ПАКЕТ ТАРЕЛЬЧАТЫХ ПРУЖИН
STACK OF PLATE SPRINGS

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, станков, приборов и других объектов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является кольцевая пружина по а.с. СССР №280111, F16F 1/08, от 26.08.1970 г. (прототип), содержащая набор кольцевых пружин, который составлен из последовательно чередующихся дисков большего и меньшего диаметров с отогнутыми в противоположные стороны краями по радиусу, обеспечивающему сопряжение дисков одного с другим.
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.
Это достигается тем, что в пакете тарельчатых пружин, состоящем из связанных между собой внешних и внутренних кольцевых упругих конусных дисков и из набора тарельчатых пружин, который включает в себя по крайней мере две пары тарельчатых пружин, причем каждая пара состоит из оппозитно расположенных и подвижно соединенных между собой большими основаниями конических дисков, причем число пар дисков в наборе таких пружин может быть различным в зависимости от жесткости и величины хода пружины, а набор тарельчатых пружин расположен в цилиндрическом корпусе, нижняя часть которого жестко соединена с основанием, имеющим центрирующий цилиндрический буртик, в который подвижно входит меньшее основание конических дисков одной из пар, а в верхней части корпуса подвижно, с зазором расположена крышка с центрирующим цилиндрическим буртиком, на котором центрируется меньшее основание другой пары из набора тарельчатых пружин, при этом на цилиндрической поверхности корпуса может быть выполнена проточка для уменьшения его радиальной жесткости, причем большими основаниями оппозитно расположенные и соединенные между собой конические диски каждой пары входят с зазором в корпус, базируясь по его внутренней цилиндрической поверхности, а меньшие основания конических дисков смежных пар соединены между собой демпфирующим элементом, который выполнен в виде осесимметрично установленному набору тарельчатых пружин трехступенчатого диска, по центральной части которого базируются меньшие основания смежных пар тарельчатых пружин, конические диски выполнены с покрытием их с двух сторон или с одной стороны вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, при этом набор тарельчатых пружин выполнен с поочередным использованием конических дисков в каждой из пар тарельчатых пружин с покрытием их вибродемпфирующим материалом и без него.
На фиг. 1 показан фронтальный разрез пакета пружин, на фиг. 2 - общий вид одного из конических дисков в свободном состоянии.
Пакет тарельчатых пружин (фиг. 1) включает в себя по крайней мере два набора 13 тарельчатых пружин, включающего по крайней мере две пары 11 и 12 тарельчатых пружин, причем каждая пара состоит из оппозитно расположенных и подвижно соединенных между собой большими основаниями 14 конических дисков (фиг. 2), например пара 11 включает в себя диски 7 и 8, а пара 12 - диски 9 и 10. Число пар дисков в наборе таких пружин может быть различным в зависимости от жесткости и величины хода пружины.
Набор 13 тарельчатых пружин (фиг. 1), состоящий из пар 11 и 12 тарельчатых пружин, расположен в цилиндрическом корпусе 3, нижняя часть которого жестко соединена с основанием 1, имеющим центрирующий цилиндрический буртик 2, в который подвижно входит меньшее основание 15 конических дисков одной из пар, например диска 10 пары 12. В верхней части корпуса 3 подвижно, с зазором расположена крышка 5 с центрирующим цилиндрическим буртиком 6, на котором центрируется меньшее основание другой пары, например диска 7 пары 11, из набора 13 тарельчатых пружин. На цилиндрической поверхности корпуса 3 может быть выполнена проточка 4 для уменьшения его радиальной жесткости. Большими основаниями 14 оппозитно расположенные и соединенные между собой конические диски каждой пары входят с зазором в корпус 3, базируясь по его внутренней цилиндрической поверхности, а меньшие основания 15 конических дисков смежных пар, например диска 8 пары 11 и диска 9 пары 12, соединены между собой демпфирующим элементом 16, который выполнен в виде осесимметрично установленному набору 13 тарельчатых пружин трехступенчатого диска, по центральной части которого базируются меньшие основания смежных пар тарельчатых пружин.
Возможен вариант, когда демпфирующий элемент 16, который выполнен в виде осесимметрично установленного набору 13 тарельчатых пружин трехступенчатого диска, по центральной части которого базируются меньшие основания смежных пар тарельчатых пружин 8 и 9, выполнен из твердых вибродемпфирующих материалов, например пластикатов типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».
Возможен вариант, когда на цилиндрической поверхности корпуса 3, в котором выполнена проточка 4 для уменьшения его радиальной жесткости, закреплены по крайней мере три вибродемпфирующие пластины 16 (фиг. 1), соединенные между собой вокруг цилиндрической поверхности корпуса 3 обвязкой из упругодемпфирующего материала, например, тросом (на чертеже не показан).
Пакет тарельчатых пружин работает следующим образом.
Под нагрузкой Р конические диски 7, 8, 9, 10 в каждой паре набора тарельчатых пружин взаимодействуют один с другим одновременно, т.е. в парах - по большим основаниям 14, а в наборах - по меньшим основаниям 15. При этом помимо их сжатия, происходит их перемещение по внутренней цилиндрической поверхности корпуса 3, который в свою очередь испытывает радиальные упругие нагрузки.
В процессе работы энергия от воспринимаемых нагрузок расходуется на упругую деформацию каждого конического диска, например по аналогии, как с каждым витком винтовой пружины, а также на рассеивание энергии за счет трения при их перемещении, например по аналогии как осуществляется демпфирование при «сухом трении». Пакет тарельчатых пружин выполнен так, что позволяет изготовление конических дисков из разных материалов и различных заготовок, например из листовых стальных и цветных литейных сплавов, а также из неметаллических материалов, в том числе и из пластических масс и им подобных материалов.