КОМБИНИРОВАННАЯ ПРУЖИНА С ТОРСИОННЫМ ДЕМПФЕРОМ Российский патент 2018 года по МПК F16F3/10 F16F7/01 F16F13/02 F16F1/14 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к пружинным виброизоляторам, применяемым для снижения вибраций.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является амортизатор по авторскому свидетельству СССР на изобретение №916805, кл. F16F 1/06, опубликовано 05.04.1982 (прототип), содержащий цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй.

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.

Это достигается тем, что в комбинированной пружине с торсионным демпфером, содержащей цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, а зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты при их соотношении, в мас.%:

- смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных

смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34 - волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) 12÷19 - графит 7÷18 - модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния 7÷15 - баритовый концентрат 20÷35 - тальк 1,5÷3,0

На чертеже изображена комбинированная пружина с торсионным демпфером, продольный разрез.

Комбинированная пружина с торсионным демпфером содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 3 и 4 со встречно направленными концами 6 и 5 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 1 и 2 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.

Первая часть винтовой пружины 3 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 4 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 6 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 5, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 2, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).

В полости второй части 4 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон относительно прямоугольного сечения первой части 3 пружины зазоры 7 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 3 и 4 пружины.

Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 7 сегментного профиля контактирующих частей 3 и 4 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 5 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (на чертеже не показана) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 7 сегментного профиля контактирующих частей 3 и 4 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».

Первую часть 3 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 8 из демпфирующего материала, например полиуретана, которая создает в системе виброзащиты трение, величина которого повышается при подходе системы к резонансному режиму, что и является аналогом демпфера «сухого трения».

Зазоры в первой части 3 винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка 8 из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты при их соотношении, в мас.%:

- смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34 - волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) 12÷19 - графит 7÷18 - модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния 7÷15 - баритовый концентрат 20÷35 - тальк 1,5÷3,0

На верхнем 1 и нижнем 2 опорных кольцах 1 закреплены верхняя 9 и нижняя 10 вибродемпфирующие пластины, состоящие 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».

Комбинированная пружина с торсионным демпфером работает следующим образом.

Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 1 и 2 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.

Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х, У, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе и при различных условиях работы.

Возможен вариант, когда между верхним 1 и нижним 2 опорными кольцами, к которым прикреплены верхняя 9 и нижняя 10 вибродемпфирующие пластины, осесимметрично и коаксиально опорным кольцам 1 и 2 пружины, закреплено упругодемпфирующее устройство 11, выполненное в виде торсионного демпфера, воспринимающего знакопеременные крутильные нагрузки, например в виде стержня из полиуретана.

Изобретение относится к машиностроению. Комбинированная пружина содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца. Первая часть пружины имеет витки прямоугольного сечения с закругленными кромками, а вторая часть выполнена полой. Встречно направленный конец первой части размещен в полости второй. Зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой. На конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки. Первую часть пружины охватывает трубка из демпфирующего материала. Зазоры в первой части пружины, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала. На верхнем и нижнем опорных кольцах закреплены вибродемпфирующие пластины, состоящие из чередующихся между собой слоев упругого и вибродемпфирующего материалов. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Комбинированная пружина с торсионным демпфером, содержащая цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, а зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты при их соотношении, в мас.%:

смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34 волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) 12÷19

графит 7÷18

модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния 7÷15 баритовый концентрат 20÷35 тальк 1,5÷3,0,

отличающаяся тем, что на верхнем и нижнем опорных кольцах закреплены верхняя и нижняя вибродемпфирующие пластины, состоящие 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».

2. Комбинированная пружина по п. 1, отличающаяся тем, что между верхним и нижним опорными кольцами, к которым прикреплены верхняя и нижняя вибродемпфирующие пластины, осесимметрично и коаксиально опорным кольцам пружины закреплено упругодемпфирующее устройство, выполненное в виде торсионного демпфера, воспринимающего знакопеременные крутильные нагрузки, например в виде стержня из полиуретана.