Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ СИСТЕМА КОЧЕТОВА С РАВНОЧАСТОТНОЙ ПРУЖИНОЙ

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 (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 виброизолирующей системе с равночастотной пружиной, 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 Р₂ 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 P₁, и условию равночастотности: постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах, при этом на горизонтальной опорной платформе установлен виброизолируемый объект с переменной технологической массой, горизонтальная опорная платформа посредством крепежных элементов связана с опорным узлом, закрепленным на опорной пластине равночастотной пружины с помощью осесимметричного пружине регулировочного стержня, фиксирующей втулки, жестко соединенной с горизонтальной опорной платформой, при этом между стержнем и втулкой, жестко соединенной с горизонтальной опорной платформой, коаксиально размещен втулочный упругодемпфирующий элемент, а внутри равночастотной пружины осесимметрично и коаксиально размещено упругодемпфирующее устройство, нижняя часть которого закреплена на упругом основании равночастотной пружины, а верхняя - на опорной пластине, упругое основание, на котором закреплен нижний фланец равночастотной пружины виброизолирующей системы, выполнен комбинированным, состоящим из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев вибродемпфирующего материала, например твердых сортов вибродемпфирующих материалов, таких как пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», а под упругим основанием нижнего фланца равночастотной пружины, осесимметрично ей, размещен сетчатый демпфер, установленный на упругодемпфирующую прокладку из эластомера.

На фиг. 1 изображен общий вид виброизолирующей системы с равночастотной пружиной; на фиг. 2 - характеристика равночастотной пружины.

Виброизолирующая система с равночастотной пружиной (фиг. 1) содержит равночастотную пружину 3, нижний фланец которой 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≤Р_2,

_{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: v=const, т.е. постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах.

На горизонтальной опорной платформе 4 установлен виброизолируемый объект 10 с переменной технологической массой (например съем стружки с заготовки при металлообработке, уменьшение массы навоя в ткацком оборудовании и т.д.). Горизонтальная опорная платформа 4 посредством крепежных элементов 8, 9 и 11 связана с опорным узлом, закрепленным на опорной пластине 2 равночастотной пружины 3 с помощью осесимметричного пружине 3 регулировочного стержня 7, фиксирующей втулки 5, жестко соединенной с горизонтальной опорной платформой 4, при этом между стержнем 7 и втулкой 5, жестко соединенной с горизонтальной опорной платформой 4, коаксиально размещен втулочный упругодемпфирующий элемент 6. Внутри равночастотной пружины 3, осесимметрично и коаксиально размещено упругодемпфирующее устройство 12, выполненное, например, из эластомера, при этом его нижняя часть закреплена на упругом основании 1 равночастотной пружины, а верхняя - на опорной пластине 2.

Упругое основание 1, на котором закреплен нижний фланец равночастотной пружины 3 виброизолирующей системы, выполнено комбинированным (не показано), состоящим из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев вибродемпфирующего материала, например твердых сортов вибродемпфирующих материалов, таких как пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».

Под упругим основанием 1 нижнего фланца равночастотной пружины 3, осесимметрично ей, размещен сетчатый демпфер 13, установленный на упругодемпфирующую прокладку 14 из эластомера.

Виброизолирующая система с равночастотной пружиной 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 P₁ и Р₂ соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности.

Под действием нагрузки Р, удовлетворяющей условию P₁≤P≤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.

Демпфирование в системе виброизоляции обеспечивают: упругое основание 1 нижнего фланца равночастотной пружины 3, выполненное комбинированным, состоящим из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев вибродемпфирующего материала, а также сетчатый демпфер 13 и упругодемпфирующее устройство 14, размещенное внутри равночастотной пружины 3, осесимметрично и коаксиально ей.