым подвесом 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, опирающимися на резиновые упругие элементы 6, выполняющими функции упругого шарнира. Причем верхний упругий элемент 6 расположен между фланцем 2 и опорной шайбой 4, а нижний - между опорной шайбой и плитой 9, на которой крепится виброизолируемое оборудование. Для защиты пружины от поломки и обеспечения безопасности обслуживающего персонала предусмотрен защитный кожух 7.

Пружина 8 выполнена со встроенным демпфером (фиг. 2) и содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 12 и 13 со встречно направленными концами 15 и 14 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 10 и 11 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.

Первая часть винтовой пружины 12 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 13 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 15 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 14, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 11, загерметизирован, например при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).

В полости второй части 13 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 12 пружины, зазоры 16 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 12 и 13 пружины.

Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 16 сегментного профиля контактирующих частей 12 и 13 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 14 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 16 сегментного профиля контактирующих частей 12 и 13 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».

Первую часть 12 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 17 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».

Виброизолятор 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 обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям и поворотные вокруг осей).

Пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.

Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 10 и 11 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. %: 3,9-бис(п-фторфенил)-2,4,8,10-тетраоксаспиро(5,5)ундекан - 0,5-0.75; минеральное масло - 99,25-99,5.