ВИБРОИЗОЛЯТОР КОМБИНИРОВАННЫЙ СО ВСТРОЕННЫМ РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ УПРУГИМ ЭЛЕМЕНТОМ
VIBRATION ISOLATOR COMBINED WITH BUILT-IN RUBBER-METAL ELASTIC ELEMENT

Изобретение относится к машиностроению, в частности к резинометаллическим виброизоляторам.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2285842, F16F 15/07 (прототип), содержащий пакет чередующихся упругих и металлических пластин с отверстиями, фиксаторы, входящие в отверстия упругих пластин и закрепленные в металлических пластинах, фиксаторы одной металлической пластины равномерно распределены между обращенными к ним фиксаторами другой металлической пластины, фиксаторы выполнены в виде стержней с длиной, меньшей суммы длин соответствующих отверстий в металлических и упругих пластидах, средней частью закрепленных в металлических пластинах.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме путем увеличения демпфирования в системе.
Это достигается тем, что в виброизоляторе комбинированном со встроенным резинометаллическим упругим элементом, содержащим пакет чередующихся упругих и металлических пластин с отверстиями, фиксаторы, входящие в отверстия упругих пластин и закрепленные в металлических пластинах, фиксаторы одной металлической пластины равномерно распределены между обращенными к ним фиксаторами другой металлической пластины, фиксаторы выполнены в виде стержней с длиной, меньшей суммы длин соответствующих отверстий в металлических и упругих пластинах, средней частью закрепленных в металлических пластинах, комбинированная пружина, размещенная между крышкой и основанием виброизолятора и охватывающая пакет чередующихся упругих и металлических пластин, выполнена в виде комбинированной пружины со встроенным демпфером и состоит из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, а зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас. %:
- смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0)
28÷34%
- волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)
12÷19%
- графит
7÷18%
- модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния
7÷15%
- баритовый концентрат
20÷35%
- тальк
1,5÷3,0%
На фиг. 1 изображен виброизолятор комбинированный со встроенным резинометаллическим упругим элементом, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - жесткие фиксаторы в виде стержней со сферическими головками, на фиг. 3 - комбинированная пружина 7, размещенная между крышкой 6 и основанием 8 виброизолятора и охватывающая пакет чередующихся упругих и металлических пластин.
Виброизолятор комбинированный со встроенным резинометаллическим упругим элементом содержит упругий элемент 7, выполненный в виде комбинированной пружины (фиг. 3), размещенной между крышкой 6 и основанием 8 виброизолятора.
Между крышкой 6 и основанием 8 виброизолятора расположен пакет чередующихся упругих 1 и металлических пластин 3 и 5 с отверстиями 2, а также фиксаторы 4, входящие в отверстия 2 упругих пластин и закрепленные в металлических пластинах, при этом фиксаторы одной металлической пластины равномерно распределены между обращенными к ним фиксаторами другой металлической пластины, фиксаторы выполнены в виде стержней с длиной, меньшей суммы длин соответствующих отверстий в металлических и упругих пластинах, средней частью закрепленных в металлических пластинах. Основание 8 виброизолятора установлено на вибродемпфирующей пластине 9.
Фиксаторы (фиг. 2) на концах снабжены сферическими головками 10 и 12, причем одна головка выполнена заодно со стержнем, а другая надевается после запрессовки стержня в пластину путем посадки на конический участок стержня и последующей его развальцовки с образованием удерживающей бобышки 11.
Виброизолятор комбинированный со встроенным резинометаллическим упругим элементом работает следующим образом.
При воздействии вертикальной вибронагрузки на основание 8 виброизолятора происходит гашение колебаний за счет свободной деформации упругих элементов 1 в вертикальном направлении, так как длина стержней фиксаторов 4 значительно меньше суммы длин соответствующих отверстий в металлических 3 и упругих 1 пластинах. При воздействии горизонтальной вибронагрузки происходит гашение колебаний за счет деформации упругих элементов 1 в горизонтальном направлении и внутренних потерь энергии на трение от этой деформации. Сферические головки 10 и 12 увеличивают внутренние потери энергии за счет трения их о стенки отверстий 2.
Возможен вариант, когда комбинированная пружина 7 (фиг. 3), размещенная между крышкой 6 и основанием 8 виброизолятора и охватывающая пакет чередующихся упругих и металлических пластин, выполнена в виде комбинированной пружины со встроенным демпфером и содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 15 и 16 со встречно направленными концами 18 и 17 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 13 и 14 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.
Первая часть винтовой пружины 15 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 16 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 18 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 17, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 14, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).
В полости второй части 16 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 15 пружины, зазоры 19 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 15 и 16 пружины.
Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 19 сегментного профиля контактирующих частей 15 и 16 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 17 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (на чертеже не показана) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 19 сегментного профиля контактирующих частей 15 и 16 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».
Первую часть 15 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 20 из демпфирующего материала, например полиуретана, которая создает в системе виброзащиты трение, величина которого повышается при подходе системы к резонансному режиму, что и является аналогом демпфера «сухого трения».
Зазоры, в первой части 15 винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка 20 из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала (на чертеже не показано).
Возможен вариант, когда зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас. %:
- смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0)
28÷34%
- волокнистый минеральный наполнитель,
содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)
12÷19%
- графит
7÷18%
- модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния
7÷15%
- баритовый концентрат
20÷35%
- тальк
1,5÷3,0%
Комбинированная пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.
Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 13 и 14 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.
Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х, Y, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе и при различных условиях работы.