Виброизолирующая система кочетова с равночастотной пружиной

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующая система содержит основание, горизонтальную опорную платформу и расположенный между ними упругий элемент в виде цилиндрической равночастотной пружины. Платформа посредством крепежных элементов связана с опорным узлом, закрепленным на опорной пластине пружины с помощью регулировочного стержня и фиксирующей втулки. Между стержнем и втулкой коаксиально размещен втулочный упругодемпфирующий элемент. Внутри пружины размещено упругодемпфирующее устройство. Нижний фланец пружины закреплен на упругом основании. Основание состоит из чередующихся между собой слоев упругого материала, например листовой пружинной стали, и слоев твердых сортов вибродемпфирующих материалов, таких как пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим». Под упругим основанием нижнего фланца пружины размещен сетчатый демпфер, который установлен на упругодемпфирующую прокладку из эластомера. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 2 ил.

 

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 виброизолирующей системе с равночастотной пружиной, 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 Р₁≤Р≤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, при этом на горизонтальной опорной платформе установлен виброизолируемый объект с переменной технологической массой, горизонтальная опорная платформа посредством крепежных элементов связана с опорным узлом, закрепленным на опорной пластине равночастотной пружины с помощью осесимметричного пружине регулировочного стержня, фиксирующей втулки, жестко соединенной с горизонтальной опорной платформой, при этом между стержнем и втулкой, жестко соединенной с горизонтальной опорной платформой, коаксиально размещен втулочный упругодемпфирующий элемент, а внутри равночастотной пружины осесимметрично и коаксиально размещено упругодемпфирующее устройство, нижняя часть которого закреплена на упругом основании равночастотной пружины, а верхняя - на опорной пластине, упругое основание, на котором закреплен нижний фланец равночастотной пружины виброизолирующей системы, выполнен 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 упругим основанием нижнего фланца равночастотной пружины, осесимметрично ей, размещен сетчатый демпфер, установленный на упругодемпфирующую прокладку из эластомера.

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

Виброизолирующая система с равночастотной пружиной (фиг. 1) содержит равночастотную пружину 3, нижний фланец которой 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≤Р_2,

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

Под действием нагрузки Р, удовлетворяющей условию Р₁≤Р≤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 горизонтальной опорной платформе 4 установлен виброизолируемый объект 10 с переменной технологической массой (например съем стружки с заготовки при металлообработке, уменьшение массы навоя в ткацком оборудовании и т.д.). Горизонтальная опорная платформа 4 посредством крепежных элементов 8, 9 и 11 связана с опорным узлом, закрепленным на опорной пластине 2 равночастотной пружины 3 с помощью осесимметричного пружине 3 регулировочного стержня 7, фиксирующей втулки 5, жестко соединенной с горизонтальной опорной платформой 4, при этом между стержнем 7 и втулкой 5, жестко соединенной с горизонтальной опорной платформой 4, коаксиально размещен втулочный упругодемпфирующий элемент 6. Внутри равночастотной пружины 3, осесимметрично и коаксиально размещено упругодемпфирующее устройство 12, выполненное, например, из эластомера, при этом его 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 (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 упругим основанием 1 нижнего фланца равночастотной пружины 3, осесимметрично ей, размещен сетчатый демпфер 13, установленный на упругодемпфирующую прокладку 14 из эластомера.

Виброизолирующая система с равночастотной пружиной 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 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: 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 сетчатый демпфер 13 и упругодемпфирующее устройство 14, размещенное внутри равночастотной пружины 3, осесимметрично и коаксиально ей.

Виброизолирующая система с равночастотной пружиной, содержащая 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≤P≤P₂ за счет своей осадки δ:

,

где P₁ и P₂ соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности;

P - нагрузка, удовлетворяющая условию P₁≤P≤P₂;

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,

при этом на горизонтальной опорной платформе установлен виброизолируемый объект с переменной технологической массой, горизонтальная опорная платформа посредством крепежных элементов связана с опорным узлом, закрепленным на опорной пластине равночастотной пружины с помощью осесимметричного пружине регулировочного стержня и фиксирующей втулки, жестко соединенной с горизонтальной опорной платформой, при этом между стержнем и втулкой, жестко соединенной с горизонтальной опорной платформой, коаксиально размещен втулочный упругодемпфирующий элемент, а внутри равночастотной пружины осесимметрично и коаксиально размещено упругодемпфирующее устройство, нижняя часть которого закреплена на упругом основании равночастотной пружины, а верхняя - на опорной пластине, отличающаяся тем, что 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 упругим основанием нижнего фланца равночастотной пружины осесимметрично ей размещен сетчатый демпфер, установленный на упругодемпфирующую прокладку из эластомера.