ВИБРОИЗОЛЯТОР ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ ШАРНИРНОГО ТИПА
CAP AND PIN SPATIAL VIBRATION ISOLATOR

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции текстильных машин, в том числе ткацких станков.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2578419, F16F 15/06, содержащий корпус и упругий элемент, взаимодействующий с объектом, корпус выполнен в виде двух связанных между собой уголков, верхняя из полок которых жестко связана со штырем, входящим в отверстие, выполненное в упругом элементе, и опирается на упругий элемент, состоящий из двух последовательно соединенных частей с разной жесткостью, а на планку, связывающую уголки в нижней части свободных полок, перпендикулярно их поверхностям, опирается опорный элемент оборудования.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.
Это достигается тем, что в виброизоляторе пространственном шарнирного типа, выполненным в виде каркаса, состоящего из вертикально расположенной цилиндрической обечайки с днищем, в котором через вибродемпфирующую прокладку закреплен нижний торец упругодемпфирующего элемента, охватывающий осесимметрично и с зазором пустотелый направляющий цилиндр, на верхнем торце которого закреплен диск для установки виброизолируемого объекта, при этом упругодемпфирующий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, цилиндрическая обечайка соединена в верхней части посредством шарниров с укосинами, симметрично расположенными относительно оси упругодемпфирующего элемента, при этом укосины расположены под углом вниз к цилиндрической обечайке и жестко соединены с горизонтальными планками, опирающимися на упругие элементы, вертикально закрепленные через вибродемпфирующие прокладки на основании каркаса и выполненные в виде цилиндрических винтовых пружин, а между днищем цилиндрической обечайки и основанием установлен демпфер из эластомера, например полиуретана, предназначенный для гашения горизонтальных колебаний виброизолируемого объекта.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез виброизолятора пространственного шарнирного типа, на фиг. 2 - схема демпфера 10, установленного между днищем цилиндрической обечайки 1 и основанием.
Виброизолятор пространственный шарнирного типа выполнен в виде каркаса, состоящего из вертикально расположенной цилиндрической обечайки 1 с днищем, в котором через вибродемпфирующую прокладку закреплен нижний торец упругодемпфирующего элемента 7, охватывающий осесимметрично и с зазором пустотелый направляющий цилиндр 6, на верхнем торце которого закреплен диск 5 для установки виброизолируемого объекта. Упругодемпфирующий элемент 7 выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
Цилиндрическая обечайка 1 соединена в верхней части посредством шарниров 2 с укосинами 3 и 4, симметрично расположенными относительно оси упругодемпфирующего элемента 7. Укосины 3 и 4 расположены под углом вниз к цилиндрической обечайке 1 и жестко соединены с горизонтальными планками 8, опирающимися на упругие элементы 9, вертикально закрепленные через вибродемпфирующие прокладки на основании каркаса. Упругие элементы 9 выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин. Между днищем цилиндрической обечайки и основанием установлен демпфер 10 из эластомера, например полиуретана, предназначенный для гашения горизонтальных колебаний виброизолируемого объекта.
Виброизолятор пространственный шарнирного типа работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта, преимущественно с горизонтальной составляющей вибродинамической нагрузки, например ткацких станков, вертикальную составляющую нагрузки воспринимает упругодемпфирующий элемент 7, а горизонтальную - демпфер 10 из эластомера. При этом обеспечивается пространственная виброзащита основания и защита объекта от вибрации и ударов, а упругие элементы 9, установленные между горизонтальными планками 8 и основанием, выполняют одновременно функции виброизолирующих элементов и элементов шарнирного типа, способных отслеживать в допустимых пределах угловые перемещения виброизолируемого объекта. Выполнение упругодемпфирующего элемента 7 в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, позволяет обеспечить дополнительное демпфирование системы виброизоляции в целом.
Возможен вариант, когда между днищем цилиндрической обечайки 1 и основанием установлен демпфер 10, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндра 11 с днищем 12, в котором расположен поршень 13, выполненный в виде стакана с, параллельными между собой и соосными корпусу, верхним 14 и нижним 15 буртиками и проточкой 16, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками, в проточке 16, расположен фрикционный материал, например металлическая стружка, пластмассовые или металлические шарики, т.е. выбираемый в зависимости от требуемого коэффициента трения. В нижнюю поверхность поршня упирается пружина 19, расположенная между поршнем 13 и днищем 12 корпуса демпфера, причем полость 18 между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина 19, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например в виде крошки из вибродемпфирующего материала.
3
Верхняя поверхность верхнего буртика 14 поршня 13 упирается в упругое кольцо 20, соединенное со стопорным кольцом, фиксируемым его в канавке внутренней поверхности цилиндра 11, которое предназначено для фиксации поршня 13 в корпусе демпфера. На поршне 13 закреплена платформа 17. В качестве фрикционного материала с более высоким коэффициентом трения, расположенного в полости 18 между поршнем 13 и днищем 12 корпуса, в которой расположена пружина 19, используется например песок, шарики из полиуретана, элементы сетчатой структуры, плотность элементов сетчатой структуры находится в оптимальном интервале величин 1,2…2,0 г/см, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09…0,15 мм.
Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала, расположенного в проточке 16, между буртиками 14 и 15, поршня 13 используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.
Демпфер сухого трения работает следующим образом.
Днище 12 корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 13, устанавливается на основании, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта.
При колебаниях платформы 17, обеспечивается пространственная виброзащита основания и защита его от ударов.
Демпфер сухого трения способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций за счет комбинированного демпфирования и повышает эффективность виброзащиты на резонансе за счет фрикционного материала, расположенного между буртиками 14 и 15 поршня, а также за счет элементов сетчатой структуры, расположенных в полости 18 между поршнем и днищем 2 корпуса, в которой расположена пружина 19.
Возможен вариант, когда пружина 19, расположенная между поршнем и днищем 12 корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано во многих отраслях промышленности.