Результат интеллектуальной деятельности: ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР ДЛЯ НЕУРАВНОВЕШЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

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 виброизоляторе для неуравновешенного оборудования, выполненным в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных и идентичных каркасов: верхнего и нижнего каркасов, с соосно размещенными в них соответственно, верхнего и нижнего упругодемпфирующих элементов, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин, витки которых покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, при этом на верхнем каркасе закреплен через вибродемпфирующую прокладку виброизолируемый объект, а нижний упругодемпфирующий элемент через вибродемпфирующую прокладку закреплен на основании, а верхний каркас выполнен в виде горизонтальной плиты, по краям которой закреплены укосины, расположенные под углом вниз от горизонтальной плиты, и опирающиеся на наклонно расположенные упругие элементы, закрепленные через вибродемпфирующие прокладки на укосинах, расположенных под углом вниз от горизонтальной плиты нижнего каркаса, под которой размещен нижний упругодемпфирующий элемент нижнего каркаса, при этом укосины, расположенные под углом вниз нижнего каркаса жестко соединены с горизонтальными планками нижнего каркаса, опирающиеся на упругие элементы, закрепленные через вибродемпфирующие прокладки на основании, при этом наклонно расположенные упругие элементы верхнего каркаса, а также вертикальные упругие элементы нижнего каркаса выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез пространственного виброизолятора для неуравновешенного оборудования, на фиг. 2 - вариант нижнего упругодемпфирующего элемента 10, на фиг. 3 - вариант выполнения наклонно расположенных упругих элементов 11 и 12, закрепленных на укосинах 5 и 6, расположенных под углом вниз от плиты 1.

Пространственный виброизолятор для неуравновешенного оборудования выполнен в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных и идентичных каркасов: верхнего и нижнего каркасов, с соосно размещенными в них соответственно верхнего и нижнего упругодемпфирующих элементов 9 и 10, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин, витки которых покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном. На верхнем каркасе закреплен через вибродемпфирующую прокладку 16 виброизолируемый объект 17, а нижний упругодемпфирующий элемент 10 через вибродемпфирующую прокладку 20 закреплен на основании 15.

Верхний каркас выполнен в виде горизонтальной плиты 1, по краям которой закреплены укосины 2 и 3, расположенные под углом вниз от плиты 1, и опирающиеся на наклонно расположенные упругие элементы 11 и 12, закрепленные через вибродемпфирующие прокладки 18 и 19 на укосинах 5 и 6, расположенных под углом вниз от горизонтальной плиты 4 нижнего каркаса, под которой размещен нижний упругодемпфирующий элемент 10.

Укосины 5 и 6, расположенные под углом вниз нижнего каркаса жестко соединены с горизонтальными планками 7 и 8 нижнего каркаса, опирающиеся на упругие элементы 13 и 14, закрепленные через вибродемпфирующие прокладки на основании 15.

Наклонно расположенные упругие элементы 11 и 12 верхнего каркаса, а также вертикальные упругие элементы 13 и 14 нижнего каркаса выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин.

Пространственный виброизолятор для неуравновешенного оборудования работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта 17, установленного на верхнем каркасе двухступенчатого каркаса с верхним упругодемпфирующим элементом 9, обеспечивается пространственная виброзащита основания 15 и защита объекта 17 от вибрации и ударов. При этом наклонно расположенные упругие элементы 11 и 12 верхнего каркаса, а также вертикальные упругие элементы 13 и 14 нижнего каркаса выполняют одновременно функции виброизолирующих элементов и элементов шарнирного типа, способных отслеживать в допустимых пределах угловые перемещения виброизолируемого объекта 14.

Выполнение нижнего и верхнего упругодемпфирующих элементов 9 и 10 двухступенчатого каркаса в виде цилиндрических винтовых пружин, витки которых покрыты вибродемпфирующим материалом, позволяет обеспечить дополнительное демпфирование системы виброизоляции в целом.

На фиг. 2 представлен вариант нижнего упругодемпфирующего элемента 10, выполненного в виде демпфера, который содержит корпус, выполненный в виде цилиндра 21 с днищем 22, в котором расположен поршень 23, выполненный в виде стакана с, параллельными между собой и соосными корпусу, верхним 24 и нижним 25 буртиками и проточкой 26, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками, в проточке 26, 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 29, расположенная между поршнем 23 и днищем 22 корпуса демпфера, причем полость 28 между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина 29, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например в виде крошки из вибродемпфирующего материала.

Верхняя поверхность верхнего буртика 24 поршня 23 упирается в упругое кольцо 30, соединенное со стопорным кольцом, фиксируемым его в канавке внутренней поверхности цилиндра 21, которое предназначен для фиксации поршня 23 в корпусе демпфера. На поршне 23 закреплена платформа 27 для соединения демпфера с колеблющимся объектом (на чертеже не показан). В качестве фрикционного материала с более высоким коэффициентом трения, расположенного в полости 28 между поршнем 23 и днищем 22 корпуса, в которой расположена пружина 29, 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 26, между буртиками 24 и 25, поршня 23 используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащего 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 сухого трения работает следующим образом.

Днище 22 корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 23, устанавливается на основании, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта. При колебаниях платформы 27, обеспечивается пространственная виброзащита основания и защита его от ударов.

Демпфер сухого трения способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций за счет комбинированного демпфирования, и повышает эффективность виброзащиты на резонансе за счет фрикционного материала, расположенного между буртиками 24 и 25 поршня, а также за счет элементов сетчатой структуры, расположенных в полости 28 между поршнем и днищем 2 корпуса, в которой расположена пружина 29.

Возможен вариант, когда пружина 29, расположенная между поршнем и днищем 22 корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

На фиг. 3 представлен вариант выполнения наклонно расположенных упругих элементов 11 и 12, закрепленных на укосинах 5 и 6, расположенных под углом вниз от плиты 1.

Виброизолятор содержит корпус, выполненный в виде опорных элементов 26, содержащих шайбы, болты и гайки, расположенные соосно и оппозитно упругому элементу в его верхней и нижней части, выполненному в виде оболочки из эластомера, состоящей из плоских установочных поверхностей 21 и 25, на которых закреплены опорные элементы, а также цилиндрической поверхности 23, расположенной в центральном перпендикулярном сечении относительно осей опорных элементов, и конических поверхностей 22 и 23, расположенных между установочными поверхностями 21 и 25, и цилиндрической поверхностью 23, и связанных с ними в единую оболочку.

Виброизолятор работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта, установленного на установочных поверхностях 21 и 25 через опорные элементы, оболочка воспринимает 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.