ВИБРОИЗОЛЯТОР ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ Российский патент 2025 года по МПК F16F15/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции машин и механизмов.

При защите машин и механизмов от вибрации наиболее важным является обеспечение устойчивости колебательной системы и предотвращение возникновения резонансных явлений при совпадении частот собственных и вынужденных колебаний.

Известен виброизолятор для технологического оборудования (см. патент РФ №2624120, МПК F16F 15/08, F16F 3/10), содержащий корпус, выполненный в виде шарнирно-рычажного механизма и фиксируемых стержнями упругих элементов, взаимодействующих посредством шарнирно-рычажного механизма с защищаемым от вибрации объектом.

Недостатками данного виброизолятора являются наличие требующего обслуживания в эксплуатации шарнирно-рычажного механизма и невысокая эффективность работы в резонансной зоне из-за недостаточного демпфирования колебаний.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является виброизолятор пространственный (см. патент РФ №2661669, МПК F16F 7/08, F16F 3/04), содержащий каркас, выполненный в виде жестких дисков, жестко соединенных с цилиндром, соединенным в свою очередь с днищем; а также упругие элементы в виде работающих на сжатие покрытых вибродемпфирующим материалом цилиндрических пружин, верхняя часть которых упирается через вибродемпфирующие прокладки в жесткие диски каркаса, а нижняя часть также через вибродемпфирующие прокладки опирается в основание виброизолятора. В цилиндре соосно размещается гильза, верхний торец которой жестко соединен с платформой для установки виброизолируемого объекта, в которую снизу упирается также работающая на сжатие дополнительная пружина, основание которой закреплено в днище цилиндра. В зазоре между цилиндром и соосно размещенной в нем гильзой установлены центрирующие кольца, а между вибродемпфирующими прокладками упругих элементов размещены дополнительные демпфирующие элементы.

Недостатками данного виброизолятора являются сложность конструкции по причине необходимости изготовления пружин различных типоразмеров и наличия дополнительных демпфирующих элементов, выполненных в виде пластин сетчатой структуры, недостаточная долговечность вследствие возникновения изгибающих моментов при воздействии нагрузки на пружины, работающие на сжатие, а также сравнительно невысокая эффективность работы в резонансном режиме, в том числе по причине возможной потери устойчивости колебательной системы при упруго-пластических деформациях пружин.

Технической задачей заявляемого изобретения является упрощение конструкции виброизолятора, повышение надежности в эксплуатации и обеспечение эффективной работы в резонансных режимах.

Для решения поставленной задачи пространственный виброизолятор, содержащий платформу для установки виброизолируемого объекта, жестко соединенную с цилиндром и гильзой, каркас, имеющий жесткую связь с основанием или фундаментом и упругие связи с гильзой, центрирующее кольцо и нижнюю вибродемпфирующую прокладку, оснащен расположенными по периметру каркаса боковыми вибродемпфирующими прокладками и упругими элементами в виде комплекта работающих на растяжение пружин малой жесткости, причем каждая из пружин одним концом прикреплена к гильзе, а другим к каркасу, при этом центрирующее кольцо покрыто антифрикционным материалом.

Сущность технического решения поясняется чертежом, где приведена конструктивная схема пространственного виброизолятора.

Виброизолятор пространственный состоит из платформы 1 для установки виброизолируемого объекта, цилиндра 2, гильзы 3, каркаса 4, боковых вибродемпфирующих прокладок 5, нижней вибродемпфирующей прокладки 6, центрирующего кольца с антифрикционным покрытием 7 и комплекта работающих на растяжение пружин малой жесткости 8. Каждая из пружин выполнена в виде винтовой цилиндрической пружины, витки которой могут быть покрыты вибродемпфирующим материалом.

При монтаже пространственного виброизолятора нижняя вибродемпфирующая прокладка 6, выполненная из упругого материала, например полиуретана, крепится к основанию или фундаменту колебательной системы, состоящей из защищаемого от вибрации механизма и виброизолятора. Боковые вибродемпфирующие прокладки 5, выполненные из аналогичного упругого материала, крепятся по периметру к внутренней поверхности каркаса 4. Цилиндр 2 жестко соединяется методом сварки с платформой 1 для установки виброизолируемого объекта и к нему крепится выполненное из упругого материала центрирующее кольцо 7 с антифрикционным покрытием. К внутренней поверхности каркаса 4 крепятся верхними концами работающие на растяжение пружины малой жесткости 8. Гильза 3 соосно устанавливается во внутреннее пространство каркаса 4 и соединяется резьбовыми соединениями с цилиндром 2. Затем к ней прикрепляются нижние концы работающих на растяжение пружин малой жесткости 8, таким образом, соединяя посредством упругих связей гильзу 3 и каркас 4. Собранный виброизолятор соединяется с помощью резьбовых соединений с основанием или анкерными болтами с фундаментом виброизолируемого объекта. После монтажа и контроля правильности выполнения монтажных работ виброизолятор готов к работе.

Виброизолятор пространственный работает следующим образом.

При перемещении платформы 1, вследствие возникновения вибраций при работе виброизолируемого объекта, происходит перемещение цилиндра 2 и гильзы 3 и в итоге растяжение комплекта работающих на растяжение пружин малой жесткости 8. Кроме того, применение большого количества пружин, обладающих малой жесткостью по отдельности, но большой суммарной жесткостью всей упругой подвески в целом, способствует снижению накопления энергии вибрации и быстрому переходу от дорезонансного к зарезонансному режиму при работе с различными амплитудно-частотными характеристиками без возникновения резонансных явлений. Возникающие при вибрации машины или механизма (но в меньшей степени, чем при использовании пружин, работающих на сжатие) боковые перемещения воспринимаются центрирующим кольцом с антифрикционным покрытием 7 и боковыми вибродемпфирующими прокладками 5, выполненными из упругих материалов. При превышении предельных расчетных значений амплитуды вертикальных колебаний вступает в работу также выполненная из упругого материала нижняя вибродемпфирующая прокладка 6.

Заявленный виброизолятор в сравнении с прототипом позволяет упростить конструкцию виброизолирующего устройства, повысить его надежность в эксплуатации и обеспечить повышение эффективности гашения колебаний в резонансных режимах.

Использование упругого элемента в виде комплекта работающих на растяжение пружин малой жесткости способствует повышению устойчивости упруго-деформирующейся системы, снижению накопления энергии вибрации и быстрому переходу от дорезонансного к зарезонансному режиму виброизолятора без возникновения резонансных явлений и обеспечивает повышение надежности упругого элемента в эксплуатации и повышение устойчивости работы в резонансных режимах, в отличие от пружин сжатия, при работе которых возникают изгибающие моменты, приводящие к потере устойчивости упруго-деформирующейся системы (устойчивости Эйлера) и возможности поломки пружин.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор пространственный содержит платформу для установки виброизолируемого объекта, каркас, выполненный с возможностью жесткой связи с основанием или фундаментом, с соосно установленной в нем гильзой, цилиндр, жестко соединенный с платформой и гильзой, центрирующее кольцо, закрепленное в зазоре между цилиндром и каркасом, нижнюю вибродемпфирующую прокладку и упругие связи. Упругие связи выполнены в виде работающих на растяжение пружин малой жесткости. Каждая из пружин одним концом прикреплена к гильзе, а другим - к каркасу. Виброизолятор снабжен расположенными по периметру каркаса боковыми вибродемпфирующими прокладками, а центрирующее кольцо покрыто антифрикционным материалом. Обеспечивается упрощение конструкции, повышение надежности и эффективности гашения колебаний в резонансных режимах. 1 ил.

Виброизолятор пространственный, содержащий платформу для установки виброизолируемого объекта, каркас, выполненный с возможностью жесткой связи с основанием или фундаментом, с соосно установленной в нем гильзой, цилиндр, жестко соединенный с платформой и гильзой, центрирующее кольцо, закрепленное в зазоре между цилиндром и каркасом, нижнюю вибродемпфирующую прокладку и упругие связи, отличающийся тем, что упругие связи выполнены в виде работающих на растяжение пружин малой жесткости, причем каждая из пружин одним концом прикреплена к гильзе, а другим - к каркасу, и снабжен расположенными по периметру каркаса боковыми вибродемпфирующими прокладками, а центрирующее кольцо покрыто антифрикционным материалом.