Виброизолирующая система Советский патент 1986 года по МПК F16F15/02 F16F9/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции тяжелого прецизионного оборудования.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности виброизоляции.

На фиг. 1 изображено расположение на виброизолирующей системе фотоустановки, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг, 3 - грузонесущий активней пневматический виброизолятор и регулятор, продольное сечение.

Виброизолирующая система содержит защищаемое от вибрации оборудование, например прецизионную фотоустановку 1 с массивным и прочным основанием 2, на котором неподвижно закреплена фотокамера 3 и установлен экран 4 с возможностью линейного перемещения по основанию 2. Установка смонтирована на специальном железобетонном фундаменте 5, способном противостоять статическим и динамическим нагрузкам без разрушения или повреждений. Конструкция фундамента 5 включает три стальные обсадные трубы 6, проходящие до грунта 7. В отверстиях труб 6 установлены сваи 8, которые могут быть выполнены, например, в виде залитых бетоном стальных труб 9. Сваи 8 изолированы от фундамента 5 и представляют собой дополнительный фундамент.

Фотоустановка 1 укреплена на четырех грузонесущих активных пневматических виброизоляторах 10-13 (фиг. 2), каждый из которьк установлен на фундамент 5. Три виброизолятора 10-12 через жесткую накладку 14 механически связаны с тремя автоматическими регуляторами 15 и 17 горизонтального уровня, каждый из которых вьшолнен в виде активного пневматического виброизолятора меньшей грузоподъемности.

to

15

Два регулятора 15 и 17 пн вматичес- ки соединены с грузонесущими виброизоляторами 10 и 12 соответственно Регулятор 16 пневматически соединен сразу с двумя грузойесущими виброизоляторами 11 и 13.

Калодый виброизолятор, как грузонесущий, так и регулирующий (регулятор) , может быть выполнен с некоторыми доработками. Виброизоляторы содержат корпус 20 (фиг. 3) с демпф ной камерой 21, опорную плиту 22 в виде стакана, гибкую диафрагму 23, соединенную герметично по периметр с внутренней поверхностью опорной плиты 22 и наружной поверхностью к пуса 20, образуя с ними рабочую камеру 24.

В зазоре между корпусом 20 и оп 20 ной плитой 22 установлена кольцева амортизирующая прокладка 25, выполненная, например, из поролона.

На опорной плите 22 закреплен т катель 26 с фланцем 27 ни одном конце и заплечиками 28 и 29. Один конец толкателя 26 своим фланцем 2 жестко прикреплен к опорной плите Другой конец толкателя пропущен через рабочую камеру 24 и отверсти в верхней стенке корпуса 20 в демп ную камеру 21 с возможностью углового перемещения. Толкатель 26 гер метично соединен с гибкой диафрагм 23. Между заплечиками 28 и 29 толк теля 26 установлены по свободной посадке впускная 30 и вьтускная 31 заслонки, подпружиненные одна отно тельно другой вдоль оси толкателя пружиной 32.

В демпферной камере 21 на верхн и нижней стенках корпуса регулятор (регулирующих виброизоляторов) 15укреплены впускное 33 и вьшускное 34 сопла, направленные навстречу друг другу. В грузонесущих виброиз

25

30

35

40

чем грузонесущий. Например, при мае- ляторах 10-13 укреплено Только

се фотоустановки 4300 кг грузонесу- впускное сопло 33, а отверстие под

щие виброизоляторы 10-13 имеют грузо подъемность 1000 кг, а регуляторы 15-17 имеют грузоподъемность 100 кг.

Регуляторы 15-17 установлены на являющуюся плоскостью горизонтального отсчета жесткую раму. 18, например, из стального профиля. Рама 18 своими ножками 19 установлена на

сваи 8, причем регуляторы 15-17 уста- 55 пускное сопло 34 сообщается с атмоновлены на раму соосно ножкам 19.

Сеть сжатого воздуха подключена к регулирующим виброизоляторам 15-17.

,

to

15

2378202

Два регулятора 15 и 17 пн вматичес- ки соединены с грузонесущими виброизоляторами 10 и 12 соответственно. Регулятор 16 пневматически соединен сразу с двумя грузойесущими виброизоляторами 11 и 13.

Калодый виброизолятор, как грузонесущий, так и регулирующий (регулятор) , может быть выполнен с некоторыми доработками. Виброизоляторы содержат корпус 20 (фиг. 3) с демпферной камерой 21, опорную плиту 22 в виде стакана, гибкую диафрагму 23, соединенную герметично по периметру с внутренней поверхностью опорной плиты 22 и наружной поверхностью корпуса 20, образуя с ними рабочую камеру 24.

В зазоре между корпусом 20 и опор- 20 ной плитой 22 установлена кольцевая амортизирующая прокладка 25, выполненная, например, из поролона.

На опорной плите 22 закреплен толкатель 26 с фланцем 27 ни одном конце и заплечиками 28 и 29. Один конец толкателя 26 своим фланцем 27 жестко прикреплен к опорной плите 22. Другой конец толкателя пропущен через рабочую камеру 24 и отверстие . в верхней стенке корпуса 20 в демпферную камеру 21 с возможностью углового перемещения. Толкатель 26 герметично соединен с гибкой диафрагмой 23. Между заплечиками 28 и 29 толкателя 26 установлены по свободной посадке впускная 30 и вьтускная 31 заслонки, подпружиненные одна относительно другой вдоль оси толкателя пружиной 32.

В демпферной камере 21 на верхней и нижней стенках корпуса регуляторов (регулирующих виброизоляторов) 1517 укреплены впускное 33 и вьшускное 34 сопла, направленные навстречу друг другу. В грузонесущих виброизо25

30

35

40

50

вьшускное ропло заглушено с резиновым уплотнительным кольцом 36. Впускное 33 и выпускное 34 сопла закрывают впускная 30 и вьтускная 31 заслонки соответственно. Впускное сопло 33 сообщается с источником сжатого воздуха через трубку 35 и отверстие 36 в боковой стенке корпуса 20. Высферой.

Грузонесущие виброизоляторы 10-13 переналажены. Трубка 35 одним концом подсоединена к отверстию 36 в боковой стенке корпуса 20 грузонесу- щего виброизолятора, а другим концом - к отверстию 37 в боковой стенке корпуса 20 регулятора (регулирую- щего виброизолятора) так, что демпферные камеры 21 виброизоляторов сообщаются. Кроме того, отверстие 37 и отверстие под вьшускное сопло 34 в грузонесущих виброизоляторах заглу шены винтами 38 с резиновыми уплот- нительными кольцами 391

Демпферные камеры 21 виброизоляторов сообщаются с рабочими камерами 24 через демпфирующий капилляр 40.

Для удобства начальной регулировки плоскости рамы 18 ножки 19 ввинчены и снабжены шестигранной головкой под ключ 41. По окончании регулировки положение ножек 19 фик- сируют, например, сваркой 42.

Грузонесущие виброизоляторы 10-13 снабжены ограничительными упорами 43, прикрепленным к корпусу 20 таким образом, чтобы величина S свободного хода опорной плиты 22 гру зонесущих виброизоляторов 10-13 быпа меньше величины и свободного хода опорной плиты 22 регуляторов (регулирующих виброизоляторов) 15-17.

Виброизолирующая система работает следующим образом.

Масса фотоустановки 1 передается на жесткие накладки 1 и опорные плиты 22 всех виброизоляторов 10-13 и регуляторы 15-17. Под действием массы опорной части фотоустановки 1 опорные плиты 22 проседают. Плиты 22 грузонесущих виброизоляторов 10-13 встают на упоры 43. Масса фотоустановки 1 передается на корпуса 20 грузонесущих виброизоляторов 10-13 и воспринимается фундаментом 5 Сваи 8 разгружены от массы фотоустановки 1 .

Микросейсмические колебания фундамента 5 через корпуса 20 и плиты 22 грузонесущих виброизоляторов 10-13 передаются на основание 2 фо- тоустановки и отклоняют оптическую ось фотокамеры 3 от проектного положения 44 (на фиг. 1 отклонения 4 для наглядности сильно увеличены). Даже незначительные искажения изоб- ражения например топологии интегралных микросхем, способны привести к неустранимым дефектам изделий.

0

fi о

5

5

0 J

Для приведения виброизолиругощей системы в рабочее состояние сжатый воздух подают через отверстия 36 регуляторов (регулирующих виброизо- ляторов) 15-17. Сжатый воздух через впускное сопло 33 поступает в демпфирующие камеры 21. Иебольщая часть воздуха через демпфирующий капилляр 40 поступает в рабочие камеры 24 регуляторов (регулирующих виброизоляторов) 15-17. Основная часть воздуха через отверстие 37, трубку 35 и отверстие 36 поступает в демпфирующие камеры 21, а затем и в рабочие камеры 24 грузонесущих виброизоляторов 10-13. В результате увеличения давления в рабочих камерах 24, главным образом грузонесущих виброизоляторов 10-13, опорные плиты 22 вместе с толкателями 26 и фотоустановкой 1 поднимаются до нейтрального уровня (фиг. З), соответствующего полному перекрытию заслонками 30 и 31 впускных 33 и вьтускных 34 сопел регулирующих виброизоляторов 15-17.

Пневматическая подвеска виброизоляторов, содержащая демпферные 21 и рабочие 24 камеры, соединенные демпфирующим капилляром 40, воспринимает массу фотоустановки 1. Основная нагрузка воспринимается пневматической подвеской грузонесущих виброизоляторов 10-13 и передается на фундамент 5. Небольшая часть массы фотоустановки 1 воспринимается пневматической подвеской регуляторов (регулирующих виброизолятрров) 15-17 и через раму 18 и ножки 19 передается на изолированные сваи 8.

Прогиб или деформация фундамента 5 под нагрузкой фотоустановки 1 приводит к изменению высоты опорной плиты 22 грузонесущих виброизоляторов 10-13 относительно неподверженных нагрузкам изолированных свай 8. Изменившееся положение опорной плиты 22 грузонесущих виброизоляторов 10-13 через жесткую накладку 14 изменяет положение опорной плиты 22 регуляторов (регулирующих виброизоляторов) 15-17 относительно рамы 18, являющейся плоскостью отсчета. При этом, связанный с опорной плитой 22 толкатель 26 своими заплечиками 28 или 29 открывает или впускную 30, или выпускную 31 заслонки регуляторов (регулирующих виброизоляторов) 15-17, которые открывают соответствующие

сопла 33 или 34 и компенсируют нежелательные отклонения,

Нагрузка на раму 18 незначительна и не превышает утроенной грузоподъемности регуляторов 15-17, например 300 кг в рассмотренном примере. Поскольку регуляторы 15-17 установлены соосно ножкам 19 рамы 18, последняя не испытывает нежелательные изгибающие моменты от действия регулирующих виброизоляторов.

При возникновении сил от внутренних возмущений, например, при изменении массы опорной части фотоустановки 1 из-за перемещения экрана 4 меняется нагрузка на жесткую накладку 14.

При увеличении нагрузки опорная плита 22 проседает. Вместе с ней опускается и толкатель 26, который своим заплечиком 28 опускает впускную заслонку 30. Вьшускное сопло 34 регулирующего виброизолятора остается перекрытым заслонкой 31 действием пружины 32. Сжатый воздух через отверстие 36, трубку 35 и открытое впускное сопло 33 поступает в демпфеную камеру 21. Небольшая часть воздуха через демпфирующий капилляр 40 поступает в рабочую камеру 24. Основная часть воздуха через отверстие 37, трубку 35 и отверстие 36 поступает в демпфирующую камеру 21 гру- зонесущего виброизолятора. В резуль тате увеличения давления в рабочих камерах 24, опорные плиты 22 вместе с толкателем 26 регулирующего виброизолятора и фотоустановкой 1 поднимаются до нейтрального уровня

5

0

оQ

5

(фиг. 3), соответствующего полному перекрытию заслонками 30 и 31 впускного 33 и выпускного 34 сопел регулирующего виброизолятора.

При воздействии внешних возмущений, вызывающих пространственные колебания фундамента 5, возникают дополнительные нагрузки, направленные в общем случае под некоторым углом к опорным плитам 22.

Вертикальные составляющие вибрации воспринимаются пневматической подвеской виброизоляторов. Влагодаря малой жесткости подвески вертикальные составляющие вибрации эффективно ослабляются.

Горизонтальные составляющие вибрации передаются на амортизирующие прокладки 25. Поскольку последние разгружены от массы фотоустановки 1, они могут быть выполнены малой жесткости, способной эффективно ослаблять горизонтальные составляющие вибрации.

При случайном прекращении подачи сжатого воздуха от сети из-за неизбежных утечек опорные плиты 22 виброизоляторов проседают. Опорные плиты груз оне сущих виброизоляторов 10-13 встают на ограничительные упоры 43. Благодаря тому, что зазор в грузонесущих виброизоляторах 10-13 несколько меньше зазора в регуляторах (регулирующих виброизоляторах) 15-17, изолированные сваи 8 разгружены от массы фотоустановки 1 и не испытывают разрушающих деформаций, что значительно повышает надежность виброизолирующей системы.

W

м J4 ti fo Я rj 33

23

37 23 Я 3Z№ 33 3S 22 t

19

4rf

v44n«U4XN|

Редактор И.Сегляник

Составитель А.Машкин Техред О.Гортвай

Заказ 3271/37

Тираж 880Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Е.СЙрохман