Виброизолятор Советский патент 1989 года по МПК F16F7/12 

(21)4151509/25-28

(22)26.11.86

(46) 23.04.89. Бюл. № 15

(71)Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А.Кучеренко

(72)А.И.Цейтлин, В.А,Альтергот и М.Е.Кондрахов

(53)621-567.1(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1146496, кл. F 16 F 7/12, 1985.

(54)ВИБРОИЗОЛЯТОР

(57)Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для предохранения объектов от действия вибрационных и ударных нагрузок. Целью изобретения является повышение эффективности виброизоляции вертикальных колебаний вибросистемы за счет регулирования собственной частоты и коэффициента демпфирования путем перераспределения нагрузок на упругие элементы. Виброизолятор с регулируемыми дополнительными упругими элементами с помощью дополнительных регулировочных элементов в виде стяжных болтов совместно с регулируемыми основными упругими элементами обеспечивает возможность изменять в широких пределах как собственную частоту, так и степень демпфирования колебаний виброизоляционной системы, повышая надежность работы виброизолятора, что позволяет использовать его для виброизоляции широкого класса оборудовашя. 5 ил.

се

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для предохранения объектов от действия вибрационных и ударных нагрузок. Целью изобретения является повышение эффективности виброизоляции вертикальных колебаний вибросистемы за счет регулирования собственной частоты и коэффициента демпфирования путем перераспределения нагрузок на упругие элементы. Виброизолятор с регулируемыми дополнительными упругими элементами с помощью дополнительных регулировочных элементов в виде стяжных болтов совместно с регулируемыми основными упругими элементами обеспечивает возможность изменять в широких пределах как собственную частоту, так и степень демпфирования колебаний виброизоляционной системы, повышая надежность работы виброизолятора, что позволяет использовать его для виброизоляции широкого класса оборудования. 5 ил.

vj

Ј

СО

СЛ

«vjj

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для предохранения объектов от действия вибрационных и ударных нагрузок. Цель изобретения - повышение эффективности виброизоляции вертикальных колебаний системы за счет регулирования собственной частоты и коэффициента демпфирования при эксплуатации путем перераспределения нагрузок на основной и дополнительные упругие элементы с помощью основного и дополнительного регулировочных элементов.

На фиг. 1 изображен виброизолятор, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - график зависимости коэффициента потерь от величины сдвига дополнительных упругих элементов относительно их нейтрального положения; на фиг. 4 - график зависимости частоты собственных вертикальных колебаний вибросистемы, виброизолятора и оборудования, установленного на него, при различных нагрузках от величины сдвига дополнительных упругих элементов относительно их нейтрального положения; на фиг. 5 - график зависимостей жесткостей дополнительных упругих элементов от величины напряжений сжатия и сдвига.

Виброизолятор содержит основание 1, верхнюю 2 и нижнюю 3 опоры, между которыми размещен основной упругий элемент, состоящий из включенных последовательно цилиндрической винтовой пружины 4 и резиновой шайбы 5, и дополнительные упругие элементы состоящие из двух плоских резиноме- таллических упругих элементов 6, жестко закрепленных болтами 7 к верхне 2 и нижней 3 опорам. В верхней опоре 2 установлен с помощью резьбового соединения основной регулировочный элемент - регулировочный винт 8, опирающийся через опорную пластину 9 на основной упругий элемент - цилиндрическую винтовую пружину 4 и резиновую шайбу 5, и имеющий возможность перемещения вдоль оси виброязолятора и фиксации с помощью контргайки 10 в определенном положении относительно верхней опоры 2.

Две части нижней опоры 3, противоположно расположенные относительно оси виброизолятора, попарно связаны между собой болтами 11, распо

ложенными перпендикулярно оси виброизолятора и являющимися дополнительными регулировочными элементами, стягивающими дополнительные упругие элементы.

Работа виброизолятора и регулировка его характеристик происходит следующим образом.

Q После установки на виброизолятор оборудования при отпущенной контргайке 10 посредством регулировочного винта 8 устанавливается требуемая собственная частота одновременно со

5 степенью демпфирования виброизолятора. Регулировку требуемой частоты можно и удобнее производить непосредственно при воздействии на виброизолятор динамической нагрузки. При

Q этом не требуется производить полный или частичный демонтаж виброизолятора или вибросистемы, так как головка регулировочного винта 8 вынесена над верхней опорой 2 виброизолятора.

5 Собственая частота виброизолятора и степень его демпфирования при вертикальных колебаниях вибросистемы оп ределяются положением регулировочного винта 8 относительно верхней опоры 2.

0

Для получения максимального демпфирования регулировочный винт 8 устанавливается в положение, в котором при вертикальных колебаниях он не касается опорной пластины 9 и пружины 4. При этом вся динамическая нагрузка воспринимается дополнительными упругими элементами в виде резиноме- таллических упругих элементов 6, определяющими вертикальную жесткость виброизолятора. При перемещении регулировочного винта 8 в сторону основного упругого элемента в виде пружины 4 и резиновой шайбы 5 динамическая нагрузка соответственно перераспределяется между основным и дополнительными упругими элементами. При этом пружина 4 и резиновая шайба 5 сжимаются, а резинометалли- ческие упругие элементы 6 получают предварительную разгружающую деформацию сдвига. В крайнем положении, когда поверхности сопряжения верхней опоры 2 с упругими элементами 6 сдвинуты вверх относительно поверхностей 55 сопряжения упругих элементов 6 с нижней опорой 3 на величину амплитуды колебаний верхней опоры 2, получают режим виброизолятора с минимальным

5

0

45

50

демпфированием при вертикальных колебаниях .

При этом горизонтальная жесткость виброизолятора остается фактически постоянной при его работе в любом режиме благодаря тому, что упругие элементы 6 жестко связаны с верхней 2 и нижней 3 опорами, а дополнительный регулировочный элемент в виде болтов 11 дает возможность изменять величину предварительного сжатия упругих элементов 6.

Выполнение виброизолятора с двумя резинометаллическими упругими эле- ментами 6 позволяет ориентировать горизонтальную жесткость. В данном случае в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси виброизолятора, в котором упругие элементы 6 работа- ют на сжатие, жесткость гораздо выше, чем в вертикальном направлении вдоль оси виброизолятора, когда эти элементы работают на чистый сдвиг.

Таким образом, можно обеспечить жесткое крепление оборудования в одном горизонтальном направлении и задать режим виброизоляции вибросистемы в другом.

При необходимости замены дополнительных упругих элементов 6 требуется отпустить болты 11, вращая регулировочный винт 8, разгрузить полностью упругие элементы 6 и, сняв болты 7, крепящие упругие элементы 6 к верхней 2 и нижней 3 опорам, произвести необходимую замену.

Аналогично можно сменить основной упругий элемент - пружину 4 и резиновую шайбу 5. При этом не требуется-, производить полный демонтаж установленного на виброизолятор оборудования так же, как и в случае замены дополнительных упругих элементов 6.

На фиг. 3 изображены графики зависимостей, коэффициента потерь у от величины сдвига д дополнительных упругих элементов 6 относительно их нейтрального положения (кривая 12) и коэффициента потерь от величины сдвига Д дополнительных упругих элементов 6 для виброизолятора с резиновой шайбой 5 без резины 3311 (кривая 13).

При этом для кривой 12 коэффици- ент потерь fr 0,027 соответствует собственной частоте колебаний вибросистемы Ј0 Гц, так и при частоте

Q

$ 0

5

5

0

5

0

5

0

Ј0 5,5 Гц. Введение в основной упругий элемент резиновой шайбы 5, последовательно соединенной с цилиндрической пружиной 4, увеличивает коэффициент потерь в 1,5-2 раза.

На фиг. 4 представлен график зависимостей частоты собственных вертикальных колебаний вибросистемы Ј0 под нагрузкой Р 258 кгс (кривая 14); Р 312 кгс (кривая 15); Р 362 кгс (кривая 16); Р 416 кгс (кривая 17) от величины сдвига дополнительных упругих элементов 6, рези- нометаллических элементов БРМ из резины марки 51-1562, и основного упругого элемента (цилиндрической пружины) относительно их нейтрального положения.

На фиг. 5 изображен график зависимости жесткостей К х (в направлении сжатия перпендикулярной оси виброизолятора) и К (в направлении сдвига вдоль оси виброизолятора) дополнительных упругих элементов 6, выполненных из резинометаллических элементов БРМ-101, от величины соответствующих напряжений сжатия Ј,„ и сдвига Јг. При этом характеристика деформации сжатия дополнительных элементов 6 в рабочем диапазоне нелинейная в отличие от характеристики деформации сдвига. Жесткость плоских резинометаллических элементов 6 в направлении сдвига фактически не меняется при их обжатии, а их жесткость в направлении сжатия значительно увеличивается.

Путем обжатия дополнительных упругих элементов 6 с помощью дополнительных регулировочных элементов в виде стяжных болтов 11 можно изменять горизонтальную жесткость виброизолятора без. изменения его вертикальной жесткости.

Предлагаемый виброизолятор с регулируемыми дополнительными упругими элементами с помощью дополнительных регулировочных элементов в виде стяжных болтов совместно с регулируемыми основными упругими элементами обеспечивает возможность изменять в широких пределах как собственную частоту, так и степень демпфирования колебаний виброизоляционной системы, повышая надежность работы виброизолятора, что позволяет использовать его для виброизоляции широкого класса виброоборудования .

Формула изобретения

Виброизолятор, содержащий параллельно расположенные основной и дополнительные упругие элементы, размещенные между двумя опорами, и регулировочный элемент, установленный с возможностью перемещения и фиксации в одной из опор и воздействующий на основной упругий элемент, отличающийся тем, что, с целью

повышения эффективности виброизоляции вертикальных колебаний вибросистемы за счет регулирования собственной частоты и коэффициента демпфирования путем перераспределения нагрузок на упругие элементы, он снабжен дополнительными регулировочными элементами в виде болтов, расположенных перпендикулярно к оси виброизолятора и стягивающих дополнительные упругие элементы.

И 7

Фиг.г

Фиг. 5

-/4 -f2 -fO -В -В -4 -2 0 2 Ь 6 6 fO 12 14 A, MM.

К,

кН М600500 № WQ

ZOO WO

«

К;