ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР
TWO-STAGE CYLINDRICAL VIBRATION ISOLATOR

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции текстильных машин, в том числе ткацких станков.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2578419, F16F 15/06, содержащий корпус и упругий элемент, взаимодействующий с объектом, корпус, выполнен в виде двух связанных между собой уголков, верхняя из полок которых жестко связана со штырем, входящим в отверстие, выполненное в упругом элементе, и опирается на упругий элемент, состоящий из двух последовательно соединенных частей с разной жесткостью, а на планку, связывающую уголки в нижней части свободных полок, перпендикулярно их поверхностям, опирается опорный элемент оборудования.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.
Это достигается тем, что в двухступенчатом цилиндрическом виброизоляторе, выполненным в виде в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных и идентичных каркасов: верхнего и нижнего каркасов, с соосно размещенными в них соответственно верхнего и нижнего упругодемпфирующих элементов, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин, витки которых покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, на верхнем каркасе, на платформе, закреплен виброизолируемый объект, при этом верхний и нижний каркасы выполнены в виде соосно расположенных, с радиальным зазором жестких цилиндрических оболочек: верхней и нижней, верхние торцы которых жестко соединены соответственно с дисками, а верхние торцы, верхнего и нижнего упругодемпфирующих элементов закреплены йа внутренней поверхности дисков, при этом нижний торец верхнего упругодемпфирующего элемента закреплен на внешней поверхности диска нижнего каркаса, а нижний торец нижнего упругодемпфирующего элемента закреплен на основании, причем периферийные части цилиндрических оболочек соединены, по крайней мере двумя, горизонтальными упругими элементами, выполненными из материала с клеевыми и вибродемпфирующими свойствами, например из полиуретана, а нижняя цилиндрическая оболочка виброизолятора соединена с основанием посредством вертикальных упругих элементов, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез двухступенчатого цилиндрического виброизолятора для неуравновешенного оборудования, на фиг. 2 - вариант выполнения верхнего упругодемпфирующего элемента 7.
Двухступенчатый цилиндрический виброизолятор выполнен в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных и идентичных каркасов: верхнего 1 и нижнего 2 каркасов, с соосно размещенными в них соответственно верхнего и нижнего упругодемпфирующих элементов 7 и 8, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин, витки которых покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном. На верхнем 1 каркасе, на платформе, закреплен виброизолируемый объект (на чертеже не показан).
Верхний 1 и нижний 2 каркасы выполнены в виде соосно расположенных, с радиальным зазором жестких цилиндрических оболочек: верхней 1 и нижней 2, верхние торцы которых жестко соединены соответственно с дисками 3 и 4.
При этом верхние торцы, верхнего 7 и нижнего 8 упругодемпфирующих элементов закреплены на внутренней поверхности дисков 3 и 4, при этом нижний торец верхнего 7 упругодемпфирующего элемента закреплен на внешней поверхности диска 4 нижнего 2 каркаса, а нижний торец нижнего 8 упругодемпфирующего элемента закреплен на основании 10. Периферийные части цилиндрических оболочек соединены, по крайней мере двумя, горизонтальными упругими элементами 5 и 6, выполненными из материала с клеевыми и вибродемпфирующими свойствами, например из полиуретана. Нижняя цилиндрическая оболочка виброизолятора соединена с основанием посредством вертикальных упругих элементов 9, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин.
Двухступенчатый цилиндрический виброизолятор работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта, установленного на платформе верхнего 1 каркасе двухступенчатого каркаса, обеспечивается пространственная виброзащита основания и защита объекта от вибрации и ударов. При этом горизонтальные упругие элементы 5 и 6, выполненными из материала с клеевыми и вибродемпфирующими свойствами, соединяющие верхний и нижний каркас, выполняют одновременно функции виброизолирующих элементов и элементов шарнирного типа, способных отслеживать в допустимых пределах угловые перемещения виброизолируемого объекта.
Выполнение нижнего и верхнего упругодемпфирующих элементов 7 и 8 двухступенчатого каркаса в виде цилиндрических винтовых пружин, витки которых покрыты вибродемпфирующим материалом, позволяет обеспечить дополнительное демпфирование системы виброизоляции в целом.
На фиг. 2 представлен вариант выполнения верхнего упругодемпфирующего элемента 7, выполненного в виде демпфера, содержащего корпус, выполненный в виде цилиндра 11 с днищем 12, в котором расположен поршень 13, выполненный в виде стакана с, параллельными между собой и соосными корпусу, верхним 14 и нижним 15 буртиками и проточкой 16, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками, в проточке 16, 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 19, расположенная между поршнем 13 и днищем 12 корпуса демпфера, причем полость 18 между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина 19, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например в виде крошки из вибродемпфирующего материала.
3
3
Верхняя поверхность верхнего буртика 14 поршня 13 упирается в упругое кольцо 20, соединенное со стопорным кольцом, фиксируемым его в канавке внутренней поверхности цилиндра 11, которое предназначен для фиксации поршня 13 в корпусе демпфера. На поршне 13 закреплена платформа 17. В качестве фрикционного материала с более высоким коэффициентом трения, расположенного в полости 18 между поршнем 13 и днищем 12 корпуса, в которой расположена пружина 19, 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 16, между буртиками 14 и 15, поршня 13 используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащего 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 12 корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 13, устанавливается на основании, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта.
При колебаниях платформы 17, 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 14 и 15 поршня, а также за счет элементов сетчатой структуры, расположенных в полости 18 между поршнем и днищем 2 корпуса, в которой расположена пружина 19.
Возможен вариант, когда пружина 19, расположенная между поршнем и днищем 12 корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.