Демпфер сухого трения кочетова

Изобретение относится к машиностроению. Демпфер содержит корпус в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень. Поршень состоит из параллельных дисков, жестко соединенных между собой стержнем. Диски установлены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между ними расположен фрикционный материал. В нижний диск упирается пружина. Полость между поршнем и днищем заполнена фрикционным материалом, например элементами сетчатой структуры. Верхний диск упирается в нижнюю поверхность упругого элемента тарельчатого типа. Силовое замыкание упругого элемента с демпфером обеспечивается посредством пружины, расположенной в нижней части поршня. Для фиксации поршня в корпусе демпфера предусмотрено стопорное кольцо, фиксируемое в канавке внутренней поверхности цилиндра корпуса. Стопорный элемент контактирует с верхним диском и удерживает поршень в исходном состоянии. Величина зазора дисков поршня, относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса меньше размера отдельных фракций фрикционного материала. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к средствам защиты от вибраций.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2285833, F16F 7/00, (прототип), содержащий корпус, упругие тарельчатые элементы и элементы их крепления к корпусу.

Недостатком известного устройства является сравнительно недостаточная 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 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, 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 чертеже представлен общий вид предлагаемого 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 пружина 9, расположенная между поршнем и днищем 4 корпуса демпфера, причем полость 8 между поршнем и днищем 2 корпуса, в которой расположена пружина 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 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. 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 пружины 9, расположенной 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.

Величина зазора дисков 4 и 5 поршня, жестко соединенных между собой осесимметричным стержнем 6, между которыми расположен фрикционный материал, относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса 3 меньше размера отдельных фракций (зерен, крошки) фрикционного материала.

В качестве фрикционного материала применяется композиция, включающая следующие компоненты, при их соотношении, в мас.%:

смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0)	28÷34
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)	12÷9
графит	7÷18
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния	7÷5
баритовый концентрат	20÷35
тальк	1,5÷3,0

Возможен вариант, когда упругий элемент 11, в нижнюю поверхность которого упирается верхняя поверхность верхнего диска 4 поршня, выполнен в виде усеченного конуса из полиуретана.

Возможен вариант, когда пружина 9, расположенная в нижней части поршня, выполнена в виде винтовой цилиндрической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

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.

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

1. Демпфер сухого трения, содержащий 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 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, 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, отличающийся тем, что величина зазора дисков поршня, жестко соединенных между собой осесимметричным стержнем, между которыми расположен фрикционный материал, относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса меньше размера отдельных фракций фрикционного материала.

2. Демпфер сухого трения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фрикционного материала применяется композиция, включающая следующие компоненты, при их соотношении, в мас.%:

смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0)	28÷34
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)	12÷19
графит	7÷18
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния	7÷15
баритовый концентрат	20÷35
тальк	1,5÷3,0

3. Демпфер сухого трения по п. 1, отличающийся тем, что упругий элемент, в нижнюю поверхность которого упирается верхняя поверхность верхнего диска поршня, выполнен в виде усеченного конуса из полиуретана.

4. Демпфер сухого трения по п. 1, отличающийся тем, что пружина, расположенная в нижней части поршня, выполнена в виде винтовой цилиндрической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.