Результат интеллектуальной деятельности: РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции текстильных машин, в том числе ткацких станков.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2578419, 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.

Это достигается тем, что в резинометаллическом виброизоляторе, выполненном в виде каркаса с параллельно соединенными упругодемпфирующими элементами: левым, выполненным в виде демпфера, и правым - в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, при этом упругодемпфирующие элементы имеют одинаковую жесткость и установлены на общем основании, а каркас виброизолятора выполнен в виде двух связанных между собой в нижней части уголков посредством горизонтальной планки, на которую через вибродемпфирующую прокладку установлен опорный элемент текстильной машины, причем левый и правый упругодемпфирующие элементы установлены на общем основании виброизолятора через дополнительные вибродемпфирующие элементы, при этом левый упругодемпфирующий элемент, выполненный в виде демпфера, содержит корпус и размещенный в нем поршень, корпус выполнен в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень, выполненный в виде стакана с параллельными между собой и соосными корпусу верхним и нижним буртиками, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками расположен фрикционный материал, а в нижнюю поверхность поршня упирается пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, причем полость между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, а верхняя поверхность верхнего буртика поршня упирается в упругое кольцо, соединенное со стопорным элементом, выполненным, например, в виде стопорного кольца, фиксируемого в канавке внутренней поверхности цилиндра корпуса, при этом стопорный элемент через упругое кольцо контактирует с верхней поверхностью верхнего буртика поршня, удерживая его в исходном состоянии, а в качестве фрикционного материала, расположенного между буртиками поршня, используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий 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÷42,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное, а пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

На фиг.1 представлен фронтальный разрез виброизолятора рессорного типа, на фиг. 2 - вариант выполнения правого упругодемпфирующего элемента 6.

Резинометаллический виброизолятор выполнен в виде каркаса с параллельно соединенными упругодемпфирующими элементами: левым 5, выполненным в виде демпфера, и правым 6 - в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном. Упругодемпфирующие элементы 5 и 6 имеют одинаковую жесткость и установлены на общем основании 8. Каркас виброизолятора для текстильных машин выполнен в виде двух связанных между собой в нижней части уголков 1 и 2 посредством горизонтальной планки 3, на которую через вибродемпфирующую прокладку 4 установлен опорный элемент 7 текстильной машины (на чертеже не показана).

При этом левый 5 упругодемпфирующий элемент, выполненный в виде демпфера, установлен на общем основании 8 через дополнительный вибродемпфирующий элемент 10, а и правый 6, выполненный в виде цилиндрической винтовой пружины, установлен на общем основании 8 через дополнительный вибродемпфирующий элемент 9.

Левый упругодемпфирующий элемент 5 (см. в плоскости чертежа слева) представляет собой демпфер, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндра 11 с днищем 12, в котором расположен поршень 13, выполненный в виде стакана с параллельными между собой и соосными корпусу верхним 14 и нижним 15 буртиками и проточкой 16, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками, в проточке 16, расположен фрикционный материал, например металлическая стружка, пластмассовые или металлические шарики, т.е. выбираемый в зависимости от требуемого коэффициента трения. В нижнюю поверхность поршня упирается пружина 19, расположенная между поршнем 13 и днищем 12 корпуса демпфера, причем полость 18 между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина 19, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например, в виде крошки из вибродемпфирующего материала.

Верхняя поверхность верхнего буртика 14 поршня 13 упирается в упругое кольцо 20, соединенное со стопорным кольцом, фиксирующим его в канавке внутренней поверхности цилиндра 11, которое предназначено для фиксации поршня 13 в корпусе демпфера. На поршне 13 закреплена платформа 17 для соединения демпфера с колеблющимся объектом (на чертеже не показан). В качестве фрикционного материала с более высоким коэффициентом трения, расположенного в полости 8 между поршнем 13 и днищем 12 корпуса, в которой расположена пружина 19, используется например, песок, шарики из полиуретана, элементы сетчатой структуры, плотность элементов сетчатой структуры находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см³ … 2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм … 0,15 мм.

Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала, расположенного в проточке 16 между буртиками 14 и 15 поршня 13, используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий 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.

Демпфер работает следующим образом.

Днище 12 корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 13, устанавливается на основании, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта, закрепленного на платформе 17. При колебаниях вибрирующего объекта (на чертеже не показан), установленного на платформе 17, обеспечивается пространственная виброзащита основания и защита его от ударов. Демпфер способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций за счет комбинированного демпфирования, и повышает эффективность виброзащиты на резонансе за счет фрикционного материала, расположенного между буртиками 14 и 15 поршня, а также за счет элементов сетчатой структуры, расположенных в полости 18 между поршнем и днищем 12 корпуса, в которой расположена пружина 19. Возможен вариант, когда пружина 19, расположенная между поршнем и днищем 12 корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Правый упругодемпфирующий элемент 6 (см. в плоскости чертежа справа) выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Резинометаллический виброизолятор работает следующим образом.

Виброизолируемый объект (текстильная машина) устанавливается на горизонтальной планке 3 каркаса через вибродемпфирующую прокладку 4 и опорный элемент 7. При колебаниях виброизолируемого объекта, установленного на горизонтальной планке 3 каркаса, обеспечивается его пространственная виброзащита и защита от ударов. Выполнение упругодемпфирующего элемента 5 в виде демпфера способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций за счет комбинированного демпфирования и повышает эффективность виброзащиты на резонансе, а цилиндрическая винтовая пружина, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, позволяет обеспечить дополнительное демпфирование системы виброизоляции в целом.

Возможен вариант, когда правый упругодемпфирующий элемент 6 (фиг. 2) выполнен в виде резинометаллического виброизолятора и содержит корпус, выполненный в виде основания, содержащего нижнюю плиту 27 с центральным отверстием 33, боковую цилиндрическую или коническую стенку 25 с отверстиями 26 и жестко связанное со стенкой тарельчатое кольцо 34. Крышка выполнена из верхней цилиндрической части 21 и двух связанных с ней конических частей 22 и 23, причем крышка в верхней части соединена с центральной втулкой 32, имеющей цилиндрическое отверстие 31 и резьбовое 30, а в нижней части втулка 32 имеет буртик 29 с конической поверхностью. Упругий элемент состоит по меньшей мере из двух тарельчатых колец 24 и 28 из эластомера, внутренняя поверхность которых взаимодействует с центральной втулкой 32, а внешняя - с поверхностями крышки 23 и основания 34.

Отношение жесткости C₁ верхнего упругого элемента 24 в вертикальном направлении к жесткости С₂ нижнего упругого элемента 28 находится в оптимальном соотношении величин: С₁/С₂=0,5…0,9.

Виброизолятор работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показано), установленного на шпильке, ввернутой в резьбовое отверстие 30 центральной втулки 32, упругие элементы 24 и 28 воспринимают вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий или борт летательного аппарата или мобильного транспортного средства. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения упругого элемента, что дает ему определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости. Выполнение профиля боковых поверхностей упругого элемента коническими позволяет обеспечить равнопрочность и экономичность резины (эластомера).

Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано во многих отраслях промышленности.