ПРУЖИННЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР С СУХИМ ТРЕНИЕМ
SPRING VIBRO-ISOLATOR WITH DRY FRICTION

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пружинный виброизолятор с сухим трением по патенту РФ №2282075, F16F 15/06 (прототип), содержащий корпус, который выполнен в виде полой вертикальной стойки, взаимодействующей с Т-образной платформой, упруго связанной с демпфером сухого трения, выполненного в виде втулки, внутренняя поверхность которой через подпружиненные фрикционные элементы взаимодействует с внешней поверхностью стойки, а на ее внешней поверхности закреплена пружина, опирающаяся на основание стойки, причем между взаимодействующими поверхностями втулки и стойки размещен буферный ограничительный элемент, жесткость которого в пять раз выше жесткости пружины.
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокий коэффициент демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.
3
Это достигается тем, что в пружинном виброизоляторе с сухим трением, содержащем упругий элемент, корпус и демпфер сухого трения, при этом корпус выполнен в виде полой вертикальной стойки, взаимодействующей с Т-образной платформой, упруго связанной с демпфером сухого трения, выполненного в виде втулки, внутренняя поверхность которой через подпружиненные фрикционные элементы взаимодействует с внешней поверхностью стойки, а на ее внешней поверхности закреплена пружина, опирающаяся на основание корпуса, причем между взаимодействующими поверхностями втулки демпфера сухого трения и стойки размещен сетчатый демпфер, жесткость которого больше жесткости упругого элемента, при этом сетчатый демпфер содержит упругие сетчатые элементы, взаимодействующие друг с другом, плотность сетчатой структуры каждого упругого сетчатого элемента 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, плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента, при этом упругие сетчатые элементы выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, полиуретаном, при этом он содержит упругую втулку с центральным отверстием, которая расположена в центральной части пакета и жестко связана с центральной пластиной, разделяющей демпфирующий сетчатый пакет на две идентичные части, расположенные оппозитно друг другу: соответственно верхний и нижний сетчатые упругие элементы, согласно изобретению на центральной пластине закреплены опорные кольца, при этом верхний сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой сетчатого пакета, а нижний сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой пакета, причем в верхнем сетчатом упругом элементе сетчатого демпфера, в его центре, осесимметрично упругой втулке расположен верхний демпфер сухого трения, выполненный в виде верхней гильзы, жестко соединенной с крышкой, и нижней гильзы, жестко соединенной с центральной пластиной, при этом гильзы соединены с натягом, образуя пару трения, а упругая втулка размещена в них коаксиально и с зазором, а в нижнем сетчатом упругом элементе сетчатого демпфера, в его центре, осесимметрично упругой втулке расположен нижний демпфер сухого трения, выполненный в виде нижней гильзы, жестко соединенной с нижней нажимной шайбой, и верхней гильзы, жестко соединенной с центральной пластиной, при этом гильзы соединены с натягом, образуя пару трения, а упругая втулка размещена в них коаксиально и с зазором.
На фиг. 1 представлен виброизолятор с сухим трением, фронтальный разрез, на фиг. 2 - схема сетчатого демпфера.
Пружинный виброизолятор с сухим трением содержит упругий элемент 5 в виде пружины, корпус и демпфер сухого трения 4. Корпус выполнен в виде полой вертикальной стойки 10 с основанием 1, взаимодействующей с Т-образной платформой 2, упруго связанной посредством упругих элементов 3 с демпфером сухого трения 4, выполненным в виде втулки, внутренняя поверхность которой через подпружиненные пружинами 7 фрикционные элементы 9 взаимодействует с внешней поверхностью стойки 10, а винты 8 служат для регулировки сил трения.
На внешней поверхности втулки 4 закреплен упругий элемент 5, опирающийся на основание 1 корпуса, причем между взаимодействующими поверхностями втулки 4 и стойки 10 размещен сетчатый демпфер 6, жесткость которого больше жесткости упругого элемента 5.
Сетчатый демпфер 6 расположен соосно корпусу, на горизонтальной полке вертикальной стойки 10, которая коаксиально расположена внутри упругой втулки 11 с центральным отверстием 25 сетчатого демпфера 6.
Сетчатый демпфер 6 содержит упругую втулку 11 с центральным отверстием 25, которая расположена в центральной части пакета и жестко связана с центральной пластиной 22, разделяющей демпфирующий сетчатый пакет на две идентичные части, расположенные оппозитно друг другу: соответственно верхний 17 и нижний 18 сетчатые упругие элементы.
На центральной пластине 12 закреплены опорные кольца 11 и 9, при этом верхний 17 сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой 15 сетчатого пакета, а нижний 18 сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой 23 пакета.
При этом в верхнем сетчатом упругом элементе 17, в его центре, осесимметрично упругой втулке 11 расположен верхний демпфер сухого трения, выполненный в виде верхней гильзы 14, жестко соединенной с крышкой 15, и нижней гильзы 13, жестко соединенной с центральной пластиной 22, при этом гильзы 13 и 14 соединены с натягом, образуя пару трения, а упругая втулка 11 размещена в них коаксиально и с зазором.
В нижнем сетчатом упругом элементе 18, в его центре, осесимметрично упругой втулке 11 расположен нижний демпфер сухого трения, выполненный в виде нижней гильзы 24, жестко соединенной с нижней нажимной шайбой 23, и верхней гильзы 20, жестко соединенной с центральной пластиной 22, при этом гильзы 20 и 24 соединены с натягом, образуя пару трения, а упругая втулка 11 размещена в них коаксиально и с зазором 22.
3
Плотность сетчатой структуры каждого упругого сетчатого элемента 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.
Упругие сетчатые элементы 17 и 18 могут быть выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.
Сетчатый демпфер 6 работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан) упругие сетчатые элементы 17 и 18 воспринимают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.
Виброизолятор работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта на платформе 2 пружина 5 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Демпфирование колебаний осуществляется за счет трения фрикционных элементов 9 о внутреннюю поверхность стойки 10 корпуса. За счет такой схемы выполнения подвеса обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям х, у, z и поворотным колебаниям вокруг этих осей).
Предложенная конструкция виброизолятора является эффективной, а также отличается простотой при монтаже и эксплуатации.