СДВОЕННЫЙ ПРУЖИННЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ С ПЕРЕМЕННОЙ МАССОЙ
DOUBLE SPRING VIBRATION INSULATOR FOR PROCESS EQUIPMENT WITH VARIABLE MASS

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к равночастотным виброизоляторам, применяемым для значительного снижения возникающих при эксплуатации различного оборудования, преимущественно с переменной массой, динамических нагрузок.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является равночастотный пружинный виброизолятор по а.с. СССР №299681 (прототип), содержащий основание, опорную пластину, расположенный между ними упругий элемент, выполненный в виде цилиндрической пружины, которая имеет переменный шаг, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках из заданного диапазона.
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность на резонансе из-за недостаточного демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.
Это достигается тем, что в сдвоенном пружинном виброизоляторе для технологического оборудования с переменной массой, содержащем две оппозитно и осесимметрично расположенных равночастотных пружины, нижние основания которых закреплены на опорных пластинах верхнего и нижнего буферных устройств, а верхние основания пружин, через фланцы, соединены с дополнительным упругодемпфирующим элементом, расположенным соосно пружинам, при этом каждое из буферных устройств состоит из опорной пластины, на которую опирается нижнее основание равночастотной пружины, и которое посредством, по крайней мере, трех стоек с винтами и с, коаксиально расположенными снаружи стоек, эластичными втулками, соединено с нижней платформой буферного устройства, а под опорной пластиной буферного устройства, осесимметрично пружине, размещен цилиндроконический демпфер, например из эластомера, установленный своей цилиндрической частью на нижней платформе буферного устройства, а коническая его часть связана с опорной пластиной, цилиндроконический демпфер выполнен в виде последовательно соединенных конической и цилиндрической винтовых пружин, витки которых покрыты слоем эластомера, например полиуретаном.
На чертеже изображен общий вид сдвоенного пружинного виброизолятора для технологического оборудования с переменной массой.
Сдвоенный пружинный виброизолятор для технологического оборудования с переменной массой содержит две оппозитно и осесимметрично расположенных равночастотных пружины 3, нижние основания которых закреплены на опорных пластинах 1 верхнего и нижнего буферных устройств, а верхние основания пружин 3, через фланцы 2, соединены с дополнительным упругодемпфирующим элементом 10, расположенным соосно пружинам 3.
Каждое из буферных устройств состоит из опорной пластины 1, на которую опирается нижнее основание равночастотной пружины 3, которое посредством, по крайней мере, трех стоек 6 с винтами 4 и с, коаксиально расположенными снаружи стоек, эластичными втулками 5, соединено с нижней платформой 7 буферного устройства.
Под опорной пластиной 1 буферного устройства, осесимметрично пружине 3, размещен цилиндроконический демпфер 9, например из эластомера, установленный своей цилиндрической частью на нижней платформе 7 буферного ус тройства, а коническая его часть 8 связана с опорной пластиной 1.
Равночастотная пружина 3 имеет переменный шаг t, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках Р из заданного диапазона:
1
2
P≤Р≤Р
1
2
где Р и Р соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности.
1
2
Под действием нагрузки Р, удовлетворяющей условию P≤P≤Р, она будет изменять свою осадку δ (см. чертеж).
1
1
где δ - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузки Р. Это отвечает условию равночастотности: v=const, т.е. постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах.
Возможен вариант, когда цилиндроконический демпфер выполнен в виде последовательно соединенных конической и цилиндрической винтовых пружин, витки которых покрыты слоем эластомера, например полиуретаном.
Возможен вариант, когда упругое основание 1, на котором закреплен нижний фланец равночастотной пружины 3 пружинного виброизолятора, выполнено комбинированным, и состоящим из трех вибродемпфирующих слоев: первый слой - из дисперсного упруго-демпфирующего материала, в котором может быть использована крошка, например следующих материалов: резины, пробки, пенопласта, капрона, вспененного полимера, а также крошка твердых вибродемпфирующих материалов, например таких как пластикат типа «Агат», «Антивибрит». «Швим» с размером фракций крошки 1,5÷2,5 мм, второй слой - из вязаных упругих синтетических нитей, причем размер ячеек, вязаных из упругих синтетических нитей, на 10÷15% меньше размеров фракций крошки вибродемпфирующих материалов; и третий слой - из сплошного демпфирующего материала, в котором может быть использована губчатая резина, иглопробивной материал типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, а также нетканый вибродемпфирующий материал.
Сдвоенный пружинный виброизолятор работает следующим образом.
1
2
Под действием нагрузки Р, удовлетворяющей условию P≤P≤Р пружина будет изменять свою осадку δ
1
1
где δ - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузки P. Это отвечает условию равночастотности: постоянству частоты собственных колебаний виброизолируемой системы при изменении массы этой системы в заданных пределах.
Демпфирование в системе виброизоляции обеспечивают буферные устройства и дополнительный упругодемпфирующий элемент 10, расположенный соосно пружинам 3.