Виброизолятор Российский патент 2023 года по МПК F16F7/02 F16F15/02 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для защиты от вибрации различного оборудования, а так же использования в качестве опор корпусов вибрационных машин, в частности, виброконвейеров и грохотов.

Как известно, одним из недостатков вибрационных машин зарезонансного типа является резкое увеличение амплитуды колебаний при прохождении зоны резонанса в процессе пуска и выбега. Резонансные амплитуды могут значительно превосходить амплитуды колебаний при установившемся режиме работы, что является недопустимым с точки зрения нормальной эксплуатации (см. Е.Н. Гаврилов, Монография: «Разработка и исследование зарезонансного асинхронного электропривода вибрационных транспортирующих машин». Нижнекамск, НХТИ ФГБОУ ВПО "КНИТУ". 2015, с. 123-7,688).

Известен амортизатор резинометаллический с осевым податливым ограничителем (см патент RU №2306462, МПК F16F 7/12) включающий в себя: основание, стержень, две опорные резиновые втулки, фторопластовую прокладку, установленную между стержнем и опорными резиновыми втулками, упорные резиновые втулки, стальные тарелки, а также установленные между стальными тарелками и между верхней и нижней гранями промежуточного корпуса или лапы оборудования фторопластовые прокладки, впрессованные в лапу оборудования или в отверстие промежуточного корпуса, защитное полиуретановое кольцо и установленные в основании поджатые полиуретановые шайбы, определяющие податливость стержня.

Недостатком данного устройства является высокая сложность изготовления, низкая энергоемкость в осевом направлении, обусловленная малым ходом подвижных частей, незначительное увеличение жесткости амортизатора при предельных значениях нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является виброизолятор упругоинерционный (см. патент на изобретение RU №2269701, МКИ F16F 7/02), содержащий основание, выполненное S-образным, в виде горизонтальных полок, связанных между собой вертикальной стойкой, на которой посредством шарнира, относительно центра вертикальной стойки закреплен двуплечий рычаг для крепления виброизолируемого объекта и упругие элементы, размещенные симметрично относительно оси шарнира для связи рычага с основанием. Виброизолируемый объект крепится на конце двуплечего рычага, противоположном креплению одного из упругих элементов.

Недостатком данного устройства является то, что оно имеет неизменную жесткость виброизолятора независимо от приходящей на него нагрузки, не позволяющую менять его деформационную характеристику.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности виброизолятора путем увеличения его жесткости по мере возрастания нагрузки и роста амплитуды колебаний.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в предлагаемом виброизоляторе, содержащем основание, рычаг крепления виброизолируемого объекта и упругие элементы связи рычага с основанием, основание снабжено опорными поверхностями в виде лап или фланцев и выполнено в виде профильной трубы с внутренним отверстием, соответствующим форме наружной поверхности упругого элемента, при этом размеры сопрягаемых наружных поверхностей упругого элемента больше или равны размерам отверстия основания. Упругие элементы снабжены центральными отверстиями, форма которых повторяет форму оси рычага, а их размеры меньше или равны сопрягаемым размерам оси рычага и снабжены двумя или более отверстиями, расположенными радиально, относительно центрального отверстия, и в них установлены демпфирующие элементы, меньшей твердости или плотности чем материала, из которого изготовлены упругие элементы. Кроме того, внутренние отверстия основания в виде профильной трубы могут быть выполнены трех-, четырех- или многоугольной формы, как и ось рычага в сечении трех-, четырех- или многоугольной формы, а упругие элементы изготовлены из неметаллического материала с высоким коэффициентом внутреннего трения, например, резины, полиуретана.

Совокупность существенных отличий конструктивных элементов предлагаемого технического решения от уже известных позволяет обеспечить прогрессивную деформационную характеристику виброизолятора, который работает как мягкий в установившемся режиме и как жесткий во время запуска и остановки вибрационной машины.

Для крепления к неподвижной площадке или фундаменту основание снабжено опорными поверхностями в виде лап или фланцев. Выполнение основания в виде профильной трубы с внутренним отверстием, соответствующим форме наружной поверхности упругого элемента, позволяет обеспечить его установку без зазоров, по плотной или прессовой посадке, во внутреннее отверстие основания.

Помимо этого упругие элементы снабжены центральными отверстиями, форма которых повторяет форму оси рычага, а их размеры меньше или равны сопрягаемым размерам оси рычага так же для обеспечения его плотной или прессовой посадки. Кроме того, упругие элементы снабжены двумя или более отверстиями, расположенными радиально, относительно центрального отверстия, и в них установлены демпфирующие элементы меньшей твердости или плотности, чем материал, из которого изготовлены упругие элементы. Это позволяет изменять деформационную характеристику виброизолятора, в зависимости от величины нагрузки. При малых значениях нагрузки, деформируются только внутренние стенки упругих элементов и сами демпфирующие элементы. При росте нагрузки, помимо демпфирующих элементов и внутренних стенок упругих элементов, так же деформируются внешние стенки упругих элементов, что приводит к увеличению объема деформируемого материала, а значит к изменению деформационной характеристики виброизолятора и повышению его жесткости.

Выполнение внутреннего отверстия основания в виде профильной трубы трех-, четырех- или многоугольной формы, как и оси рычага в сечении трех-, четырех- или многоугольной формы позволяет получить необходимую площадь контактной поверхности между металлическими частями виброизолятора и его упругими элементами.

Благодаря тому, что упругие элементы изготовлены из неметаллического материала с высоким коэффициентом внутреннего трения, например, резины, полиуретана, достигается эффективное рассеивание энергии колебаний.

Конструкция предлагаемого виброизолятора иллюстрируется чертежами: на фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 - его вид в разрезе.

Виброизолятор содержит основание 1 в виде профильной трубы с внутренним отверстием, например, четырехугольной формы, в которое с двух противоположных сторон запрессованы упругие элементы 2, изготовленные из неметаллического материала обладающего высоким коэффициентом внутреннего трения, например, полиуретана. При этом форма наружной поверхности упругих элементов повторяет форму отверстия основания 1 для обеспечения плотной или прессовой посадки.

Основание снабжено опорными поверхностями 3 в виде лап или фланцев для его крепления к неподвижной площадке или фундаменту.

В центре упругих элементов 2 имеется отверстие, например, четырехугольной формы, в которое запрессована ось 4 так же четырехугольной формы.

Ось 4 снабжена рычагом 5 предназначенным для связи с виброизолируемым объектом.

Упругие элементы 2, изготовленные из неметаллического материала обладающего высоким коэффициентом внутреннего трения, например, полиуретана, помимо центрального отверстия, например, четырехугольной формы, имеют по крайне мере два отверстия расположенных радиально. В данные отверстия вставлены демпфирующие элементы 6, обладающие меньшей твердостью - большей упругостью по сравнению с материалом самих упругих элементов 2.

Предлагаемый виброизолятор работает следующим образом: нагрузка, в виде средне или низкочастотных колебаний виброизолируемого объекта, воздействуя на рычаг 5, вызывает поворот оси 4 грани, которой деформируют внутренние стенки упругих элементов 2, а те в свою очередь демпфирующие элементы 6, что приводит к рассеиванию энергии колебаний.

При росте нагрузки, помимо демпфирующих элементов 6 и внутренних стенок упругих элементов 2, так же деформируются и внешние стенки упругих элементов 2, что приводит к увеличению объема деформируемого материала, а значит к изменению деформационной характеристики виброизолятора и повышению его жесткости.

Таким образом, обеспечивается малая жесткость виброизолятора в установившемся (зарезонансном) режиме работы вибрационной машины и прогрессивное увеличение его жесткости вместе с ростом нагрузки или амплитуды колебаний при прохождении зоны резонанса.

Предлагаемый виброизолятор, с улучшенной деформационной характеристикой, можно использовать в составе вибрационного оборудования, частота колебаний которого изменяется в зависимости от режима работы, например, установившемся и пусковом.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для защиты от вибрации. Виброизолятор содержит основание, рычаг крепления виброизолируемого объекта и упругие элементы связи рычага с основанием. Основание снабжено опорными поверхностями в виде лап или фланцев и выполнено в виде профильной трубы с внутренним отверстием, соответствующим форме наружной поверхности упругих элементов, при этом размеры сопрягаемых наружных поверхностей упругих элементов больше или равны размерам отверстия основания. Упругие элементы снабжены центральными отверстиями, форма которых повторяет форму оси рычага, а их размеры меньше или равны сопрягаемым размерам оси рычага и снабжены двумя или более отверстиями, расположенными радиально относительно центрального отверстия, и в них установлены демпфирующие элементы меньшей твердости или плотности, чем материала, из которого изготовлены сами упругие элементы. Обеспечивается повышение эффективности виброизолятора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Виброизолятор, содержащий основание, рычаг крепления виброизолируемого объекта и упругие элементы связи рычага с основанием, отличающийся тем, что основание снабжено опорными поверхностями в виде лап или фланцев и выполнено в виде профильной трубы с внутренним отверстием, соответствующим форме наружной поверхности упругих элементов, при этом размеры сопрягаемых наружных поверхностей упругих элементов больше или равны размерам отверстия основания, кроме того, упругие элементы снабжены центральными отверстиями, форма которых повторяет форму оси рычага, а их размеры меньше или равны сопрягаемым размерам оси рычага и снабжены двумя или более отверстиями, расположенными радиально относительно центрального отверстия, и в них установлены демпфирующие элементы меньшей твердости или плотности, чем материала, из которого изготовлены сами упругие элементы.

2. Виброизолятор, содержащий основание, рычаг крепления виброизолируемого объекта и упругие элементы связи рычага с основанием, по п. 1, отличающийся тем, что внутренние отверстия основания в виде профильной трубы могут быть выполнены трех-, четырех- или многоугольной формы, как и ось рычага в сечении трех-, четырех- или многоугольной формы, а упругие элементы изготовлены из неметаллического материала с высоким коэффициентом внутреннего трения, например резины, полиуретана.