ШАРНИРНО-РЫЧАЖНАЯ СИСТЕМА ВИБРОИЗОЛЯЦИИ С РЕЗИНО-СЕТЧАТЫМ ДЕМПФЕРОМ
HINGE AND LEVER VIBRATION ISOLATION SYSTEM WITH RUBBER MESH DAMPER

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 резиновый виброизолятор для технологического оборудования по патенту РФ №2279583 (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, очередь, связаны посредством шарниров с горизонтальной планкой, на которую установлено технологическое оборудование.
Недостатком прототипа является недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.
Это достигается тем, что в шарнирно-рычажной системе виброизоляции с резино-сетчатым демпфером, содержащим корпус и виброизоляторы, установленные на основании, и включающие в себя: упругие резиновые элементы, расположенные симметрично относительно горизонтальной платформы, на которой установлено виброизолируемое технологическое оборудование, причем снаружи упругих резиновых элементов, параллельно, осесимметрично и коаксиально им, расположены винтовые цилиндрические пружины, а внутри упругих резиновых элементов, параллельно, осесимметрично и коаксиально им, расположены сетчатые упругодемпфирующие элементы, выполняющие функции демпфирующих элементов системы виброизоляции, при этом корпус выполнен в виде шарнирно-рычажного механизма и состоит из горизонтальных рычагов с закрепленными на них опорными пластинами, опирающимися на виброизоляторы, а горизонтальные рычаги, посредством шарниров, соединены с вертикальными тягами, которые, в свою очередь, посредством шарниров связаны с горизонтальной платформой, а упругий элемент каждого виброизолятора выполнен в виде упругодемпфирующего элемента и винтовой цилиндрической пружины, корпуса, который выполнен в виде нажимных шайб с буртиками и резьбовыми отверстиями для крепления виброизолируемого объекта, а упругодемпфирующий элемент выполнен из параллельно установленных и, соосно, и коаксиально расположенных с ним внутренних втулок, а также центрального стержня, имеющих одинаковую высоту h, причем отношение наружного диаметра D упругодемпфирующего элемента к его высоте h находится в оптимальном интервале величин D/h=0,73…1,05.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез шарнирно-рычажной системы виброизоляции с резино-сетчатым демпфером, на фиг. 2 - вариант выполнения резино-сетчатого демпфера.
Шарнирно-рычажная система виброизоляции с резино-сетчатым демпфером (фиг. 1) содержит корпус и виброизоляторы, установленные на основании 1, и включающие в себя упругие резиновые элементы 13 и 15, расположенные симметрично относительно горизонтальной платформы 3, на которой установлено виброизолируемое технологическое оборудование 2. Снаружи упругих резиновых элементов 13 и 15, параллельно, осесимметрично и коаксиально им, расположены винтовые цилиндрические пружины 12 и 14. Внутри упругих резиновых элементов 13 и 15, параллельно, осесимметрично и коаксиально им, расположены сетчатые упругодемпфирующие втулки (элементы) 16 и 17, выполняющие функции демпфирующих элементов системы виброизоляции.
Корпус выполнен в виде шарнирно-рычажного механизма и состоит из горизонтальных рычагов 10 и 11 с закрепленными на них опорными пластинами (не показано), опирающимися на виброизоляторы. Горизонтальные рычаги 10 и 11, посредством шарниров 6 и 7, соединены с вертикальными тягами 8 и 9, которые, в свою очередь, посредством шарниров 4 и 5 связаны с горизонтальной платформой 3.
Упругий элемент каждого виброизолятора может быть выполнен (фиг. 2, например правый виброизолятор, изображенный на фиг. 1) в виде упругодемпфирующего элемента 13 и винтовой цилиндрической пружины 12, корпуса, который выполнен в виде нажимных шайб 18 и 19 с буртиками и резьбовыми отверстиями 20 для крепления виброизолируемого объекта (е показано) и основания. Нажимные шайбы 18 и 19 выполнены с винтовой нарезкой, в которую входят витки пружинного элемента 12, поджимаемые плоскими шайбами через винты. Упругий элемент 13 выполнен из параллельно установленных и, соосно, и коаксиально расположенных с ним, внутренних втулок 21 и 22, а также центрального стержня 23, имеющих одинаковую высоту h, причем отношение наружного диаметра D упругодемпфирующего элемента 13 к его высоте h находится в оптимальном интервале величин D/h=0,73…1,05.
Втулка 21, ближайшая к периферийной части упругодемпфирующего элемента 13 выполнена из упругодемпфирующего материала, например литьевого полиуретана. Внутри втулки 21 установлена втулка 22, выполненная из объемного сетчатого переплетения, внутренняя поверхность которой контактирует с центральным стержнем 23, установленным напротив резьбовых отверстий 20 для крепления виброизолируемого объекта, и выполненным из упругодемпфирующего материала, например литьевого полиуретана.
Возможен вариант, когда центральный стержень 23, установленный напротив резьбовых отверстий 20 для крепления виброизолируемого объекта, и охватываемый втулкой 22, выполненной из объемного сетчатого переплетения, выполнен в виде цилиндрической равночастотной винтовой пружины (не показано), залитой (заполненной) вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
3
3
Плотность сетчатой структуры упругих сетчатых элементов, выполненных из объемного сетчатого переплетения, 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.
1
1
Отношение среднего диаметра D пружинного элемента к диаметру его проволоки d находится в оптимальном интервале величин D/d=6,5…13,6. Отношение наружного диаметра корпуса С к его высоте А находится в оптимальном интервале величин С/А=0,68…0,88.
Шарнирно-рычажная система виброизоляции с резино-сетчатым демпфером работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта упругодемпфирующий элемент 13 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные колебания гасятся за счет шарнирно-рычажного механизма корпуса. При колебаниях виброизолируемого объекта упругодемпфирующий элемент 13 и пружины 12 и 14 воспринимают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов. Варьируя плотностью сетчатой структуры упругодемпфирующего элемента, можно осуществлять в определенных пределах настройку резонансной частоты виброизолятора. При этом повышается эффективность виброизоляции в резонансном режиме за счет комплексного демпфирования, которое осуществляется за счет наличия объемных поверхностей трения втулок, выполненных из объемного сетчатого переплетения, упругодемпфирующего материала, например литьевого полиуретана.
Возможен вариант, когда центральный стержень 23 (фиг. 2), установленный напротив резьбовых отверстий для крепления виброизолируемого объекта и охватываемый втулкой 22, выполненной из объемного сетчатого переплетения, выполнен в виде гофрированной цилиндрической оболочки (не показано), заполненной вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
Упругий элемент сетчатого виброизолятора является универсальным амортизирующим устройством, позволяющим работать как в режиме силовой виброизоляции, так и кинематической, а также в виброударном режиме.