ВИБРОИЗОЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
VIBRATION ISOLATING DEVICE

Изобретение относится к средствам защиты от вибраций объектов тяжелого машиностроения, а также другим областям техники.
Известен канатно-пружинный виброизолятор (Патент РФ № 2185535, кл. F16F 7/14, 20.07.2002, бюл. №20. Виброизолирующая опора двигателя внутреннего сгорания), Патент содержит верхние и нижние опорные элементы с прижимными кольцами, гасящий и упругий элементы, причем гасящий элемент выполнен из непрерывного стального каната, имеющего форму тора, опорные диски с прижимными кольцами, расположенными на внутренней поверхности каждого из дисков с соответствующими радиальными пазами на внутренних поверхностях для обхвата и фиксирования крепежными средствами спиралей с двух противоположных сторон, дополнительные упругие элементы, выполненные в виде, по крайней мере, трех пружин сжатия, которые установлены равномерно по окружности с помощью фиксирующих и направляющих устройств между прижимными кольцами, т.е. в кольцевой части спиралей или во внутренней области тора в целом.
Существенными недостатками известного виброизолятора являются недостаточная компактность, ограниченность центрального объема для установки дополнительного упругого элемента - пружины, малая несущая способность и жесткость в поперечных направлениях.
Ограниченность центрального внутреннего объема обусловлена наличием внутренних полувитков спиралей торообразного упругого элемента. Этим ограничивается возможность применения пружин с относительно большим диаметром, обладающих высокой несущей способностью.
Известно также виброизолирующее устройство [Патент на полезную модель РФ №55061, кл. F16F 7/14, 27.07.2006, бюл. №21 (прототип). Виброизолирующее устройство], содержащее верхний и нижний опорные элементы с прижимными кольцами, гасящий и упругий элементы. Гасящий элемент выполнен из непрерывного стального каната и соединяет опорные элементы поочередным плетением с образованием петель упомянутого стального каната и фиксацией стального каната в петлеудерживающих элементах, а упругий элемент выполнен в виде пружины сжатия. Прижимные кольца расположены на внутренних сторонах верхнего и нижнего опорных элементов.
Существенными недостатками известного виброизолирующего устройства являются малая несущая способность и малая жесткость в поперечных направлениях.
Техническими результатами данного изобретения являются повышение несущей способности и увеличение жесткости в поперечных направлениях.
Указанные отличительные особенности достигаются тем, что:
1. Прижимные кольца расположены на наружных сторонах верхнего и нижнего опорных элементов.
2. Упругий элемент выполнен, по меньшей мере, из четырех пружин сжатия: одной центральной и трех радиально периферийных.
3. Верхний и нижний опорные элементы с внутренней стороны выполнены, по меньшей мере, с четырьмя выступами: одним центральным - фиксирующим средством центральной пружины и тремя радиально периферийными - фиксирующими средствами радиально периферийно расположенных пружин. Радиально периферийные выступы выполнены с отверстиями под крепежные средства петлеудерживающих элементов. Пружины выполнены со звукоизолирующими средствами (например, из композиционного материала, металлической резины и т.д.), расположенными между внутренними плоскостями опорных элементов и соответствующими опорными плоскостями пружин.
3
3
2
4. Дополнительный упругодемпфирующий элемент выполнен в виде цилиндра плетением из тонкой проволоки плотностью от 0,5·10 до 3·10 кг/м и размещен внутри пружин между соответствующими выступами.
5. Внутри, по меньшей мере, одной пружины размещен буфер для плавного ограничения хода виброизолятора при чрезмерно сильных толчках и ударах. Буфер прикреплен (сваркой, вулканизацией) к торцевой плоскости выступа.
6. Крепежные средства (болт, винт) петлеудерживающих элементов расположены в центрах периферийных выступов.
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено виброизолирующее устройство в сборе (продольный разрез), на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - вид виброизолирующего устройства без дополнительного упругодемпфирующего элемента и буфера.
Виброизолирующее устройство (фиг.1-3) содержит нижний 1 и верхний 2 опорные элементы с прижимными кольцами 3, 4 и крепежными средствами 5, упругий (пружины сжатия) 6, 7, основной 8 и дополнительный упругодемпфирующий 9, 10 элементы, буфер 11, центральный 12 и периферийные 13, 14 выступы с внутренней стороны нижнего 1 и верхнего 2 опорных элементов, средства 15 крепления нижнего опорного элемента 1 к фундаменту и 16 крепления верхнего опорного элемента 2 к виброизолируемому объекту, звукоизолирующие средства (на фиг.1-3 не показаны), расположенные между внутренними плоскостями опорных элементов 1, 2 и соответствующими опорными плоскостями упругих элементов (пружин сжатия) 6, 7.
На фиг.1-3 упругий элемент виброизолирующего устройства состоит из семи цилиндрических пружин сжатия: одна центральная 6 и шесть периферийных 7. Фиксация пружин 6, 7 производится соответствующими выступами 12, 13, 14 на внутренних плоскостях нижнего 1 и верхнего 2 опорных элементов.
3
3
3
Основной упругодемпфирующий элемент 8 выполнен из непрерывного стального каната и соединяет опорные элементы 1, 2 поочередным плетением с образованием петель А (фиг.1-3) упомянутого упругодемпфирующего элемента. Дополнительный упругодемпфирующий элемент 9, 10 выполнен в виде цилиндра плетением из тонкой проволоки плотностью от 05·10 до 3·10 кг/м и размещен между соответствующими выступами.
Буфер 11 (фиг.1) для плавного ограничения хода виброизолирующего устройства при чрезмерно сильных толчках - ударах выполнен из композитного материала, размещен внутри пружины и прикреплен к выступу, например, путем вулканизации или сварки.
Дополнительный упругодемпфирующий элемент 9, 10 и буфер 11 (фиг.1) виброизолирующего устройства могут быть выполнены в различных вариантах:
1) с буфером внутри центральной пружины и дополнительным упругодемпфирующим элементом внутри периферийных пружин (фиг.1);
2) с буфером внутри периферийных пружин 7 и дополнительным упругодемпфирующим элементом внутри центральной пружины 6;
3) с буфером внутри трех периферийно расположенных через 120° пружинах и дополнительным упругодемпфирующим элементом в остальных пружинах и т.д.
Виброизолирующее устройство может быть выполнено и без дополнительного упругодемпфирующего элемента 9, 10, если возмущающая сила меняется в широких пределах.
Виброизолирующее устройство, например, в качестве опор молот-машин для обработки металлозаготовок ударами падающих частей, энергия удара которых передается на фундамент, работает следующим образом.
При обработке металлозаготовок ударами скорость бабы (рабочая часть) обычных молотов равна 3-6 м/с, а у высокоскоростных - до 25 м/с.
Значительное снижение энергии удара при работе молота обеспечивается упругими элементами - пружинами 6, 7 за счет их сжатия. При этом благодаря деформации пружин 6, 7 значительно смягчается удар, передаваемый на фундамент, а колебания молота гасятся с помощью основного 8 и дополнительных 9, 10 гасящих упругодемпфирующих элементов (фиг.1). Принцип действия гасящих упругодемпфирующих элементов сводится к превращению механической энергии колебаний за счет трения жил каната основного 8 или проволок плетения дополнительных 9, 10 гасящих упругодемпфирующих элементов в тепловую энергию и последующему ее рассеянию. В результате указанных трений обеспечивается гашение колебаний.
При работе молота при вышедопустимых скоростях бабы деформация пружин значительно увеличивается, плавное ограничение которых обеспечивается буфером 11 (фиг.1).
Учитывая вышепредставленные особенности виброизолирующего устройства, техническое решение является полезным.
Анализ известных технических решений в данной области и в смежных отраслях показывает, что такие конструкции виброизолирующих устройств с указанными особенностями, преимущественными и отличительными признаками не имеются.