Результат интеллектуальной деятельности: ВИБРОИЗОЛЯТОР РЕССОРНЫЙ С ДЕМПФЕРОМ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты технологического оборудования от воздействия вибрации.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор рессорного типа, содержащий основание, стойку, упругие элементы рессорного типа и опорные узлы по патенту РФ №2279591, (прототип).

Недостатком работы известного устройства является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции из-за сравнительно большой жесткости рессор, состоящих из двух частей.

Технический результат изобретения - повышение эффективности виброизоляции.

Это достигается тем, что в виброизоляторе рессорном с демпфером, содержащим основание, стойку, упругие элементы рессорного типа и опорный узел, основание выполнено в виде двух параллельных уголков, жестко соединенных между собой со стороны, противоположной опорному узлу, посредством упорной плиты, к которой крепится упругий элемент рессорного типа посредством крышки с помощью, по крайней мере двух винтов, расположенных по ширине упругого элемента, причем ширина упругого элемента рессорного типа меньше ширины основания, а опорный узел выполнен в виде стержня с резьбовым концом, фиксирующим виброизолируемый объект, и имеющим полусферическую головку для контакта с конической поверхностью в упругом элементе, причем опорный узел фиксируется на упругом элементе с помощью винта, ввернутого в полусферическую головку стержня, а между основанием и упругим элементом рессорного типа размещено демпфирующее устройство.

На фиг. 1 изображен фронтальный разрез виброизолятора рессорного с демпфером, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - демпфирующее устройство 10.

Виброизолятор рессорный с демпфером содержит основание 1 (фиг. 1, фиг. 2), выполненное в виде двух параллельных уголков, жестко соединенных между собой со стороны, противоположной опорному узлу 6, посредством упорной плиты 4, к которой крепится упругий элемент 2 рессорного типа посредством крышки 3 с помощью, по крайней мере двух винтов 5, расположенных по ширине упругого элемента 2, при этом ширина упругого элемента 2 рессорного типа меньше ширины основания 1. Опорный узел 6 содержит стержень 8 с резьбовым концом, фиксирующим виброизолируемый объект посредством гайки, и имеющим полусферическую головку 9 для контакта с конической поверхностью в упругом элементе 2. Опорный узел 6 фиксируется на упругом элементе 2 с помощью винта 7, ввернутого в полусферическую головку 9 стержня 8. Для повышения демпфирующей способности системы виброизоляции в целом между основанием 1 и упругим элементом 2 рессорного типа размещено демпфирующее устройство 10 (фиг. 3).

Виброизолятор рессорный с демпфером работает следующим образом.

При вынужденных колебаниях виброизолируемого объекта, устанавливаемого на опорный узел 6, возникает динамическая реакция, которая гасится упругим элементом 2 рессорного типа, который одновременно является направляющим устройством при вертикальных перемещениях виброизолируемого объекта. Горизонтальная составляющая, возникающая при работе упругого элемента 2 рессорного типа компенсируется в опорном узле полусферической головкой 9 стержня 8, обеспечивающим пространственную виброизоляцию на высоких частотах. Регулировка высоты виброизолируемого объекта производится за счет стержня 8 с резьбовым концом, содержащим упорную гайку и контргайку.

Фиксация опорного узла на упругом элементе 2 осуществляется посредством винта 7, являющегося также ограничительным упором при больших амплитудах колебаний.

Предложенная конструкция виброизолятора рессорного является эффективной за счет возможности гашения колебаний по всем направлениям.

Возможен вариант (фиг. 3), когда демпфирующее устройство 10 выполнено в виде пружины с сетчатым демпфером.

Демпфирующее устройство 10 содержит корпус, выполненный в виде верхней и нижней нажимных шайб 11 и 17 с буртиками 15 и резьбовыми отверстиями 16, между которыми закреплена цилиндрическая винтовая пружина 14. Нажимные шайбы 11 и 17 выполнены с винтовой нарезкой, в которую входят витки пружины, поджимаемые плоскими шайбами 12 и 18 через винты 19. Внутри пружины 14, соосно и коаксиально ей, размещен сетчатый демпфер 13, выполненный в виде цилиндрической втулки из объемного сетчатого переплетения, и размещенного внутри нее демпферного устройства 20 сухого трения, регулирующего коэффициент трения в зависимости от прикладываемой вибрационной нагрузки.

Демпферное устройство 20 состоит из гильзы 21, выполненной из жесткого упруго-демпфирующего материала, например типа «Агат», в центрально части которой, по ее внутреннему диаметру закреплено профильное демпфирующее кольцо 24, выполненное из эластомера, например литьевого полиуретана. Кольцо 24 имеет профиль сечения в виде двух оппозитно расположенных поверхностей усеченного конуса, сходящихся в центральной части кольца 24 своими основаниями меньшего диаметра. Над поверхностями больших оснований конических поверхностей кольца 24 расположены диски 22 и 23, закрепленные посредством штоков 25 и 26 в резьбовых отверстиях 16 соответственно верхней и нижней нажимных шайб 11 и 17.

Возможен вариант, когда между дисками 22 и 23 демпферного устройства 20, закрепленными посредством штоков 25 и 26 в резьбовых отверстиях 16 соответственно верхней 11 и нижней 17 нажимных шайб, внутри профильного демпфирующего кольца 24, расположен дополнительный демпфирующий элемент 27.

Сетчатый демпфер 13 имеет одинаковую высоту h с частью цилиндрической винтовой пружины 14, расположенной между нажимными шайбами 11 и 17, причем отношение наружного диаметра D сетчатого демпфера 3 к его высоте h, находится в оптимальном интервале величин D/h=0,73…1,05.

Отношение среднего диаметра D₁ пружинного элемента к диаметру его проволоки d находится в оптимальном интервале величин D₁/d=6,5…13,6. Отношение наружного диаметра корпуса С к его высоте А находится в оптимальном интервале величин С/А=0,68…0,88.

Возможен вариант, когда дополнительный демпфирующий элемент 27, расположенный между дисками демпферного устройства 20, закрепленными посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб, выполнен по форме поверхности, эквидистантной поверхности профильного демпфирующего кольца 24, расположенного в центрально части гильзы 21 по ее внутреннему диаметру, а в соприкасающиеся эквидистантные поверхности помещена фрикционная смазка.

Пружина с сетчатым демпфером работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта, который крепится на одной из нажимных шайб 11 и 17 (на чертеже не показано) цилиндрическая винтовая пружина 14 и сетчатый демпфер 13 воспринимают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов. Варьируя плотностью сетчатой структуры сетчатого демпфера 13, можно осуществлять в определенных пределах настройку резонансной частоты виброизолятора. Размещенное внутри него демпферное устройство 20 сухого трения, позволяющее регулировать коэффициент трения в зависимости от прикладываемой вибрационной нагрузки повышает эффективность виброизоляции в резонансном режиме за счет комплексного демпфирования, которое осуществляется за счет наличия объемных поверхностей трения втулок, выполненных из объемного сетчатого переплетения, упруго-демпфирующего материала, например литьевого полиуретана, а также позволяет гасить ударные нагрузки на систему виброзащиты. Дополнительный демпфирующий элемент 27 увеличивает демпфирование на резонансе и повышает тем самым эффективность виброизоляции системы в целом.

Возможен вариант, когда между верхней и нижней нажимными шайбами 11 и 17 и дополнительным демпфирующим элементом 13 установлены дополнительные упругие элементы, предотвращающие резонансные явления дополнительного демпфирующего элемента 13 (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда фрикционная смазка между эквидистантными поверхностями профильного демпфирующего кольца 24, расположенного в центрально части гильзы 21 по ее внутреннему диаметру и дополнительного демпфирующего элемента 27, расположенного между дисками 22 и 23 демпферного устройства, закрепленными посредством штоков в резьбовых отверстиях соответственно верхней и нижней нажимных шайб, выполнена из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас. %: