Виброизолятор пространственный шарнирного типа

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор выполнен в виде каркаса, состоящего из вертикально расположенной цилиндрической обечайки с днищем. В днище через вибродемпфирующую прокладку закреплен нижний торец цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты полиуретаном. Пружина с зазором охватывает пустотелый направляющий цилиндр. На верхнем торце цилиндра закреплен диск для установки виброизолируемого объекта. Обечайка соединена в верхней части посредством шарниров с укосинами, симметрично расположенными относительно оси пружины. Укосины расположены под углом вниз к обечайке и жестко соединены с горизонтальными планками. Планки опираются на цилиндрические винтовые пружины, вертикально закрепленные через вибродемпфирующие прокладки на основании каркаса. Между днищем обечайки и основанием установлен демпфер, содержащий корпус в виде цилиндра с днищем. В корпусе расположен поршень, выполненный в виде стакана с буртиками. Между буртиками расположен спеченный фрикционный материал на основе меди. В нижнюю поверхность поршня упирается пружина. Полость между поршнем и днищем корпуса заполнена фрикционным материалом. В канавке внутренней поверхности цилиндра фиксируется стопорное кольцо, удерживающее поршень в исходном состоянии. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

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 пространственном шарнирного типа, выполненным в виде каркаса, состоящего из вертикально расположенной цилиндрической обечайки с днищем, в котором через вибродемпфирующую прокладку закреплен нижний торец упругодемпфирующего элемента, охватывающий осесимметрично и с зазором пустотелый направляющий цилиндр, на верхнем торце которого закреплен диск для установки виброизолируемого объекта, при этом упругодемпфирующий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, цилиндрическая обечайка соединена в верхней части посредством шарниров с укосинами, симметрично расположенными относительно оси упругодемпфирующего элемента, при этом укосины расположены под углом вниз к цилиндрической обечайке и жестко соединены с горизонтальными планками, опирающимися на упругие элементы, вертикально закрепленные через вибродемпфирующие прокладки на основании каркаса и выполненные в виде цилиндрических винтовых пружин, а между днищем цилиндрической обечайки и основанием установлен демпфер из эластомера, например полиуретана, предназначенный для гашения горизонтальных колебаний виброизолируемого объекта.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез виброизолятора пространственного шарнирного типа, на фиг. 2 - схема демпфера 10, установленного между днищем цилиндрической обечайки 1 и основанием.

Виброизолятор пространственный шарнирного типа выполнен в виде каркаса, состоящего из вертикально расположенной цилиндрической обечайки 1 с днищем, в котором через вибродемпфирующую прокладку закреплен нижний торец упругодемпфирующего элемента 7, охватывающий осесимметрично и с зазором пустотелый направляющий цилиндр 6, на верхнем торце которого закреплен диск 5 для установки виброизолируемого объекта. Упругодемпфирующий элемент 7 выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Цилиндрическая обечайка 1 соединена в верхней части посредством шарниров 2 с укосинами 3 и 4, симметрично расположенными относительно оси упругодемпфирующего элемента 7. Укосины 3 и 4 расположены под углом вниз к цилиндрической обечайке 1 и жестко соединены с горизонтальными планками 8, опирающимися на упругие элементы 9, вертикально закрепленные через вибродемпфирующие прокладки на основании каркаса. Упругие элементы 9 выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин. Между днищем цилиндрической обечайки и основанием установлен демпфер 10 из эластомера, например полиуретана, предназначенный для гашения горизонтальных колебаний виброизолируемого объекта.

Виброизолятор пространственный шарнирного типа работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта, преимущественно с горизонтальной составляющей вибродинамической нагрузки, например ткацких станков, вертикальную составляющую нагрузки воспринимает упругодемпфирующий элемент 7, а горизонтальную - демпфер 10 из эластомера. При этом обеспечивается пространственная виброзащита основания и защита объекта от вибрации и ударов, а упругие элементы 9, установленные между горизонтальными планками 8 и основанием, выполняют одновременно функции виброизолирующих элементов и элементов шарнирного типа, способных отслеживать в допустимых пределах угловые перемещения виброизолируемого объекта. Выполнение упругодемпфирующего элемента 7 в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, позволяет обеспечить дополнительное демпфирование системы виброизоляции в целом.

Возможен вариант, когда между днищем цилиндрической обечайки 1 и основанием установлен демпфер 10, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндра 11 с днищем 12, в котором расположен поршень 13, выполненный в виде стакана с, параллельными между собой и соосными корпусу, верхним 14 и нижним 15 буртиками и проточкой 16, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками, в проточке 16, 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 19, расположенная между поршнем 13 и днищем 12 корпуса демпфера, причем полость 18 между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина 19, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например в виде крошки из вибродемпфирующего материала.

Верхняя поверхность верхнего буртика 14 поршня 13 упирается в упругое кольцо 20, соединенное со стопорным кольцом, фиксируемым его в канавке внутренней поверхности цилиндра 11, которое предназначено для фиксации поршня 13 в корпусе демпфера. На поршне 13 закреплена платформа 17. В качестве фрикционного материала с более высоким коэффициентом трения, расположенного в полости 18 между поршнем 13 и днищем 12 корпуса, в которой расположена пружина 19, используется например песок, шарики из полиуретана, элементы сетчатой структуры, плотность элементов сетчатой структуры находится в оптимальном интервале величин 1,2…2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09…0,15 мм.

Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала, расположенного в проточке 16, между буртиками 14 и 15, поршня 13 используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий 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 12 корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 13, устанавливается на основании, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта.

При колебаниях платформы 17, 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 14 и 15 поршня, а также за счет элементов сетчатой структуры, расположенных в полости 18 между поршнем и днищем 2 корпуса, в которой расположена пружина 19.

Возможен вариант, когда пружина 19, расположенная между поршнем и днищем 12 корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

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

1. Виброизолятор пространственный шарнирного типа, выполненный в виде каркаса, состоящего из вертикально расположенной цилиндрической обечайки с днищем, в котором через вибродемпфирующую прокладку закреплен нижний торец упругодемпфирующего элемента, охватывающий осесимметрично и с зазором пустотелый направляющий цилиндр, на верхнем торце которого закреплен диск для установки виброизолируемого объекта, при этом упругодемпфирующий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, цилиндрическая обечайка соединена в верхней части посредством шарниров с укосинами, симметрично расположенными относительно оси упругодемпфирующего элемента, при этом укосины расположены под углом вниз к цилиндрической обечайке и жестко соединены с горизонтальными планками, опирающимися на упругие элементы, вертикально закрепленные через вибродемпфирующие прокладки на основании каркаса и выполненные в виде цилиндрических винтовых пружин, а между днищем цилиндрической обечайки и основанием установлен демпфер, предназначенный для гашения горизонтальных колебаний виброизолируемого объекта и содержащий корпус и размещенный в нем поршень, корпус выполнен в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень, выполненный в виде стакана с параллельными между собой и соосными корпусу верхним и нижним буртиками, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками расположен фрикционный материал, а в нижнюю поверхность поршня упирается пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, причем полость между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, а верхняя поверхность верхнего буртика поршня упирается в упругое кольцо, соединенное со стопорным элементом, выполненным, например, в виде стопорного кольца, фиксируемого в канавке внутренней поверхности цилиндра корпуса, при этом стопорный элемент через упругое кольцо контактирует с верхней поверхностью верхнего буртика поршня, удерживая его в исходном состоянии, отличающийся тем, что в качестве фрикционного материала, расположенного между буртиками поршня, используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий 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.

2. Виброизолятор пространственный шарнирного типа по п. 1, отличающийся тем, что пружина демпфера, расположенная между поршнем и днищем корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.