ВИБРОИЗОЛЯТОР СТАРЕЕВОЙ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
STAREEVA VIBRATION ISOLATOR 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 №2279583 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 со встроенным демпфером, а каждая из них содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую 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.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез виброизолятора, на фиг. 2 - пружина со встроенным демпфером.
Виброизолятор для технологического оборудования (фиг. 1) содержит корпус и упругие элементы 13, взаимодействующие с объектом 2 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 выполнены в виде винтовых пружин.
Пружина со встроенным демпфером (фиг. 2) содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 20 и 21 со встречно направленными концами 23 и 22 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 18 и 19 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.
Первая часть винтовой пружины 20 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 21 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 23 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 22, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 19, загерметизирован, например при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).
В полости второй части 21 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 20 пружины, зазоры 24 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 20 и 21 пружины.
Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 24 сегментного профиля контактирующих частей 20 и 21 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 22 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 7 сегментного профиля контактирующих частей 20 и 21 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».
Первую часть 20 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 25 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».
Пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.
Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 18 и 19 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 X,Y, Ζ и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе, и при различных условиях работы.
Виброизолятор для технологического оборудования работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта упругие элементы 13 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные колебания гасятся за счет шарнирно-рычажного механизма корпуса виброизолятора.