Результат интеллектуальной деятельности: СДВОЕННАЯ ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к равночастотным виброизоляторам, применяемым для значительного снижения возникающих при эксплуатации различного оборудования, преимущественно с переменной массой, динамических нагрузок.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является равночастотный пружинный виброизолятор по а.с. СССР №299681 (прототип), содержащий основание, опорную пластину, расположенный между ними упругий элемент, выполненный в виде цилиндрической пружины, которая имеет переменный шаг, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках из заданного диапазона.

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

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.

Это достигается тем, что в сдвоенной виброизолирующей системе, содержащей основание, опорную платформу и расположенный между ними упругий элемент, выполненный в виде цилиндрической равночастотной пружины, имеющей переменный шаг t, обеспечивающий постоянство собственной частоты системы при любых нагрузках Р из заданного диапазона: P₁≤Р≤Р₂, за счет своей осадки δ:

где P₁ и Р₂ соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности; Р - нагрузка, удовлетворяющая условию P₁≤P≤Р₂;

δ₁ - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузке P₁, и условию равночастотности: постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах, система содержит, по крайней мере, два пружинных равночастотных виброизолятора с равночастотными пружинами, симметрично установленными относительно опорной платформы, при этом нижний фланец равночастотной пружины каждого виброизолятора закреплен на упругом основании, а верхний - на опорной пластине, а на опорной платформе, посредством крепежных элементов, закреплен виброизолируемый объект с переменной технологической массой, причем платформа с помощью вертикальных и горизонтальных рычагов связана с опорными узлами, закрепленными на опорной пластине каждого виброизолятора с помощью осесимметричных с равночастотными пружинами регулировочных стержней с гайками, жестко фиксирующими втулки, жестко соединенные с горизонтальными рычагами опорных узлов, при этом между стержнями и втулками, жестко соединенными с горизонтальными рычагами опорных узлов, коаксиально им, размещены втулочные упругодемпфирующие элементы, а внутри каждой равночастотной пружины, осесимметрично и коаксиально каждой из них, размещены упругодемпфирующие устройства, при этом их нижняя часть закреплена на упругом основании равночастотной пружины, а верхняя - на ее опорной пластине, при этом упругое основание, на котором закреплен нижний фланец равночастотной пружины виброизолирующей системы, выполнено комбинированным, состоящим из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев вибродемпфирующего материала, например твердых сортов вибродемпфирующих материалов, таких как пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», а под каждым упругим основанием нижнего фланца равночастотной пружины, осесимметрично ей, размещены сетчатые демпферы, установленные на упругодемпфирующие прокладки из эластомера.

На фиг. 1 изображен общий вид сдвоенной виброизолирующей системы; на фиг. 2 - характеристика равночастотной пружины.

Сдвоенная виброизолирующая система (фиг. 1) содержит, по крайней мере, два пружинных равночастотных виброизолятора с равночастотными пружинами 3, симметрично установленными относительно опорной платформы 6. Нижний фланец равночастотной пружины 3 каждого виброизолятора закреплен на упругом основании 1, а верхний - на опорной пластине 2, при этом пружина 3 имеет переменный шаг t, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках Р из заданного диапазона:

P₁≤Р≤Р₂

где P₁ и Р₂ соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности.

Под действием нагрузки Р, удовлетворяющей условию P₁≤P≤Р₂, она будет изменять свою осадку δ (см. фиг. 2)

где δ₁ - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузки P₁. Это отвечает условию равночастотности: v=const, т.е. постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах.

На опорной платформе 6, посредством крепежных элементов 8, закреплен виброизолируемый объект 7 с переменной технологической массой (например, съем стружки с заготовки при металлообработке, уменьшение массы навоя в ткацком оборудовании и т.д.). Платформа 6 с помощью вертикальных 5 и горизонтальных 4 рычагов связана с опорными узлами, закрепленными на опорной пластине 2 каждого виброизолятора с помощью осесимметричных с равночастотными пружинами 3 регулировочных стержней 9 с гайками 12 и 13, жестко фиксирующими втулки 10, жестко соединенные с горизонтальными 4 рычагами опорных узлов, при этом между стержнями 9 и втулками 10, жестко соединенными с горизонтальными 4 рычагами опорных узлов, коаксиально им, размещены втулочные упругодемпфирующие элементы 11. Внутри каждой равночастотной пружины 3, осесимметрично и коаксиально каждой из них, размещены упругодемпфирующие устройства 15 и 16, выполненные, например, из эластомера, при этом их нижняя часть закреплена на упругом основании 1 равночастотной пружины, а верхняя - на опорной пластине 2.

Упругое основание 1, на котором закреплен нижний фланец равночастотной пружины 3 виброизолирующей системы, выполнено комбинированным (на чертеже не показано), состоящим из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев вибродемпфирующего материала, например твердых сортов вибродемпфирующих материалов, таких как пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».

Под каждым упругим основанием 1 нижнего фланца равночастотной пружины 3, осесимметрично ей, размещены сетчатые демпферы 17 и 18, установленные на упругодемпфирующие прокладки 19 и 20 из эластомера.

Сдвоенная виброизолирующая система работает следующим образом.

При приложении динамической нагрузки к пружине 3 обеспечивается равночастотная виброизоляция объекта, так как пружина имеет переменный шаг t, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках Р из заданного диапазона:

P₁≤Р≤Р₂

где Р₁ и Р₂ соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности.

Под действием нагрузки Р, удовлетворяющей условию P₁≤P≤Р₂, она будет изменять свою осадку δ (см. фиг. 2)

где δ₁ - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузки P₁. Это отвечает условию равночастотности: постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах.

Демпфирование в системе виброизоляции обеспечивают: упругое основание 1 нижнего фланца равночастотной пружины 3, выполненное комбинированным, состоящим из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев вибродемпфирующего материала, а также сетчатые демпферы 17 и 18, установленные на упругодемпфирующие прокладки 19 и 20, и упругодемпфирующие устройства 15 и 16, размещенные внутри каждой равночастотной пружины 3, осесимметрично и коаксиально каждой из них.