Демпфирующая прокладка

Изобретение относится к области машиностроения. Демпфирующая прокладка включает в себя две металлические части, соединенные друг с другом и выполненные с изгибами. Металлические части выполнены идентичными из металла с пределом текучести не менее 200 мПа и представляют собой тонкостенные листы толщиной, не превышающей 1 мм. Части соединены таким образом, что изгибы одной части противоположно направлены изгибам другой части и при совмещении образуют полости, при этом количество и расположение изгибов выбирают в зависимости от предполагаемой нагрузки. Обеспечивается снижение массово-габаритных характеристик и упрощение конструкции. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, к конструкциям пружин и рессор; амортизаторов; к средствам для гашения колебаний и может использоваться в машиностроении, атомной промышленности, энергетике, при транспортировании любых грузов, авиационной, ракетной, бытовой, гражданской, военной и т.д. технике.

В настоящее время для устранения зазоров, снижения вибронагрузок на элементах конструкции и обеспечения плотности сборки в различных конструкциях применяют витые цилиндрические (ГОСТ 16118-70 Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. Технические условия) и тарельчатые пружины (ГОСТ 3057-90 Пружины тарельчатые. Общие технические условия).

К недостаткам данных решений можно отнести достаточно большие габариты и массу демпфирующих и сопутствующих элементов и усложнение конструкции в целом.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является полезная модель «Ударно-изоляционная прокладка» [заявка CN 212337983U, МПК F16F 1/20, опубликовано 12.01.2021 г] - виброизолирующая прокладка состоящая из двух массивных металлических частей, в выемках (выемке) между которыми располагаются элементы из резины, выполняющие демпфирующие функции.

К недостаткам прототипа следует отнести - сравнительно большую массу и габариты прокладки и ограниченную область применения - в основном нефтегазовая промышленность.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении массово - габаритных характеристик, вибронагрузок и упрощение слоеных и других конструкций, по сравнению с системами, использующими витые цилиндрические и тарельчатые пружины.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей и как следствие расширение области применения и повышение эффективности по назначению.

Указанный технический результат достигается за счет того, в демпфирующей прокладке, включающей в себя две металлические части, соединенные друг с другом и выполненные с изгибами, новым является то, что металлические части выполнены идентичными из металла, с пределом текучести не менее 200 мПа и представляют собой тонкостенные листы толщиной, не превышающей 1 мм, части соединены таким образом, что изгибы одной части противоположно направлены изгибам другой части и при совмещении образуют полости, при этом, количество и расположение изгибов выбирают в зависимости от предполагаемой нагрузки.

Полости прокладки могут быть заполнены демпфирющим компонентом, в качестве которого используют: пластичную смазку на основе оксида цинка, металлорезиновые элементы из вольфрамовой проволоки или резину тепломорозокислотощелочестойкую.

Использование идентичных металлических частей позволяет упростить расчет демпфирующих свойств и повысить точность расчета, что позволяет использовать прокладку в различных по форме и размерам конструкциях. Решение использовать металл с пределом текучести не менее 200 Мпа позволяет придать металлическим частям требуемые демпфирующие свойства, в зависимости, от конструкций и условий их эксплуатации, кроме того, способствует уменьшению габаритов, веса, следовательно, расширяет область применения демпфирующей прокладки.

Выбор выполнения тонкостенных листов, толщиной не более 1 мм, связан с обеспечением требуемых демпфирующих характеристик, следовательно, уменьшению габаритов, веса, как следствие, расширение области применения для деталей разных габаритов и конфигураций. Выбор осуществлен расчетно-экспериментальным путем.

Соединение частей друг с другом с образованием полостей, позволяет усилить демпфирующие свойства металлических листов с изгибами, за счет объема полостей и их количества на единицу площади прокладки.

Выбор количества полостей и объема в зависимости от предполагаемой нагрузки на прокладку, позволяет обеспечить наиболее ее эффективное применение.

Применение демпфирующего компонента усиливает демпфирующие свойства прокладки. Применение названных демпфирующих компонентов, связано с особенностями конструкции, где их используют.

Предлагаемое техническое решение поясняют следующая фигура.

На фигуре 1 представлена схема демпфирующей прокладки, где:

1 - первая металлическая часть

2 - вторая металлическая часть

3 - демпфирующий элемент (пластичная смазка на основе оксида цинка, металлорезиновые элементы из вольфрамовой проволоки или тепломорозокислотощелочестойкая резина).

В качестве примера конкретного выполнения может служить, прокладка, которая представляет из себя трехмерную ячеистую двухслойную структуру, состоящую из двух металлических частей, выполненную из тонкостенных листов 0,5 мм стали (марка 12Х18Н10Т с пределом текучести 200 мПа) расположенных между ними демпфирующих элементов, таких как резина тепломорозокислотощелечестойкая (марка ТМКЩ ГОСТ 7338-77, плотностью 1,15 г/см³), металлорезина из вольфрамовой проволоки (ГОСТ 18903-73, плотностью 1,5 г/см³) или пластичная паста (ОТУ 85, плотностью 1,15 г/см³). Внешние слои, изготовленные штамповкой из тонкостенных листов стали толщиной 0,5 мм, сварены между собой контактной (либо другой) сваркой. Тонкостенные листы отштампованы таким образом, что между слоями образуются сферические, эллипсообразные или другие по форме объемы - полости.

Использование разных по габаритам сферо, эллипсообразных или других по форме объемов в прокладке позволяет получить систему демпфирования с определенной жесткостной характеристикой, а применение резины, металлорезины или пасты вместо воздуха позволяет получить разные жесткостные характеристики при квазистатических и динамических воздействиях.

Демпфирующая прокладка, обладая малой толщиной и большой гибкостью, позволяет применить ее для деталей любой формы и габаритов. При этом, используя хозяйственные (либо по металлу) ножницы, можно получить прокладки любого по конфигурации вида.

Демпфирующая прокладка работает следующим образом: прокладка располагается по одиночке или пакетом (набором из нескольких прокладок) между определенными элементами конструкции (плоскими или имеющими сложную форму) и обеспечивает при воздействии внешних усилий на конструкцию - упругую (рассчитанную заранее) деформацию первой и второй металлических частей поз.1, 2 и расположенных внутри полостей резиновых, металлорезиновых элементов или пластичной пасты поз.3, и тем самым гасит приходящие механические воздействия на конструкцию (например вибронагрузки) и снижает нагрузки на ее элементах. Также упруго деформируясь прокладка позволяет компенсировать тепловые зазоры в конструкции при воздействии перепадов температур. После цикла (множества циклов) упругих деформаций прокладка принимает изначальную форму и не имеет остаточных пластических деформаций и обеспечивает плотностьсборки.

1. Демпфирующая прокладка, которая включает в себя две металлические части, соединенные друг с другом и выполненные с изгибами, отличающаяся тем, что металлические части выполнены идентичными из металла с пределом текучести не менее 200 мПа и представляют собой тонкостенные листы толщиной, не превышающей 1 мм, части соединены таким образом, что изгибы одной части противоположно направлены изгибам другой части и при совмещении образуют полости, при этом количество и расположение изгибов выбирают в зависимости от предполагаемой нагрузки.

2. Прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что полости заполнены демпфирующим компонентом, в качестве которого используют пластичную смазку на основе оксида цинка, плотностью не менее 1,5 г/см³.

3. Прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что полости заполнены демпфирующим компонентом, в качестве которого используют металлорезиновые элементы из вольфрамовой проволоки, с общей плотностью металлорезиновых элементов не менее 1,5 г/см³.

4. Прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что полости заполнены демпфирующим компонентом, в качестве которого используют резиновые элементы, резина тепломорозокислотощелочестойкая, плотностью не менее 1,15 г/см³.

5. Прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что изгибы выполнены сферическими, эллипсообразными, трапециевидными.