Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРОИЗОЛЯТОР ПРУЖИННЫЙ КОЧЕТОВА

Виброизолятор относится к средствам защиты человека-оператора от вредного влияния вибрации и может быть использован в различного рода машинах и механизмах, в частности в станкостроительной промышленности, текстильной и легкой промышленности, сельском хозяйстве, в приборостроении, в транспортном машиностроении.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пружинный виброизолятор с маятниковым подвесом по патенту РФ №2269699 (прототип), содержащий винтовую цилиндрическую пружину, нижний торец которой опирается на верхний фланец корпуса и взаимодействующую с маятниковым механизмом, который 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.

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

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.

Это достигается тем, что в виброизоляторе, содержащем корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом, корпус жестко связан с основанием, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упругодемпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндроконическим отверстием, выполняющий функции нижнего ограничителя хода упругого элемента, ось которой перпендикулярна основанию, при этом упругий элемент взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан и верхнюю охватывающую его крышку, которая жестко соединена с осесимметричной ему резьбовой втулкой, а на крышке закреплен верхний ограничитель хода упругого элемента, выполненный в виде цилиндрической втулки, охватывающей сверху крышку, при этом верхний ограничитель служит верхним упругодемпфирующим элементом и выполнен из эластомера, а в резьбовой втулке закреплен винт для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом, при этом корпус в верхней части соединен с крышкой, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону виброизолируемого объекта, закреплен упругий ограничитель динамического хода объекта, выполненный из эластомера, а в крышке, перпендикулярно ее оси, выполнено отверстие для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола, упругий элемент выполнен комбинированным тарельчатого типа, причем комбинированный упругий элемент выполнен тарельчатого типа и содержит каркас, который состоит из нижней и верхней частей, при этом нижняя часть каркаса состоит из основания, выполненного в виде диска с кольцевой внутренней проточкой, в которой размещено нижнее упругое кольцо упругого элемента тарельчатого типа, а верхняя часть каркаса выполнена в виде крышки, представляющей собой диск с центральной кольцевой выемкой и жестко связанной посредством, например, винтов с верхним упругим кольцом упругого элемента тарельчатого типа, причем в центральной кольцевой выемке крышки размещен слой вибродемпфирующего материала, например, из полиуретана, на котором фиксируется установочная плита для крепления виброизолируемого объекта, или упругий элемент тарельчатого типа содержит по крайней мере два плоских упругих соосно расположенных кольца, верхнее и нижнее, соединенных между собой посредством по крайней мере трех упругих плоских пластин, расположенных наклонно по отношению к оси колец, причем верхнее кольцо соединено с крышкой, а к нижней части нижнего кольца прикреплено кольцо из фрикционного материала для создания сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе, а плоские упругие пластины расположены между выемками, упругий элемент тарельчатого типа содержит по крайней мере одну цилиндрическую винтовую пружину, расположенную между нижней поверхностью крышки и кольцом, витки цилиндрической винтовой пружины упругого элемента тарельчатого типа покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

На фиг. 1 изображен фронтальный разрез виброизолятора, на фиг. 2 - схема комбинированного упругого элемента тарельчатого типа, на фиг.3 - вид сверху на тарельчатый упругий элемент со снятым каркасом.

Виброизолятор пружинный содержит корпус 8 (фиг. 1), жестко связанный с основанием 1, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упругодемпфирующий элемент 4 из эластомера с осевым цилиндроконическим отверстием 2, выполняющий функции нижнего ограничителя хода комбинированного упругого элемента 12.

Упругий элемент 12 виброизолятора выполнен комбинированным (фиг. 2), ось которого перпендикулярна основанию 1. Он взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан 13 и верхнюю охватывающую его крышку 9, которая жестко соединена с осесимметричной комбинированному упругому элементу 12 резьбовой втулкой 6. На крышке 9 закреплен верхний ограничитель хода комбинированного упругого элемента 12, выполненный в виде цилиндрической втулки 5, охватывающей сверху крышку 9. Верхний ограничитель служит верхним упругодемпфирующим элементом и выполнен из эластомера. В резьбовой втулке 6 закреплен винт 7 для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом (на чертеже не показано). Корпус 8 в верхней части соединен с крышкой 10, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону виброизолируемого объекта, закреплен упругий ограничитель 11 динамического хода объекта, выполненный из эластомера. В крышке 10, перпендикулярно ее оси, выполнено отверстие 3 для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола.

Комбинированный упругий элемент 12 выполнен тарельчатым и содержит каркас (фиг. 2), в котором установлен упругий элемент тарельчатого типа. Каркас состоит из нижней и верхней частей. Нижняя часть каркаса состоит из основания 23, выполненного в виде диска с кольцевой внутренней проточкой 24, в которой размещено нижнее упругое кольцо 14 упругого элемента тарельчатого типа. Верхняя часть каркаса выполнена в виде крышки 17, представляющей собой диск с центральной кольцевой выемкой и жестко связанной посредством, например, винтов 21 с верхним упругим кольцом 15 (фиг. 2) упругого элемента тарельчатого типа. В центральной кольцевой выемке крышки 17 размещен слой вибродемпфирующего материала 19, например, из полиуретана, на котором фиксируется установочная плита 20 для крепления виброизолируемого объекта (на чертеже не показано).

Упругий элемент тарельчатого типа (фиг. 3) содержит по крайней мере два плоских упругих соосно расположенных кольца, верхнее 15 и нижнее 14, соединенных между собой посредством по крайней мере трех упругих плоских пластин 16, расположенных наклонно по отношению к оси колец, причем пластины, соединяющие верхнее и нижнее кольца, могут быть выполнены в виде упругих стержней круглого или квадратного профиля (на чертеже не показано). Верхнее кольцо 15 соединено с крышкой 17, а к нижней части нижнего кольца 14 прикреплено кольцо 22 из фрикционного материала для создания сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе. Плоские упругие пластины 16 расположены между выемками 18. Виброизолятор работает следующим образом.

При приложении статической нагрузки на объект он опускается вниз, сжимая пружину 12, которая воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на основание 1, установленное на межэтажном перекрытии здания или шасси транспортного средства (на чертеже не показано). Нелинейное демпфирование в системе осуществляется за счет наличия нижнего 4 и верхнего 5 ограничителей хода пружины 12, выполненных из эластомера. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного (с зазором) расположения нижнего опорного стакана 13 пружины 12 и верхней охватывающей пружину крышки 9.

При приложении динамической нагрузки со стороны объекта, например работающего оборудования, вибрация гасится пружиной 12 и упругодемпфирующими элементами 4 и 5, жесткость которых рассчитывается на работу сложной системы «перекрытие-упругие элементы-объект» в зарезонансном режиме.

Упругий элемент тарельчатого типа может содержать по крайней мере одну цилиндрическую винтовую пружину 25 (фиг. 2), расположенную между нижней поверхностью крышки 17 и кольцом 22.

Возможен вариант, когда витки цилиндрической винтовой пружины 25 упругого элемента тарельчатого типа покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Виброизолятор пружинный работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показано), фиксируемого на установочной плите 20, обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов за счет плоских упругих пластин 16. Слой вибродемпфирующего материала 19, который размещен в центральной кольцевой выемке крышки 17 и выполнен, например, из полиуретана, увеличивает демпфирование виброизолируемого объекта на высоких частотах, а кольцо 22 из фрикционного материала способствует созданию сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе на резонансе.

Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано для защиты как оборудования, так и оператора, при простоте в обслуживании и надежности конструкции в эксплуатации.

Возможен вариант, когда к нижней части нижнего кольца 14 упругого элемента тарельчатого типа прикреплено кольцо 22 из спеченного фрикционного материала на основе меди, который содержит цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное. Это позволяет повысить эффект создания сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе.