ВИБРОИЗОЛЯТОР ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
VIBRATION ADSORBER FOR PROCESS EQUIPMENT

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 виброизолятор по патенту РФ №2578410, F16F 15/06 (прототип), содержащий корпус и упругий элемент, взаимодействующий с объектом, корпус выполнен в виде шарнирно-рычажного механизма и состоит из горизонтальных рычагов, одни концы которых жестко связаны с крышками, опирающимися на упругие элементы, а другие посредством шарниров соединены с вертикальными тягами, которые в свою очередь связаны посредством шарниров с горизонтальной планкой, на которую установлено технологическое оборудование.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.
Это достигается тем, что в виброизоляторе для технологического оборудования, содержащем корпус и упругие элементы, взаимодействующие с объектом, корпус выполнен в виде шарнирно-рычажного механизма, который состоит из горизонтальных рычагов, одни концы которых жестко связаны с крышками, опирающимися на упругие элементы, а другие посредством шарниров соединены с вертикальными тягами, которые в свою очередь связаны посредством шарниров с горизонтальной платформой, на которую установлено технологическое оборудование, испытывающее преимущественно горизонтальные нагрузки, например, от прибоя уточной нити к основе в ткацких станках, торцы упругих элементов контактируют с упругими шайбами, установленными между основанием и крышками, а упругие элементы выполнены в виде винтовых пружин, виброизолируемый объект установлен на горизонтальной платформе через вибродемпфирующую прокладку, а под горизонтальной платформой, опираясь на основание, размещен демпфер, жесткость которого равна суммарной жесткости упругих элементов, демпфер содержит корпус и размещенный в нем поршень, корпус выполнен в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень, выполненный в виде стакана с параллельными между собой и соосными корпусу верхним и нижним буртиками, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками расположен фрикционный материал, а в нижнюю поверхность поршня упирается пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, причем полость между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, а верхняя поверхность верхнего буртика поршня упирается в упругое кольцо, соединенное со стопорным элементом, выполненным, например, в виде стопорного кольца, фиксируемого в канавке внутренней поверхности цилиндра корпуса, при этом стопорный элемент через упругое кольцо контактирует с верхней поверхностью верхнего буртика поршня, удерживая его в исходном состоянии, в качестве фрикционного материала, расположенного между буртиками поршня, используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное, при этом пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез виброизолятора, на фиг. 2 - демпфер 20.
Виброизолятор для технологического оборудования содержит корпус и упругие элементы 13 и 18, взаимодействующие с виброизолируемым объектом 2 в виде технологического оборудования посредством шарнирно-рычажного механизма и фиксируемые стержнями 14 (вариант правой схемы на чертеже).
Корпус выполнен в виде шарнирно-рычажного механизма, который состоит из горизонтальных рычагов 10 и 11, одни концы которых жестко связаны с крышками 12 и 15, опирающимися на упругие элементы 13, а другие посредством шарниров 6 и 7 соединены с вертикальными тягами 8 и 9, которые в свою очередь связаны посредством шарниров 4 и 5 с горизонтальной платформой 3, на которую установлено технологическое оборудование 2, испытывающее преимущественно горизонтальные нагрузки, например, от прибоя уточной нити к основе в ткацких станках. Торцы упругих элементов 13 контактируют с упругими шайбами 16 и 17, установленными между основанием 1 и крышками 12 и 15 (вариант левой схемы на чертеже). Упругие элементы 13 и 18 выполнены в виде винтовых пружин. Виброизолируемый объект 2 установлен на горизонтальной платформе 3 через вибродемпфирующую прокладку 19, а под горизонтальной платформой, опираясь на основание 1, размещен демпфер 20, жесткость которого равна суммарной жесткости упругих элементов 13 и 18.
Виброизолятор для технологического оборудования работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта упругие элементы 13 и 18 воспринимают вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные колебания гасятся за счет шарнирно-рычажного механизма корпуса виброизолятора и демпфера 20.
На фиг. 2 представлен общий вид предлагаемого демпфера.
Демпфер содержит корпус, выполненный в виде цилиндра 21 с днищем 22, в котором расположен поршень 23, выполненный в виде стакана с параллельными между собой и соосными корпусу верхним 24 и нижним 25 буртиками и проточкой 26, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками, в проточке 26, расположен фрикционный материал, например металлическая стружка, пластмассовые или металлические шарики, т.е. выбираемый в зависимости от требуемого коэффициента трения. В нижнюю поверхность поршня упирается пружина 29, расположенная между поршнем 23 и днищем 22 корпуса демпфера, причем полость 28 между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина 29, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например в виде крошки из вибродемпфирующего материала.
3
3
Верхняя поверхность верхнего буртика 24 поршня 23 упирается в упругое кольцо 30, соединенное со стопорным кольцом, фиксируемым в канавке внутренней поверхности цилиндра 21, которое предназначено для фиксации поршня 23 в корпусе демпфера. На поршне 23 закреплена платформа 27 для соединения демпфера с колеблющимся объектом (на чертеже не показан). В качестве фрикционного материала с более высоким коэффициентом трения, расположенного в полости 28 между поршнем 23 и днищем 22 корпуса, в которой расположена пружина 29, используется, например, песок, шарики из полиуретана, элементы сетчатой структуры, плотность элементов сетчатой структуры находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см…2,0 г/см, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.
Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала, расположенного в проточке 26, между буртиками 24 и 25, поршня 23 используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.
Демпфер сухого трения работает следующим образом.
Днище 22 корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 23, устанавливается на основании, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта, закрепленного на платформе 27.
При колебаниях вибрирующего объекта (на чертеже не показан), установленного на платформе 27, обеспечивается пространственная виброзащита основания и защита его от ударов. Демпфер сухого трения способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций за счет комбинированного демпфирования и повышает эффективность виброзащиты на резонансе за счет фрикционного материала, расположенного между буртиками 24 и 25 поршня, а также за счет элементов сетчатой структуры, расположенных в полости 28 между поршнем и днищем 22 корпуса, в которой расположена пружина 29.
Возможен вариант, когда пружина 29, расположенная между поршнем и днищем 22 корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано во многих отраслях промышленности.