Пространственный цилиндроконический виброизолятор
Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор выполнен в виде последовательно соединенных верхнего и нижнего каркасов, в которых соосно размещен упругодемпфирующий элемент в виде демпфера. Верхний каркас состоит из жесткой цилиндрической оболочки в виде перевернутого стакана, к верхней части которой присоединена оболочка в виде усеченного конуса. Нижнее основание оболочки в виде усеченного конуса выполнено открытым для установки двух наклонных упругих элементов, которые опираются на укосины, соединенные с основанием нижнего каркаса. На основании нижнего каркаса закреплено кольцо с вибродемпфирующим материалом. Нижний торец демпфера зафиксирован на кольце, а верхний - упирается через вибродемпфирующую прокладку в жесткое днище цилиндрической оболочки. Наклонные упругие элементы выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин. Основание нижнего каркаса дополнительно установлено через вертикальные упругие элементы на дополнительную платформу. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 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 пространственном цилиндроконическом виброизоляторе, выполненным в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных каркасов: верхнего и нижнего каркасов, с соосно размещенным в них упруго демпфирующего элемента, выполненного в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, при этом на верхнем каркасе закреплен виброизолируемый объект, а верхний каркас выполнены в виде соосно расположенной с упругодемпфирующим элементом, жесткой цилиндрической оболочки и оболочки в виде усеченного конуса, коаксиально и осесимметрично присоединенной к верхней части цилиндрической оболочки, выполненной в виде перевернутого стакана с жестким днищем, нижнее основание оболочки усеченного конуса выполнено открытым, и предназначенным для установки, по крайней мере двух, наклонных упругих элементов, опирающихся на укосины соответственно, соединенные с основанием нижнего каркаса, при этом на основании нижнего каркаса закреплено кольцо с вибродемпфирующим материалом для фиксации нижнего торца упругодемпфирующего элемента, верхний торец которого упирается через вибродемпфирующую прокладку в жесткое днище цилиндрической оболочки, при этом наклонные упругие элементы, опирающихся на укосины соответственно, соединенные с основанием нижнего каркаса выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез пространственного цилиндроконического виброизолятора, на фиг. 2 - вариант выполнения упругодемпфирующего элемента 8.
Пространственный цилиндроконический виброизолятор выполнен в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных каркасов: верхнего и нижнего каркасов, с соосно размещенным в них упругодемпфирующего элемента 8, выполненного в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном. На верхнем каркасе закреплен виброизолируемый объект (на чертеже не показан).
Верхний каркас выполнены в виде соосно расположенной с упругодемпфирующим элементом 8, жесткой цилиндрической оболочки 4 и оболочки 7 в виде усеченного конуса, коаксиально и осесимметрично присоединенной к верхней части цилиндрической оболочки 4, выполненной в виде перевернутого стакана с жестким днищем.
Нижнее основание оболочки 7 усеченного конуса выполнено открытым, и предназначенным для установки, по крайней мере двух, наклонных упругих элементов 5 и 6, опирающихся на укосины соответственно 2 и 3, соединенные с основанием 1 нижнего каркаса. На основании 1 нижнего каркаса закреплено кольцо с вибродемпфирующим материалом 10 для фиксации нижнего торца упругодемпфирующего элемента 8, верхний торец которого упирается через вибродемпфирующую прокладку 9 в жесткое днище цилиндрической оболочки 4.
При этом наклонные упругие элементы 5 и 6, опирающихся на укосины соответственно 2 и 3, соединенные с основанием 1 нижнего каркаса выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин.
Основание 1 нижнего каркаса дополнительно установлено через вертикальные упругие элементы 12 и 13, и через вибродемпфирующие прокладки 14 и 15 на дополнительную платформу 11, предназначенную для гашения виброударных нагрузок, например при посадке десантируемого груза. Вертикальные упругие элементы 12 и 13 выполнены с жесткостью, большей жесткости наклонных упругих элементы 5 и 6, например из вибродемпфирующего эластомера типа «полиуретан».
Пространственный цилиндроконический виброизолятор работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта, установленного на верхнем каркасе двухступенчатого каркаса, обеспечивается пространственная виброзащита основания 1 и защита объекта от вибрации и ударов. При этом наклонно расположенные упругие элементы 5 и 6 верхнего каркаса, выполняют одновременно функции виброизолирующих элементов и элементов шарнирного типа, способных отслеживать в допустимых пределах угловые перемещения виброизолируемого объекта.
Выполнение упругодемпфирующего элемента 8 двухступенчатого каркаса в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, позволяет обеспечить дополнительное демпфирование системы виброизоляции в целом.
На фиг.2 представлен вариант выполнения упругодемпфирующего элемента 8 в виде демпфера, содержащего корпус, выполненный в виде цилиндра 16 с днищем 17, в котором расположен поршень 18, выполненный в виде стакана с, параллельными между собой и соосными корпусу, верхним 19 и нижним 20 буртиками и проточкой 21, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками, в проточке 21, 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 24, расположенная между поршнем 18 и днищем 17 корпуса демпфера, причем полость 23 между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина 24, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например в виде крошки из вибродемпфирующего материала.
Верхняя поверхность верхнего буртика 19 поршня 18 упирается в упругое кольцо 25, соединенное со стопорным кольцом, фиксируемым его в канавке внутренней поверхности цилиндра 16, которое предназначен для фиксации поршня 18 в корпусе демпфера. На поршне 18 закреплена платформа 22 для соединения демпфера с колеблющимся объектом (на чертеже не показан). В качестве фрикционного материала с более высоким коэффициентом трения, расположенного в полости 23 между поршнем 18 и днищем 17 корпуса, в которой расположена пружина 24, 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 21, между буртиками 19 и 24, поршня 18 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÷2,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.
Демпфер сухого трения работает следующим образом.
Днище 17 корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 18, устанавливается на основании, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта. При колебаниях вибрирующего объекта 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 19 и 20 поршня, а также за счет элементов сетчатой структуры, расположенных в полости 23 между поршнем и днищем 17 корпуса, в которой расположена пружина 24.
Возможен вариант, когда пружина 24, расположенная между поршнем и днищем 17 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.
Пространственный цилиндроконический виброизолятор, выполненный в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных верхнего и нижнего каркасов с соосно размещенным в них упругодемпфирующим элементом, при этом на верхнем каркасе закреплен виброизолируемый объект, а верхний каркас выполнен в виде соосно расположенной с упругодемпфирующим элементом жесткой цилиндрической оболочки и оболочки в виде усеченного конуса, коаксиально и осесимметрично присоединенной к верхней части цилиндрической оболочки, выполненной в виде перевернутого стакана с жестким днищем, отличающийся тем, что нижнее основание оболочки в виде усеченного конуса выполнено открытым и предназначенным для установки по крайней мере двух наклонных упругих элементов, опирающихся на укосины, соединенные с основанием нижнего каркаса, при этом на основании нижнего каркаса закреплено кольцо с вибродемпфирующим материалом для фиксации нижнего торца упругодемпфирующего элемента, верхний торец которого упирается через вибродемпфирующую прокладку в жесткое днище цилиндрической оболочки, при этом наклонные упругие элементы, опирающиеся на укосины, соединенные с основанием нижнего каркаса, выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин, при этом основание нижнего каркаса дополнительно установлено через вертикальные упругие элементы на дополнительную платформу, предназначенную для гашения виброударных нагрузок, которые выполнены с жесткостью, большей жесткости наклонных упругих элементов, например из вибродемпфирующего эластомера типа полиуретана, а упругодемпфирующий элемент выполнен в виде демпфера, содержащего 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, 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, а пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
