ВИБРОИЗОЛЯТОР

Предлагаемая полезная модель относится к виброизолирующим устройствам и может быть использована в любой области машиностроения и промышленности в качестве устройства, снижающего уровни вибрации.
Известен виброизолятор (патент РФ №2222729 «Виброизолирующая опора»), содержащий цилиндрический корпус, в котором соосно установлены опорный стержень и кольцевая резиновая мембрана, которая со стенками корпуса образует пневматическую демпферную камеру. В верхнем торце корпуса с помощью подшипника, выполненного из трех шариков, установлен соосно с корпусом постоянный кольцевой электромагнит, который является основным узлом электродинамического компенсатора виброизолирующей опоры. В зазоре магнитопровода постоянного кольцевого электромагнита установлена подвижная катушка. Магнитопровод и подвижная катушка центрированы относительно опорного стержня с помощью металлической мембраны. Корпус подвижной катушки связан с опорным стержнем муфтой трения.
Недостатком этого устройства является сложность конструкции и настройки системы управления электродинамическим компенсатором, обязательным элементом которой является акселерометр.
Кроме того, известен виброизолятор (патент РФ №97783 «Виброизолятор с электромагнитным компенсатором жесткости»), являющийся прототипом предлагаемой полезной модели. Виброизолятор содержит упругий элемент и параллельный ему компенсатор жесткости, выполненный в виде двух встречно включенных электромагнитов постоянного тока с общим якорем и с устройством управления. Магнитопровод электромагнитов жестко связан с вибрирующим, а общий якорь - с защищаемым объектами. Обмотки электромагнитов подключены к источнику питания через устройство управления.
Однако указанное устройство обладает недостатками: большие массогабаритные показатели компенсатора жесткости за счет применения электромагнитов постоянного тока, низкие виброизолирующие свойства за счет использования внешнего источника питания, наличие залипания и перекоса якоря компенсатора при работе виброизолятора.
Задачей предлагаемой полезной модели является улучшение виброизолирующих свойств виброизолятора, устранение залипания и перекоса якоря компенсатора жесткости при работе и уменьшение массогабаритных показателей.
Поставленная задача достигается тем, что в известный виброизолятор, содержащий вибрирующее и защищаемое основания, упругий элемент, закрепленный между указанными основаниями, и компенсатор жесткости, установленный параллельно упругому элементу, дополнительно введен регулятор положения якоря, содержащий регулировочную гайку, верхний и нижний фланцы, жестко соединенные между собой стойками, подборную втулку, расположенный на вибрирующем основании через опору. Компенсатор жесткости выполнен в виде дисков со вставками из неодимовых магнитов, при этом вставки расположены относительно друг друга со сдвигом на 60°, штока, жестко связанного с защищаемым основанием, и общего якоря, расположенного между указанными дисками, выполненного также в виде диска меньшего диаметра со вставками из неодимовых магнитов, при этом вставки расположены относительно друг друга со сдвигом на 60°.
На фиг. 1 приведена кинематическая схема виброизолятора. На фиг. 2 представлена схема расположения неодимовых магнитов на дисках компенсатора. На фиг. 3 показана схема расположения неодимовых магнитов на диске якоря. На фиг. 4 приведен внешний вид виброизолятора.
Предлагаемое устройство (фиг. 1) содержит: упругий элемент 3 и включенный параллельно ему неодимовый компенсатор жесткости. Неодимовый компенсатор жесткости представляет собой два диска 4, 5 со вставками из неодимовых магнитов 6, которые расположены относительно друг друга со сдвигом на 60° (фиг. 2), и жестко закреплен через корпус 10 на вибрирующем основании 2. Необходимое расстояние между дисками 4, 5 неодимового компенсатора жесткости выдержано за счет их закрепления на корпусе 10, жестко установленном на вибрирующем объекте 2. Общий якорь неодимового компенсатора жесткости состоит из диска 7 со вставками из неодимовых магнитов 8, при этом вставки расположены относительно друг друга со сдвигом на 60° (фиг. 3), и штока 9, жестко связанного с защищаемым основанием 1 и перемещающегося по направлению подборной втулки 11. Отстройка положения якоря осуществляется за счет поджатия пружины 3 посредством регулятора положения якоря, закрепленного на опоре 13 и состоящего из регулировочной гайки 16, верхнего фланца 15 и нижнего фланца 14, жестко соединенных между собой стойками 12.
Устройство работает следующим образом (фиг. 4).
Виброизолятор является основным несущим и исполнительным элементом системы виброзащиты и устанавливается между вибрирующим основанием 2 и защищаемым основанием 1.
При неизменном по величине внешнем усилии P, действующем между защищаемым основанием 1 и вибрирующим основанием 2, и вибрациях последнего суммарная тяговая характеристика неодимового компенсатора жесткости имеет по абсолютный величине такой же наклон, что и силовая характеристика упругого элемента 3. Несущим элементом виброизолятора является упругий элемент 3. Диски 4 и 5 со вставками из неодимовых магнитов 6 устанавливаются на расстоянии, равном размаху колебаний, и жестко фиксируются на корпусе 10. На одинаковом расстоянии между дисками 4 и 5 расположен диск 7 якоря со вставками из неодимовых магнитов 8. На каждом из дисков 4, 5 расположено по шесть неодимовых магнитов 6 (фиг. 2), также на диске 7 расположены шесть неодимовых магнитов 8 (фиг. 3), действие которых направлено встречно, что обеспечивает работу виброизолятора и исключает перекос и залипание диска 7 якоря неодимового компенсатора жесткости. Неодимовые магниты имеют малые массогабаритные показатели, при этом обладают значительной тяговой силой, что позволяет существенно снизить массогабаритные показатели предлагаемого устройства. Поскольку неодимовый компенсатор жесткости имеет падающую силовую характеристику, суммарная силовая характеристика виброизолятора в пределах размаха колебаний горизонтальна, что исключает передачу на защищаемое основание усилий, вызванных колебаниями сил вибрирующего основания.
При изменении статической составляющей усилия P изменяется относительное положение вибрирующего основания 2 и защищаемого основания 1, что приводит к деформации упругого элемента 3 и перемещению якоря неодимового компенсатора жесткости, состоящего из штока 9 и диска 7 со вставками из неодимовых магнитов 8. Отстройка положения якоря осуществляется за счет регулятора положения якоря, закрепленного на опоре 13, посредством подкручивания регулировочной гайки 16 и соответствующего перемещения верхнего фланца 15 и нижнего фланца 14, жестко соединенных между собой стойками 12, что приводит к изменению положения якоря, в частности к перемещению положения диска 7 со вставками из неодимовых магнитов 8 между дисками 4 и 5 с неодимовыми магнитами 6, а также к деформации упругого элемента 3. Следовательно, при новом положении оснований 1 и 2 наклон тяговой характеристики неодимового компенсатора жесткости остается неизменным, что обеспечивает нулевую жесткость всего виброизолятора и, следовательно, исключает передачу усилий при перемене внешнего усилия P.
В результате предлагаемый виброизолятор с неодимовым компенсатором жесткости обладает малыми массогабаритными показателями по сравнению с устройством-прототипом. Улучшение виброизолирующих свойств осуществляется за счет того, что принимаемая масса защищаемого основания существенно выше при том, что массогабаритные показатели предлагаемого устройства ниже. Также в предлагаемом устройстве исключен источник питания, устранены перекос и залипание якоря неодимового компенсатора жесткости, что позволяет улучшить виброизолирующие свойства виброизолятора. Предлагаемое устройство обеспечивает нулевую жесткость при любых значениях нагрузки на вибрирующем объекте, обеспечивая виброизоляцию защищаемого основания.
Опытная эксплуатация предлагаемого устройства показала улучшение виброизолирующих свойств посредством исключения источника питания и устранения залипания и перекоса якоря компенсатора жесткости при работе и уменьшение массогабаритных показателей виброизолятора.