Встроенный пружинный демпфер
Изобретение относится к машиностроению. Демпфер сухого трения содержит нижнюю и верхнюю опорные пластины. Коаксиально и концентрично установлены пружины. Нижняя опорная пластина является основанием. Нижний диск жестко связан с верхним фланцем внутренней пружины, а верхний диск жестко связан с верхней опорной пластиной. Нижний диск выполнен с глухой проточкой, осесимметричной нижнему диску, в которую с торцевым зазором соосно входит буртик. Буртик выполнен на верхнем диске. Нижний цилиндрический диск демпфера сухого трения содержит спеченный фрикционный материал на основе меди. Верхний цилиндрический диск выполнен из стали. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство с переменной структурой демпфирования [патент РФ №2303722 - прототип], содержащее корпус с размещенным в нем штоком с поршнем, причем на конце штока закреплена виброизолируемая масса удерживаемая пружинами, а демпфер сухого трения выполнен в виде фрикционной втулки с ограничительными упорами по торцам.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность на резонансе из-за сравнительно невысокого демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.
Это достигается тем, что в демпфере сухого трения, содержащим нижнюю и верхнюю опорные пластины, между которыми коаксиально и концентрично установлены наружная, с правым углом подъема витков, и внутренняя с левым углом подъема витков, пружины, при этом нижняя опорная пластина является основанием, на котором нижние фланцы пружин закреплены жестко, между верхней опорной пластиной, на которой устанавливается виброизолируемый объект, и верхним фланцем внутренней пружины с левым углом подъема витков, расположен демпфер сухого трения, состоящий из двух, соприкасающихся между собой, нижнего и верхнего, цилиндрических дисков, при этом нижний диск жестко связан с верхним фланцем внутренней пружины, а верхний диск жестко связан с верхней опорной пластиной, нижний диск выполнен с глухой проточкой, осесимметричной нижнему диску, в которую с торцевым зазором соосно входит буртик, выполненный на верхнем диске, при этом дополнительными поверхностями трения являются цилиндрическая поверхность буртика, выполненного на верхнем диске, и соприкасающаяся с ней поверхность глухой проточки, выполненной в нижнем диске, а в качестве материала нижнего цилиндрического диска демпфера сухого трения использован 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 верхний цилиндрический диск - выполнен из стали.
На чертеже изображен встроенный пружинный демпфер, продольный разрез.
Встроенный пружинный демпфер содержит нижнюю 1 и верхнюю 2 опорные пластины, между которыми коаксиально и концентрично установлены наружная 5, с правым углом подъема витков, и внутренняя 6 с левым углом подъема витков, пружины. Нижняя опорная пластина 1 является основанием, на котором нижние фланцы пружин 5 и 6 закреплены жестко, а между верхней опорной пластиной 2, на которой устанавливается виброизолируемый объект (на чертеже не показано), и верхним фланцем внутренней пружины 6 с левым углом подъема витков, расположен демпфер сухого трения, состоящий из двух, соприкасающихся между собой, нижнего 3 и верхнего 4, цилиндрических дисков. При этом нижний диск 3 выполнен с глухой (несквозной) проточкой 8, осесимметричной нижнему 3 диску, в которую с торцевым зазором соосно входит буртик 7, выполненный на верхнем 4 диске. Дополнительными поверхностями трения являются цилиндрическая поверхность буртика 7, выполненного на верхнем 4 диске, и соприкасающаяся с ней поверхность глухой проточки 8, выполненной в нижнем 3 диске. Эти входящие друг в друга поверхности взаимодействуют друг с другом без зазоров, что приводит к увеличению поверхностей трения, а, следовательно, к увеличению коэффициента демпфирования системы, а также способствуют повышению устойчивости системы при горизонтальных перемещениях.
В качестве материала нижнего 3 цилиндрического диска демпфера сухого трения использован 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 верхний цилиндрический диск 4 выполнен из стали.
Возможен вариант, когда верхний цилиндрический диск 4 выполнен из жесткого эластомера, например резины или полиуретана, или эластичного материала, обладающего высокими демпфирующими свойствами, а нижний цилиндрический диск 3 выполнен из стали.
Встроенный пружинный демпфер работает следующим образом.
Виброизоляторы устанавливают между основанием станины машины и поддерживающей строительной конструкцией, колебания которой, вызванные воздействием динамической нагрузки, нужно уменьшить. Наружная 5 и внутренняя 6 пружины виброизолятора воспринимают значительные статическую и динамическую нагрузки от машины и передают на поддерживающую конструкцию существенно уменьшенную величину динамической нагрузки.
Две пружины 5 и 6, вставленные одна в другую, работают на сжатие, при этом внешняя пружина 5 правого угла подъема поворачивает жестко прикрепленную к ней верхнюю металлическую опорную пластину 2 в одну сторону, а внутренняя пружина 6 левого угла подъема - жестко прикрепленный к ней нижний цилиндрический диск 3 демпфера сухого трения - в другую сторону. Таким образом, используется эффект взаимного поворота в разные стороны концевых витков пружин 5 и 6 вокруг вертикальной оси, благодаря чему в составной опорной плоскости демпфера сухого трения возникают диссипативные силы, т.е. появляется сухое трение. Введение в демпфер сухого трения элемента из резины с повышенным в 10÷15 раз внутренним трением приводит к уменьшению амплитуд колебаний машины в пуско-остановочных режимах в 2÷3 раза. При ударных воздействиях логарифмический декремент затухания колебаний уменьшается.
Встроенный пружинный демпфер, содержащий нижнюю и верхнюю опорные пластины, между которыми коаксиально и концентрично установлены наружная с правым углом подъема витков и внутренняя с левым углом подъема витков пружины, при этом нижняя опорная пластина является основанием, на котором нижние фланцы пружин закреплены жестко, между верхней опорной пластиной, на которой устанавливается виброизолируемый объект, и верхним фланцем внутренней пружины с левым углом подъема витков расположен демпфер сухого трения, состоящий из двух соприкасающихся между собой, нижнего и верхнего, цилиндрических дисков, при этом нижний диск жестко связан с верхним фланцем внутренней пружины, а верхний диск жестко связан с верхней опорной пластиной, отличающийся тем, что нижний диск выполнен с глухой проточкой, осесимметричной нижнему диску, в которую с торцевым зазором соосно входит буртик, выполненный на верхнем диске, при этом дополнительными поверхностями трения являются цилиндрическая поверхность буртика, выполненного на верхнем диске, и соприкасающаяся с ней поверхность глухой проточки, выполненной в нижнем диске, а в качестве материала нижнего цилиндрического диска демпфера сухого трения использован 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 верхний цилиндрический диск выполнен из стали.
