Результат интеллектуальной деятельности: ДЕМПФЕР СУХОГО ТРЕНИЯ

Изобретение относится к средствам защиты от вибраций.

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 демпфере сухого трения, содержащим корпус и размещенный в нем поршень, корпус выполнен в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень, состоящий из параллельных между собой, и соосных корпусу верхнего и нижнего дисков, жестко соединенных между собой осесимметричным стержнем, причем диски установлены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между ними расположен фрикционный материал, выбираемый в зависимости от требуемого коэффициента трения, а в нижнюю поверхность нижнего диска упирается пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса демпфера, причем полость между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например элементами сетчатой структуры, при этом плотность элементов сетчатой структуры находится в оптимальном интервале величин 1,2…2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09…0,15 мм, при этом верхняя поверхность верхнего диска поршня демпфера упирается в нижнюю поверхность упругого элемента, например тарельчатого типа, что обеспечивает возможность их взаимного перемещения, а силовое замыкание упругого элемента с демпфером обеспечивается посредством пружины, расположенной в нижней части поршня, а для фиксации поршня в корпусе демпфера предусмотрен стопорный элемент, выполненный, например, в виде стопорного кольца, фиксируемого в канавке внутренней поверхности цилиндра корпуса, при этом стопорный элемент контактирует с верхней поверхностью верхнего диска поршня, удерживая поршень в исходном состоянии.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого демпфера сухого трения, на фиг. 2 - вариант выполнения упругого элемента 9, расположенного в нижней части поршня демпфера сухого трения.

Демпфер сухого трения содержит корпус, выполненный в виде цилиндра 3 с днищем 2, в котором расположен поршень, состоящий из параллельных между собой, и соосных корпусу верхнего 4 и нижнего 5 дисков, жестко соединенных между собой осесимметричным стержнем 6. Причем диски 4 и 5 установлены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между ними расположен фрикционный материал 7, например металлическая стружка, пластмассовые или металлические шарики, т.е. выбираемый в зависимости от требуемого коэффициента трения. В нижнюю поверхность нижнего диска упирается упругий элемент 9, расположенный между поршнем и днищем 4 корпуса демпфера, причем полость 8 между поршнем и днищем 2 корпуса, в которой расположен упругий элемент 9, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например песком, или шариками или элементами сетчатой структуры. При этом плотность элементов сетчатой структуры находится в оптимальном интервале величин 1,2…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. Верхняя поверхность верхнего диска 4 поршня демпфера упирается в нижнюю поверхность упругого элемента 11, например, тарельчатого типа, что обеспечивает возможность их взаимного перемещения, а силовое замыкание упругого элемента 11 с демпфером обеспечивается посредством упругого элемента 9, расположенного в нижней части поршня, при этом для фиксации поршня в корпусе демпфера сухого трения предусмотрен стопорный элемент 10, выполненный, например, в виде стопорного кольца, фиксируемого в канавке внутренней поверхности цилиндра 3 корпуса, при этом стопорный элемент 10 контактирует с верхней поверхностью верхнего диска 4 поршня, удерживая поршень в исходном состоянии.

Упругий элемент 9, расположенный в нижней части поршня демпфера сухого трения, осуществляющий силовое замыкание демпфера, может быть выполнен в виде винтовой конической равночастотной пружины (не показаны), витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Упругий элемент 9, расположенный в нижней части поршня демпфера сухого трения, осуществляющий силовое замыкание, может быть выполнен в виде рессорной равночастотной пружины (на чертеже не показаны).

Упругий элемент 9, расположенный в нижней части поршня демпфера сухого трения, осуществляющий силовое замыкание, может быть выполнен в виде тарельчатой пружины, покрытой вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном (на чертеже не показано).

Демпфер сухого трения работает следующим образом.

Днище 2 корпуса, в котором расположен поршень, закрепляется на основании 1, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта 12.

При колебаниях вибрирующего объекта 12, установленного на упругом элементе 11, обеспечивается пространственная виброзащита основания 1 и защита его от ударов. Причем жесткость упругого элемента 11, за счет его конструктивного исполнения, может быть подобрана в любом требуемом диапазоне сочетания по главным осям вибрации, например, большей в горизонтальном направлении, нежели в вертикальном, и наоборот, и т.д. во всех сочетаниях как линейных, так и угловых колебаний.

Демпфер сухого трения способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций, и повышает эффективность виброзащиты на резонансе. Кроме того, горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения упругого элемента 11 относительно поршня демпфера, что в целом обеспечивает вибрирующему объекту 12 определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости.

Возможен вариант (фиг. 2), когда упругий элемент, расположенный в нижней части поршня демпфера сухого трения, и осуществляющий силовое замыкание, выполнен в виде, по крайней мере, трех упругих элементов, равномерно расположенных в нижней части поршня демпфера между нижним 5 диском поршня и днищем 2 корпуса демпфера, причем полость 8 между поршнем и днищем 2 корпуса, в которой расположены упругие элементы 9, заполнена элементами сетчатой структуры.

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