Виброизолятор Советский патент 1985 года по МПК F16F7/12 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям виброизоляторов общего назначения. Известен виброизолятор, содержащий несколько включенных параллельно упругих элементов, расположенных между двумя опорами 1. Недостатком указанного виброизолятора является невозможность регулирования его .характеристик. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является виброизолятор, содержащий основной и включенный параллельно ему дополнительный упругие элементы, размещенные между двумя опорами 2. Fieдocтaткaми известной конструкции р.иброи ;олятора являются невозможность реr.i;r;jQF,hHHH ею собственной частоты и ,непта демпфирования в эксплуатации i недостяточр ая надежность, обусловленная (стествепными процессами повыщения жесткости резиновых унругих элементов во времени, ведущие к работе виброизолятора на нерасчетных режимах. Цель изобретения - повышение надеж 1ости и обеспечение возможности регулирования собственной частоты и коэффициента демпфирования виброизолятора при эксплуатации путем перераспределения нагрузок па упругие элементы. Указанная цель достигается тем, что виброизолятор, содержащий параллельно расположенные упругие элементы, размещенные между дву.мя опорами, снабжен установленным с возможностью перемещения и фиксации в одной из опор регулировочным элементом, воздействующим на один из упругих элементов. На фиг. 1 изображен виброизолятор, продольный разрез; на фиг. 2 - вариант выполнения виброизолятора с другими упругими эле.ментами, продольный разрез; на фиг. 3 - график изменения собственной частоты и коэффициента демпфирования в зависимости от соотнощения нагрузки на основной упругий элемент и суммарной нагрузки на виброизолятор опытного образца. Виброизолятор содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 опоры, между которыми размещен основной упругий элемент, состоящий из включенных последовательно спиральной прул-сины 3 и обрезиненной щайбы 4, и дополнительный упругий элемент, состоящий из четырех резинометаллических блоков 5, установленных наклонно в пазах верхней 1 и нижней 2 опор. В верхней опоре 1 установлен с помощью резьбового соединения регулировочный элемент 6, опирающийся посредством упорного подщипника 7 качения на спиральную пружину 3 основного угфугого элемента и имеющий возможность вертикального перемещения и фиксации в определенном положении относительно верхней опоры 1 с помощью, например, установочного винта (не показан). На кольцевом цилиндрическом выступе (не показан) нижней опоры 2 установлена противоударная резиновая втулка 8. Между ее наружной поверхностью и внутренней поверхностью цилиндрического выступа (не показан) верхней опоры 1 образован радиальный зазор а. На центральном стержне 9, жестко закрепленном в нижней опоре 2, установлен упругий ограничитель 10 хода, имеющий возможность вертикального перемещения и фиксируемый в определенном положении контргайкой 11. На выступе верхней опоры 1 закреплена крышка 12. Между сопрягаемыми горизонтальными поверхностями ограничителя 10 хода, верхней опоры 1 и крыщки 12 имеются регламентируемые зазоры В, контролируемые через отверстие (не показано) в выступе верхней опоры 1. Работа и регулировка виброизолятора осуществляются следующим образом. При воздействии динамической нагрузки на виброизолятор его надежность определяется амплитудами относительных перемещений верхней 1 и нижней 2 опоры, зависящими от суммарной динамической жесткости и коэффициента демпфирования виброизолятора. Регулирование собственной частоты и коэффициента демпфирования виброизолятора в эксплуатации во избежание длительной работы последнего на резонансных и околорезонансных режимах производится перемещением цилиндрического регулировочного элемента 6 относительно верхней опоры 1 с помощью резьбового соединения при снятых крыщке 12, контргайке 11 и ограничителе 10 хода. Нри перемещении регулировочного элемента 6 нагрузка перераспределяется между основным и, дополнительным упругими элементами, т.е. между спиральной пружиной 3 с линейной характеристикой «нагрузка-деформация и низким коэффициентом демпфирования и резино-металлическими блоками 5, обладающими жесткой нелинейной характеристикой «нагрузка-деформация и относительно высоким коэффициентом поглощения. Таким образом, собственная частота и коэффициент демпфирования виброизолятора определяются положением регулировочного элемента 6 относительно верхней опоры 1. Очевидно существование двух крайних положений регулировочного элемента 6, при которых вся нагрузка воспринимается либо основным, либо дополнительным упругим элементом, а собственная частота и коэффициент демпфирования виброизолятора достигают соответственно максимальных и минимальных значений. При больщих нагрузках на виброизолятор для снижения момента сопротивления вращению регулировочного элемента 6 между последним и спиральной пружиной 3 устанавливается антифрикционный элемент, например упорный подшипник 7 качения. При колебаниях основания или виброизолируемого агрегата их энергия частично рассеивается в материале резино-металлических блоков 5, спиральной пружины 3 и обрезиненной шайбы 4, а частично отражается в виброактивный объект. При работе виброизолятора вне резонансных зон амплитуда виброперемещений не превышает величин регламентируемых зазоров а, в, и ударов о втулку 8 и ограничитель 10 хода не наблюдается. При толчках, ударах и проходах через резонанс и выбеге наблюдаются упругие удары верхней опоры 1 о втулку 8 и ограничитель 10 хода, и последние обеспечивают частичное рассеивание энергии удара в их упругом материале и ограничение резонансных амплитуд виброперемещений. Помимо основного своего назначения регулировочный элемент 6 позволяет осуществлять замену спиральной пружины 3 и обрезиненной щайбы 4 в эксплуатации без демонтажа опор. Для этого установочный проем для регулировочного элемента 6 в верхней опоре 1 выполнен так, что его контур охватывает контур основного упругого элемента. Кроме того, возможна также замена дополнительного упругого элемента в эксплуатации при полной его разгрузке с помощью перемещения регулировочного элемента 6 вниз. Вариант выполнения предлагаемого устройства отличается от первого варианта изобретения применением в качестве основного упругого элемента резино-металлической втулки 13, работающей на сдвиг и обладающей слабонелинейной «мягкой характеристикой «нагрузка-деформация и относительно высоким коэффициентом демпфирования, а в качестве дополнительного упругого элемента - резино-кордной оболочки 14, заполненной сжатым газом, работающей на сжатие и обладающей существенно нелинейной жесткой характеристикой «нагрузка-деформация и относительно низким коэффициентом демпфирования. Резино-металлическая втулка 13 одновременно выполняет функцию противоударного элемента в горизонтальном направлении и установлена между цилиндрическими выступами нижней опоры 2 и регулировочного элемента 6. Работа и регулировка данного варианта конструкции виброизолятора осуществляется аналогично. Отличие заключается в ином характере изменения собственной частоты (кривая 15 на фиг. 3) и коэффициента демпфирования (кривая 16 на фиг. 3) данного варианта виброизолятора в зависимости от распределения нагрузок на основной и дополнительный упругие элементы 13 и 14. Для небольших статических нагрузок целесообразно применение более простых регулировочных элементов 6 и устройств для их перемещения, например использование клинового соединения, соединения по скользящей посадке с фиксацией установочными винтами и т.п. На фиг. 3 изображен график изменения собственной частоты (кривая 17) и коэффициента демпфирования (кривая 18) в зависимости от соотнощения нагрузки на основной упругий элемент и суммарной нагрузки на виброизолятор при постоянной амплитуде динамической нагрузки для опытного образца, выполненного согласно фиг. 1. На фиг. 3 обозначено: f - собственная частота колебаний виброизолятора, Гц; С - относительный коэффициент демпфирования; РО - статическая нагрузка на основной упругий элемент Н; Р - суммарная статическая нагрузка на виброизо.1ятор, Н (на фиг. 3 Р 40000 Н) Предложенное техническое рещение обеспечивает возможность регулирования собственной частоты и коэффициента демпфирования виброизолятора в эксплуатации, тем самым повышая надежность его работы и обеспечивает возможность замены упругих элементов без демонтажа опор виброизолятора.

ВИБРОИЗОЛЯТОР, содержащий параллельно расположенные упругие элементы, размещенные между двумя опорами, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности и обеспечения возможности регулирования его собственной частоты и коэффициента демпфирования при эксплуатации путем перераспределения нагрузок на упругие эле.менты, он снабжен установленным с возможностью перемещения и фиксации в одной из опор регулировочным элементом, воздействующим на один из упругих элементов. (Л 4 О5 4 Х О5