ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СТАНКА Российский патент 2018 года по МПК B23Q1/01 F16F15/04 F16F7/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования со смещенным центром масс, например станки токарной группы, ткацкие станки, платформы вентиляционных агрегатов и др.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолирующая система по патенту РФ №2282080, F16F 7/00 (прототип), содержащая по крайней мере четыре виброизолятора с маятниковым подвесом, имеющих разную жесткость и связанных с опорными элементами оборудования.

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

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме и упрощение конструкции и монтажа.

Это достигается тем, что в виброизолирующей системе для станка, содержащей по крайней мер, четыре виброизолятора, имеющих разную жесткость и связанных с опорными элементами оборудования, дополнительно содержится платформа, на которой крепится виброизолируемый станок и которая опирается на два вертикально расположенных виброизолятора и демпфирующий элемент, расположенные под платформой, а один виброизолятор расположен над свободным концом платформы и закреплен другим торцом на рычаге, имеющем Г-образное сечение в вертикальной плоскости и П-образное сечение в горизонтальной плоскости, при этом на рычаге с П-образным сечением в горизонтальной плоскости закреплены по крайней мере два виброизолятора с противоположных сторон относительно свободного конца платформы, а на противоположном конце платформы установлен демпфирующий элемент, а демпфирующий элемент выполнен в виде пакета сетчатых упругих элементов и содержит шток, расположенный в центральной части пакета, соосно и с зазорами соответственно в верхнем и нижнем сетчатых упругих элементах и центральной пластины, на которой закреплены опорные кольца, при этом верхний сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой сетчатого пакета, а нижний сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой, жестко соединенной с основанием пакета, при этом упругие сетчатые элементы, взаимодействующие с основанием, имеют плотность сетчатой структуры каждого упругого сетчатого элемента, которая 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, при этом нижняя часть штока соединена с основанием пакета, жестко соединенным с нижней нажимной шайбой, а верхняя расположена в верхнем сетчатом упругом элементе, выступая за поверхность верхней крышки.

На фиг. 1 представлена общая компоновочная схема предлагаемой виброизолирующей системы, на фиг. 2 - вид сверху фиг. 1. на фиг. 3 - схема демпфирующего элемента 4, на фиг. 4, 5 - схемы выполнения основания 11 пакета сетчатых упругих элементов в виде упругодемпфирующей пластины.

Виброизолирующая система для станка содержит основание 1 и по крайней мере четыре виброизолятора 5, 7, 9, 10, имеющих разную жесткость и связанных с опорными элементами оборудования. Система дополнительно содержит платформу 3, на которой крепится виброизолируемый станок 2 и которая опирается на два вертикально расположенных виброизолятора 5, 6 и демпфирующий элемент 4, расположенные под платформой, а один виброизолятор 7 расположен над свободным концом платформы 3 и закреплен другим торцом на рычаге 8, имеющем Г-образную форму в вертикальной плоскости и П-образную форму в горизонтальной плоскости. На рычаге 8 с П-образной формой в горизонтальной плоскости закреплены по крайней мере два виброизолятора 9 и 10 с противоположных сторон относительно свободного конца платформы 3, а на противоположном конце платформы установлен демпфирующий элемент 4.

Демпфирующий элемент 4 выполнен в виде пакета сетчатых упругих элементов и содержит шток 14, расположенный в центральной части пакета, соосно и с зазорами 12 соответственно в верхнем 17 и нижнем 18 сетчатых упругих элементах и центральной пластины 22, на которой закреплены опорные кольца 21 и 19, при этом верхний 17 сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой 15 сетчатого пакета, а нижний 18 сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой 23, жестко соединенной с основанием 11 пакета.

При этом в верхнем сетчатом упругом элементе 17, в его центре, осесимметрично штоку 25 расположен верхний демпфер сухого трения, выполненный в виде верхней гильзы 14, жестко соединенной с крышкой 15, и нижней гильзы 13, жестко соединенной с центральной пластиной 22, при этом гильзы 13 и 14 соединены с натягом, образуя пару трения, а шток 25 размещен в них коаксиально и с зазором. Нижняя часть штока 25 соединена с основанием 11 пакета, жестко соединенным с нижней нажимной шайбой 23, а верхняя расположена в верхнем сетчатом упругом элементе, выступая за поверхность верхней крышки 15.

В нижнем сетчатом упругом элементе 18, в его центре, осесимметрично штоку 25 расположен нижний демпфер сухого трения, выполненный в виде нижней гильзы 24, жестко соединенной с нижней нажимной шайбой 23, и верхней гильзы 20, жестко соединенной с центральной пластиной 22, при этом гильзы 20 и 24 соединены с натягом, образуя пару трения, а шток 25 размещен в них коаксиально и с зазором.

Плотность сетчатой структуры каждого упругого сетчатого элемента 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.

Упругие сетчатые элементы 17 и 18 могут быть выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

Демпфирующий элемент 4 работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан) упругие сетчатые элементы 17 и 18 воспринимают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.

Виброизолирующая система работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта 2 виброизоляторы 5, 6 и 7 воспринимают вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные нагрузки воспринимаются виброизоляторами 9 и 10, расположенными на рычаге 8 с П-образной формой в горизонтальной плоскости. За счет такой схемы выполнения маятникового подвеса обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям x, у, z и поворотным колебаниям вокруг этих осей).

Предложенная виброизолирующая система является эффективной, а также отличается простотой при монтаже и эксплуатации.

Возможен вариант, когда основание 11 пакета сетчатых упругих элементов, которое жестко соединено с нижней нажимной шайбой 23, в которую упирается нижний 18 сетчатый упругий элемент, выполнено в виде упругодемпфирующей пластины (фиг. 4, 5).

Упругодемпфирующая пластина (фиг. 4) выполнена из эластомера в виде чередующихся выступов 28 и впадин 26 относительно центральной пластины 27 в шахматном порядке, причем выступы с одной стороны пластины 27 размещены над впадиной с другой стороны центральной пластины 27. Форма выступов и впадин может быть как многоугольной, например прямоугольной, квадратной, трапецеидальной, так и описываемой кривыми второго порядка, например, в виде окружности, эллипса, гиперболы, параболы, так и в виде их комбинации.

Возможен вариант, когда упругодемпфирующая пластина (фиг. 5) выполнена в виде пакета по крайней мере двух упругих пластин 32 и 33, разделенных промежуточным элементом 29, расположенных между жесткой верхней пластиной 30 и основанием 31 объекта защиты.

Упругодемпфирующая пластина работает следующим образом.

При колебаниях объекта защиты, установленного на виброизоляторе, соединенном с пластиной, упругий элемент из эластомера в виде чередующихся выступов 28 и впадин 26 относительно центральной пластины 27, или пакет упругих элементов 32 и 33 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения упругого элемента, что дает ему определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости.

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования. Система содержит основание, виброизоляторы с разной жесткостью, демпфирующий элемент пакетного типа, платформу для размещения на одном из ее концов виброизолируемого станка, рычаг, установленный на основании. Два виброизолятора расположены вертикально между платформой и основанием, один виброизолятор расположен вертикально между свободным концом платформы и рычагом, и по крайней мере два виброизолятора закреплены в горизонтальной плоскости между рычагом и двумя противоположными сторонами свободного конца платформы, а демпфирующий элемент установлен вертикально между основанием и концом платформы со стороны установки станка. Использование изобретения позволяет повысить эффективность виброизоляции в резонансном режиме. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Виброизолирующая система для станка, содержащая основание, по крайней мере четыре виброизолятора с разной жесткостью, демпфирующий элемент, платформу для размещения на одном из ее концов виброизолируемого станка, рычаг, установленный на основании и имеющий Г-образную форму в вертикальной плоскости и П-образную форму в горизонтальной плоскости, при этом два виброизолятора расположены вертикально между платформой и основанием, один виброизолятор расположен вертикально между свободным концом платформы и рычагом, и по крайней мере два виброизолятора закреплены в горизонтальной плоскости между рычагом и двумя противоположными сторонами свободного конца платформы, а демпфирующий элемент установлен вертикально между основанием и концом платформы со стороны установки станка, отличающаяся тем, что демпфирующий элемент выполнен в виде пакета, состоящего из верхнего и нижнего сетчатых упругих элементов и центральной пластины с опорными кольцами, в центральной части которого соосно ему расположен шток с зазорами относительно верхнего и нижнего сетчатых упругих элементов, при этом верхний сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой пакета, нижний сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой, жестко соединенной с основанием пакета, нижняя часть штока соединена с основанием пакета, а верхняя выполнена выступающей за поверхность верхней крышки пакета, причем упругие сетчатые элементы, расположенные со стороны основания, имеют плотность сетчатой структуры каждого упругого сетчатого элемента в интервале величин 1,2 г/см³…2,0 г/см³, а проволока упругих сетчатых элементов выполнена из стали марки ЭИ-708 с диаметром в интервале величин 0,09 мм… 0,15 мм, при этом основание пакета сетчатых упругих элементов выполнено в виде упругодемпфирующей пластины из эластомера, имеющей чередующиеся выступы и впадины на ее верхней и нижней поверхностях, расположенные относительно центральной части пластины таким образом, что выступы на одной из поверхностей размещены напротив впадин на другой поверхности.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в центре верхнего сетчатого упругого элемента соосно штоку и с зазором относительно него расположен верхний демпфер сухого трения, выполненный в виде верхней гильзы, жестко соединенной с крышкой пакета, и нижней гильзы, жестко соединенной с центральной пластиной, при этом упомянутые гильзы соединены друг с другом с натягом с образованием пары трения.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в центре нижнего сетчатого упругого элемента соосно штоку и с зазором относительно него расположен нижний демпфер сухого трения, выполненный в виде нижней гильзы, жестко соединенной с нижней нажимной шайбой, и верхней гильзы, жестко соединенной с центральной пластиной, при этом упомянутые гильзы соединены друг с другом с натягом с образованием пары трения.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что форма выступов и впадин на поверхностях упругодемпфирующей пластины выполнена многоугольной, например прямоугольной, квадратной, трапецеидальной, или описываемой кривыми второго порядка, например, в виде окружности, эллипса, гиперболы, параболы, или в виде их комбинации.

5. Виброизолирующая система для станка, содержащая основание, по крайней мере четыре виброизолятора с разной жесткостью, демпфирующий элемент, платформу для размещения на одном из ее концов виброизолируемого станка, рычаг, установленный на основании и имеющий Г-образную форму в вертикальной плоскости и П-образную форму в горизонтальной плоскости, при этом два виброизолятора расположены вертикально между платформой и основанием, один виброизолятор расположен вертикально между свободным концом платформы и рычагом, и по крайней мере два виброизолятора закреплены в горизонтальной плоскости между рычагом и двумя противоположными сторонами свободного конца платформы, а демпфирующий элемент установлен вертикально между основанием и концом платформы со стороны установки станка, отличающаяся тем, что демпфирующий элемент выполнен в виде пакета, состоящего из верхнего и нижнего сетчатых упругих элементов и центральной пластины с опорными кольцами, в центральной части которого соосно ему расположен шток с зазорами относительно верхнего и нижнего сетчатых упругих элементов, при этом верхний сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой пакета, нижний сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой, жестко соединенной с основанием пакета, нижняя часть штока соединена с основанием пакета, а верхняя выполнена выступающей за поверхность верхней крышки пакета, причем упругие сетчатые элементы, расположенные со стороны основания, имеют плотность сетчатой структуры каждого упругого сетчатого элемента в интервале величин 1,2 г/см³…2,0 г/см³, а проволока упругих сетчатых элементов выполнена из стали марки ЭИ-708 с диаметром в интервале величин 0,09 мм… 0,15 мм, при этом основание пакета сетчатых упругих элементов выполнено в виде пакета из по крайней мере двух упругодемпфирующих пластин из эластомера, разделенных промежуточным элементом, причем упругодемпфирующие пластины выполнены с чередующимися выступами и впадинами на их верхней и нижней поверхностях, расположенными относительно центральной части пластин таким образом, что выступы на одной из поверхностей размещены напротив впадин на другой поверхности.