Виброизолирующее устройство Советский патент 1992 года по МПК E02D27/44 F16F15/00 

Изобретение Относится к амортизационным системам и предназначено для виброизоляции Фундаментов от периодических, преимущественно низкочастотных динамических воздействий, вызванных работой тяжелых машин.

Известно виброизолирующее устройство (а.с. № 594248, кл. Е 02 D 27/34, 1978 г.), содержащее тарели с криволинейными поверхностями и размещенное между ними тело качения, выполненное в виде шара,

Недостатком указанной конструкции является низкая эффективность гашения колебаний, так как при малом радиусе криволинейных поверхностей, восстанавливающая сила слишком быстро нарастает, что приводит к эффекту незначителъно отличающемуся от эффекта жесткого фундамента.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является устройство (а.с. № 857357, кл. Е 02 D 27/34, 1981 г,), содержащее две обращенные друг к другу тарели и установленное между ними тело качения. Недостатком данного устройства является его низкая надежность, так как при виброизоляции машин с длительным временем разгона либо выбега наблюдается значительный рост амплитуд при прохождении резонанса, что приводит к поломкам устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в виброизолирующем устройстве, включающем расположенные друг над другом тарели с вогнутыми опорными поверхностями и размещенное между тарелями тело качения, выполнено составным из верхнего и нижнего из шаровых сегментов, соединенЧ

О

со ел оо ю

ных между собой основаниями, причем радиус шарового сегмента определен из соотношения

1,,4Rm

где а - диаметр основания шарового сегмента;

R - радиус кривизны шарового сегмента;

Rm - радиус кривизны опорных поверхностей тарелей.

Наличие отличий от прототипа подтверждает соответствие предложенного решения критерию новизна.

Существенность отличий подтверждается тем, что в ходе поиска нами не обнаружен объект, содержащий комплекс признаков, аналогичных заявляемому и решающий поставленную задачу.

Предлагаемое техническое решение схематически представлено на чертеже.

Устройство состоит из нижней 1 и верхней 2 тарелей, между которым расположено тело качения 3, выполненное составным из верхнего и нижнего шаровых сегментов 4, соединенных между собой основанием 5-. На верхней тарели 2 расположен виброизо- лируемый объект 6. Нижняя тарель 1 установлена на фундамент 7.

Как показали расчеты, проведенные при проработке различных вариантов виброизолирующих устройств достижение цели возникает при определенных соотношениях между диаметром основания и радиусами кривизны шаровых сегментов и опорных поверхностей тарелей. Так, для того, чтобы при прохождении резонанса не происходило проскальзывания между телом качения и тарелями радиус кривизны шарового сегмента не должен превышать 1,6 длины основания. Например, для конусной дробилки КМД 1750, установленной на Сычовском ГОКе с диаметром основания мм и радиусом кривизны шарового сегмента мм, при прохождении резонанса в момент появления углового контакта происходит упор между тарелями и телом качения. Упор происходит вследствие того, что при указанных размерах угол между основанием а и касательной к поверхности тарелей в точках контактирования А и В будет всегда больше угла трения 17. Если увеличить радиус кривизны шарового сегмента, например до 550 мм, то в момент появления углового контакта произойдет проскальзывание тарелей относительно тела качения, так как угол между основанием а и касательной будет меньше угла трения. Такой режим, качение с проскальзыванием, может привести к разрушению виброизолирующего устройства.

С другой стороны радиус кривизны шарового сегмента R не должен быть меньше 0,4 радиуса кривизны опорных поверхностей тарелей Rm. Уменьшение R более указан5 ной величины приведет к росту сил сопротивления качению при перекатывании тела качения по поверхности тарелей между точками А и В. Это обстоятельство связано с тем, что возрастают контактные давления,

0 которые вызывают зарождение областей пластического течения металлов. Например, для той же конусной дробилки при мм и мм при материале тела качения и тарелей сталь 35 контактные на5 пряжения равны 42 10 МПа (допускаемые напряжения для стали 35-54 10 МПа, см. В. И. Анурьев. Справочник конструктора-машиностроителя. Том 1, М., Машиностроение, 1978 г., стр. 86). В то же время при

0 MM, контактные напряжения (56 10 МПа) превысили допускаемые значения.

Работа предлагаемого виброизолирующего устройства осуществляется следую5 щим образом.

При установившемся зарезонансном режиме работы виброизолируемого объекта 6 происходит периодическое взаимное смещение тела качения 3 и верхней тарели 2.

0 Тело качения шаровой поверхностью 4 перекатывается по нижней тарели 1, установленной на фундаменте 7. При остановке двигателя (на рисунке не показано) снимается вибровозбуждение и происходит по5 степенное нарастание амплитуд колебаний объекта 6. По мере приближения к резонансу зона перекатывания охватывает всю область между точками А и В. Дальнейшее увеличение амплитуды сопряжено с измене0 нием условий контактирования тела качения 3 и тарелей 1 и 2, вследствие появления углового контакта по основаниям 5 шаровых сегментов 4. Появление углового контакта скачкообразно увеличивает жесткость сис5 темы, вызванную изменением характера подъема центра масс виброизолируемого объекта 6, чем обеспечивается ограничение его амплитуд колебаний.

Предлагается выполнить для конусной

0 дробилки КМД 1750, установленной на Сычовском ГОКе виброизолирующее устройство со следующими конкретными значениями;

радиус тарели - 250 мм;

5 радиус шарового сегмента - 100 мм;

диаметр основания шарового сегмента - 130мм,

По сравнению с прототипом заявляемое виброизолирующее устройство имеет следующие преимущества:

эффективнее ограничивает амплитуду колебаний при резонансных явлениях;

сокращает время прохождения резонанса;

при прочих равных условиях имеет меньшие габаритные размеры;

имеет более низкие значения контактных давлений при одинаковых габаритных размерах;

позволяет повысить надежность рабо- ты устройства, уменьшить массу фундаментов и уменьшить динамические нагрузки на виброизолируемый объект.

Сопоставление результатов расчетов амплитуд колебаний станины и усилий, пе- редаваемых на фундамент предлагаемого виброизолирующего устройства с известным (см. техническую документацию ПО Уралмашзавод НИЙтяжмаш ОТК ГМ черт. Ns 1275.21.100 СБ) показало его существен- ное преимущество за счет уменьшения (15- 20 рзз) нагрузок, передаваемых на фундамент и (7-10 раз) амплитуд колебаний станины.

В настоящее время в НПО Чер- метмеханизация разработана конструкция зиброизолирующего устройства.

Предполагается во второй половине 1990 г. изготовить, а в первой половине 1991 г. установить и испытать указанное виброизолирующее устройство на конусной дробилке КСД 1750 Сычовского ГОКа. Экономический эффект от внедрения одной системы виброизоляции предлагаемой конструкции составит 6625 рублей. В целом по отрасли эффект составит 92,75 тыс. руб.

Формула изобретения

Виброизолирующее устройство, включающее расположенные одна-над другой та- рели с вогнутыми опорными поверхностями и размещенное между тарелями тело качения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, тело качения выполнено составным из верхнего и нижнего шаровых сегментов, соединенных между собой основаниями, причем радиус R кривизны шарового сегмента определен из соотношения

1,6а R 0,4RT.

где а - диаметр основания шарового сегмента;

RT - радиус кривизны опорных поверхностей тарелей.

Использование: виброизоляция фундаментов от периодических, преимущественно низкочастотных, динамических воздействий, вызванных работой тяжелых машин. Сущность изобретения: виброизолирующее устройство содержит верхнюю и нижнюю та- рели, между которыми расположено тело качения. Тело качения выполнено из верхнего и нижнего шаровых сегментов, соединенных между собой основаниями. На верхней та- рели расположен виброизолируемый объект, Нижняя тарель установлена на фундаменте. Радиус шарового сегмента определен из соотношения: 1,, где а - диаметр основания шарового сегмента, R - радиус кривизны шарового сегмента, RT - радиус кривизны опорных поверхностей та- релей. 1 ил. (Л С

У/7//

Редактор О.Стенина

/7777//////////////////7 7

Составитель В.Сизоненко

Техред М.МоргенталКорректор М.Петрова