ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ СФЕРИЧЕСКИЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР Российский патент 2018 года по МПК F16F3/10 

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 двухступенчатом сферическом виброизоляторе, выполненным в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных и идентичных каркасов: верхнего и нижнего каркасов, с соосно размещенными в них соответственно верхнего и нижнего упругодемпфирующих элементов, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин, витки которых покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, верхний и нижний каркасы выполнены в виде эксцентрично расположенных, жестких сферических оболочек: верхней и нижней, при этом верхние торцы, верхнего и нижнего упругодемпфирующих элементов закреплены на внутренней поверхности сферических оболочек посредством секторов, выполненных из материала с клеевыми и вибродемпфирующими свойствами, например из полиуретана, при этом периферийные части сферических оболочек соединены, по крайней мере двумя, наклонными упругими элементами, выполненными из материала с клеевыми и вибродемпфирующими свойствами, например из полиуретана, а нижняя сферическая оболочка виброизолятора соединена с основанием посредством вертикальных упругих элементов, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез двухступенчатого сферического виброизолятора, на фиг. 2 -вариант выполнения нижнего упругодемпфирующего элемента 8.

Двухступенчатый сферический виброизолятор выполнен в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных и идентичных каркасов: верхнего 1 и нижнего 2 каркасов, с соосно размещенными в них соответственно верхнего и нижнего упругодемпфирующих элементов 7 и 8, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин, витки которых покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном. На верхнем 1 каркасе, на платформе 10, соединенной с ним посредством растяжек, закреплен виброизолируемый объект (на чертеже не показан).

Верхний 1 и нижний 2 каркасы выполнены в виде эксцентрично расположенных, жестких сферических оболочек: верхней и нижней, при этом верхние торцы, верхнего 7 и нижнего 8 упругодемпфирующих элементов закреплены на внутренней поверхности сферических оболочек посредством секторов 3 и 4, выполненных из материала с клеевыми и вибродемпфирующими свойствами, например из полиуретана.

Периферийные части сферических оболочек соединены, по крайней мере двумя, наклонными упругими элементами 5 и 6, выполненными из материала с клеевыми и вибродемпфирующими свойствами, например из полиуретана. Нижняя сферическая оболочка виброизолятора соединена с основанием посредством вертикальных упругих элементов 9, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин.

Двухступенчатый сферический виброизолятор работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта, установленного на платформе 10 верхнего 1 каркасе двухступенчатого каркаса, обеспечивается пространственная виброзащита основания и защита объекта от вибрации и ударов. При этом наклонно расположенные упругие элементы 5 и 6 верхнего каркаса, а также вертикальные упругие элементы 9 нижнего каркаса выполняют одновременно функции виброизолирующих элементов и элементов шарнирного типа, способных отслеживать в допустимых пределах угловые перемещения виброизолируемого объекта.

Выполнение нижнего и верхнего упругодемпфирующих элементов 7 и 8 двухступенчатого каркаса в виде цилиндрических винтовых пружин, витки которых покрыты вибродемпфирующим материалом, позволяет обеспечить дополнительное демпфирование системы виброизоляции в целом.

На фиг. 2 представлен вариант выполнения нижнего упругодемпфирующего элемента 8, выполненного в виде демпфера, содержащего корпус, выполненный в виде цилиндра 11 с днищем 12, в котором расположен поршень 13, выполненный в виде стакана с, параллельными между собой и соосными корпусу, верхним 14 и нижним 15 буртиками и проточкой 16, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками, в проточке 16, 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 19, расположенная между поршнем 13 и днищем 12 корпуса демпфера, причем полость 18 между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина 19, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например в виде крошки из вибродемпфирующего материала.

Верхняя поверхность верхнего буртика 14 поршня 13 упирается в упругое кольцо 20, соединенное со стопорным кольцом, фиксируемым его в канавке внутренней поверхности цилиндра 11, которое предназначен для фиксации поршня 13 в корпусе демпфера. На поршне 13 закреплена платформа 17. В качестве фрикционного материала с более высоким коэффициентом трения, расположенного в полости 18 между поршнем 13 и днищем 12 корпуса, в которой расположена пружина 19, 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 16, между буртиками 14 и 15, поршня 13 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÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.

Демпфер сухого трения работает следующим образом.

Днище 12 корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 13, устанавливается на основании, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта.

При колебаниях платформы 17, 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 14 и 15 поршня, а также за счет элементов сетчатой структуры, расположенных в полости 18 между поршнем и днищем 2 корпуса, в которой расположена пружина 19.

Возможен вариант, когда пружина 19, расположенная между поршнем и днищем 12 корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор выполнен в виде последовательно соединенных идентичных каркасов. В каждом каркасе соосно размещен упругодемпфирующий элемент: верхний – в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты полиуретаном, и нижний в виде демпфера. Каркасы выполнены в виде эксцентрично расположенных жестких сферических оболочек. Верхние торцы упругодемпфирующих элементов закреплены на внутренней поверхности сферических оболочек посредством секторов. Секторы выполнены из материала с клеевыми и вибродемпфирующими свойствами, например из полиуретана. Периферийные части сферических оболочек соединены двумя наклонными упругими элементами, выполненными из полиуретана. Нижняя сферическая оболочка соединена с основанием посредством вертикальных упругих элементов, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин. Демпфер содержит корпус в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень. Поршень выполнен в виде стакана с буртиками. Между буртиками расположен спеченный фрикционный материал на основе меди. В нижнюю поверхность поршня упирается пружина. Полость между поршнем и днищем корпуса заполнена фрикционным материалом. В канавке внутренней поверхности цилиндра фиксируется стопорное кольцо. Стопорное кольцо через упругое кольцо контактирует с верхней поверхностью верхнего буртика. Достигается повышение эффективности виброизоляции. 2 ил.

Двухступенчатый сферический виброизолятор, выполненный в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных и идентичных верхнего и нижнего каркасов с соосно размещенными в них соответственно верхним и нижним упругодемпфирующими элементами, при этом верхний упругодемпфирующий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, отличающийся тем, что верхний и нижний каркасы выполнены в виде эксцентрично расположенных жестких сферических оболочек: верхней и нижней, при этом верхние торцы верхнего и нижнего упругодемпфирующих элементов закреплены на внутренней поверхности сферических оболочек посредством секторов, выполненных из материала с клеевыми и вибродемпфирующими свойствами, например из полиуретана, при этом периферийные части сферических оболочек соединены по крайней мере двумя наклонными упругими элементами, выполненными из материала с клеевыми и вибродемпфирующими свойствами, например из полиуретана, а нижняя сферическая оболочка виброизолятора соединена с основанием посредством вертикальных упругих элементов, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин, при этом нижний 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.