ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ МАССОЙ
ANTI-VIBRATION SYSTEM FOR PROCESS EQUIPMENT WITH VARIABLE MASS

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к равночастотным виброизоляторам, применяемым для значительного снижения возникающих при эксплуатации различного оборудования, преимущественно с переменной массой, динамических нагрузок.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является равночастотный пружинный виброизолятор по а.с. СССР №299681 [1] (прототип), содержащий основание, опорную пластину, расположенный между ними упругий элемент, выполненный в виде цилиндрической пружины, которая имеет переменный шаг, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках из заданного диапазона.
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность на резонансе из-за недостаточного демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.
1
2
Это достигается тем, что в виброизолирующей системе для технологического оборудования с переменной массой, содержащей основание, опорную платформу и расположенный между ними упругий элемент, выполненный в виде цилиндрической равночастотной пружины, имеющей переменный шаг t, обеспечивающий постоянство собственной частоты системы при любых нагрузках Р из заданного диапазона: P≤Р≤Р, за счет своей осадки δ:
1
2
1
2
где P и P соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности; Р нагрузка, удовлетворяющая условию Р≤Р≤Р;
1
1
δ - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузке Р, и условию равночастотности: постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах, система содержит, по крайней мере, два пружинных равночастотных виброизолятора с равночастотными пружинами, симметрично установленными относительно опорной платформы, при этом нижний фланец равночастотной пружины каждого виброизолятора закреплен на упругом основании, а верхний - на опорной пластине, а на опорной платформе, посредством крепежных элементов, закреплен виброизолируемый объект с переменной технологической массой, причем платформа с помощью вертикальных и горизонтальных рычагов связана с опорными узлами, закрепленными на опорной пластине каждого виброизолятора с помощью осесимметричных с равночастотными пружинами регулировочных болтов, жестко соединенных со втулками, охватывающими регулировочные болты гайками, а каждый из опорных узлов содержит вибродемпфирующие втулки, коаксиально установленные регулировочным болтам, при этом нижний фланец равночастотной пружины.
На фиг. 1 изображен общий виброизолирующей системы для технологического оборудования с переменной массой; на фиг. 2 - характеристика равночастотной пружины.
Виброизолирующая система для технологического оборудования с переменной массой (фиг. 1) содержит, по крайней мере, два пружинных равночастотных виброизолятора с равночастотными пружинами 3, симметрично установленными относительно опорной платформы 20. Нижний фланец равночастотной пружины 3 каждого виброизолятора закреплен на упругом основании 1, а верхний - на опорной пластине 2, при этом пружина 3 имеет переменный шаг t, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках Р из заданного диапазона:
1
2
P≤Р≤Р
1
2
где P и Р соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности.
1
2
Под действием нагрузки Р, удовлетворяющей условию Р≤Р≤Р она будет изменять свою осадку δ (см. фиг. 2)
1
1
где δ - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузки Р. Это отвечает условию равночастотности: v=const, т.е. постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах.
На опорной платформе 20. посредством крепежных элементов 19. закреплен виброизолируемый объект 12 с переменной технологической массой (например съем стружки с заготовки при металлообработке, уменьшение массы навоя в ткацком оборудовании и т.д.). Платформа 20 с помощью вертикальных 18 и горизонтальных 11 рычагов связана с опорными узлами 10, закрепленными на опорной пластине 2 каждого виброизолятора с помощью осесимметричных с равночастотными пружинами 3 регулировочных болтов 16, жестко соединенных со втулками 14, охватывающими регулировочные болты 16 гайками 15 и 17. Каждый из опорных узлов 10 содержит вибродемпфирующие втулки 13, коаксиально установленные регулировочным болтам 16.
Нижний фланец равночастотной пружины 3 каждого виброизолятора закреплен на упругом основании 1, которое посредством, по крайней мере, трех стоек 6 с винтами 4 и с коаксиально расположенными снаружи стоек эластичными втулками 5, соединено с нижней платформой 7 виброизолятора.
Под упругим основанием 1 нижнего фланца равночастотной пружины 3, осесимметрично ей, размещен цилиндроконический демпфер 9, например из эластомера, установленный своей цилиндрической частью на нижней платформе 7 каждого виброизолятора, а коническая часть 8 связана с упругим основанием 1 равночастотной пружины 3.
Виброизолирующая система для технологического оборудования с переменной массой работает следующим образом.
При приложении динамической нагрузки к пружине 3 обеспечивается равночастотная виброизоляция объекта, так как пружина имеет переменный шаг t, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках Р из заданного диапазона:
1
2
P≤Р≤Р
1
2
где P и Р соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности.
1
2
Под действием нагрузки Р, удовлетворяющей условию P≤P≤Р она будет изменять свою осадку 5 (см. фиг. 2)
1
1
где δ - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузки Р. Это отвечает условию равночастотности: постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах.
Возможен вариант, когда цилиндроконический демпфер 9, размещенный между упругим основанием 1 нижнего фланца равночастотной пружины 3, и нижней платформой 7 виброизолятора, выполнен комбинированным, при этом цилиндрическая часть, расположенная на нижней платформе 7 виброизолятора, выполнена в виде цилиндрической винтовой пружины, а коническая часть 8 - в виде конической винтовой пружины (на чертеже не показано). При этом винтовые поверхности пружин демпфера покрыты слоем вибродемпфирующего материала.