Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРОИЗОЛЯТОР КОЧЕТОВА ПОДВЕСНОГО ТИПА

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам защиты межэтажных перекрытий зданий и сооружений от вибраций, генерируемых установленным на нем оборудовании, и может быть применено для установки, например, ткацких станков на межэтажных перекрытиях реконструируемых зданий текстильных предприятий.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по авторскому свидетельству СССР №1462044 (прототип), содержащий упругий элемент, крышку, основание и систему регулирования жесткости упругого элемента, система регулирования жесткости упругого элемента выполнена в виде гибкой связи, один конец которой предназначен для закрепления на объекте, а другой установлен на крышке с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации, при этом на крышке выполнены направляющие, в которых размещена ползушка, в которой закреплен другой конец гибкой связи.

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 подвесного типа, содержащем упругий элемент, крышку, основание и систему регулирования жесткости упругого элемента, система регулирования жесткости упругого элемента выполнена в виде гибкой связи, один конец которой предназначен для закрепления на объекте, а другой установлен на крышке с возможностью перемещения вдоль нее и фиксации, при этом на крышке выполнены направляющие, в которых размещена ползушка, в которой закреплен другой конец гибкой связи, а упругий элемент выполнен в виде вибродемпфирующей пружины.

На фиг. 1 представлен виброизолятор, продольный разрез, на фиг. 2 - вариант крепления гибкой связи к ползушке, на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2, на фиг. 4 - вариант выполнения упругого элемента 2 в виде вибродемпфирующей пружины.

Виброизолятор содержит основание 1, на котором установлены упругий элемент 2, испытывающий внецентренное приложение нагрузки, крышку 3 и систему регулирования жесткости упругого элемента 2, состоящую из гибкой связи 4, один конец которой предназначен для закрепления на объекте 5, а другой продет сквозь отверстия 6, выполненные в крышке 3, и закреплен на основании 1. Возможен вариант крепления гибкой связи 4 к одному из отверстий 6 без охвата крышки 3 гибкой связью 4. Система регулирования жесткости упругого элемента (фиг. 2) состоит из ползушки 7, которая перемещается в направляющих 8 и фиксируется на крышке 3 в требуемом положении винтами 9.

Виброизолятор работает следующим образом.

Снижение динамической нагрузки на основание 1 происходит при помощи упругого элемента 2, который испытывает внецентренное приложение нагрузки, что позволяет снизить собственную частоту объекта на виброизоляторах и улучшить качество виброзащиты. Упругий элемент 2 при этом испытывает деформации изгиба по типу балки, защемленной с одного конца, т.е. гибкая связь 4 поворачивает крышку 3 относительно оси упругого элемента, причем момент скручивания тем больше, чем больше плечо рычага, определяемое расстоянием от оси пружины до точки приложения нагрузки. Для этого служат отверстия 6, сквозь которые проходит гибкая связь 4. Кроме того, изменение плеча можно осуществить путем перемещения ползушки 7 в направляющих 8, выполненных в крышке 3, которая фиксируется на крышке в требуемом положении винтами 9 посредством крюка 10.

Вибродемпфирующая пружина (фиг. 4) содержит корпус 11, выполненный из винтовой, пустотелой и упругой стальной трубки, внутри которой коаксиально и осесимметрично установлена с зазором, по крайней мере, одна дополнительная упругая стальная трубка 13, а в зазорах между трубками расположен, по крайней мере, один фрикционный элемент 12, например из полиэтилена, обладающего высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению со сталью. При этом поверхности корпуса 11, дополнительной упругой стальной трубки 13 соприкасаются с поверхностями фрикционных элементов 12 и 14, а их оси совпадает с осью витков корпуса. Центрально, коаксиально и осесимметрично корпусу 11 расположен винтовой упругий стержень 15, который может быть выполнен так же, как корпус и дополнительные упругие стальные трубки, полым, как показано на чертеже, либо сплошным (на чертеже не показано). Фрикционные элементы 12 и 14 могут быть выполнены трубчатыми, как показано на чертеже, при этом иметь либо сплошную структуру, например, из полиэтилена, как элемент 4, либо комбинированную, как элемент 12, например, из полиэтилена с вкраплениями гранул из вибродемпфирующего материала. Возможен вариант, когда фрикционный элемент выполнен в виде гранулированной засыпки из вибродемпфирующего материала (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда винтовой упругий стержень 15, выполнен в виде винтовой пружины с шагом, меньшим на 5÷10% шага винтовой линии корпуса 11, для создания натяга, обеспечивающего функциональное назначение фрикционных элементов 12 и 14.

Возможен вариант, когда фрикционный элемент выполнен в виде гранулированной засыпки 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.

Вибродемпфирующая пружина работает следующим образом.

При малых амплитудах колебаний, когда большое затухание нежелательно, рассеиваемая энергия за счет сухого трения между стальной трубкой и фрикционным элементом будет невелика. При больших амплитудах колебаний, особенно при резонансах, демпфирование увеличивается из-за относительного перемещения стальных трубок и фрикционного элемента. Во время длительной работы пружинного амортизатора с большими амплитудами затухание возрастает, так как фрикционный элемент при повышении температуры расширяется в замкнутом объеме в несколько раз больше, чем сталь, увеличивая тем самым давление на стенки стальных трубок, в результате чего возрастает сухое трение и колебания быстро прекращаются.

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.