ВИБРОИЗОЛЯТОР С ПАКЕТОМ ТАРЕЛЬЧАТЫХ ПРУЖИН
VIBRATION ISOLATOR WITH THE STACK OF BELLEVILLE SPRINGS

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 №2293229, F16F 15/06, содержащий упругий элемент, один торец которого опирается на корпус, а другой взаимодействует с маятниковым механизмом, выполненным в виде шарнирного подвеса.
Недостатком известного устройства является сложность шарнирного элемента и недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме и упрощение конструкции и монтажа.
Это достигается тем, что в виброизоляторе с пакетом тарельчатых пружин, содержащем основание, на котором закреплен упругий элемент, выполненный в виде пакета последовательно соединенных блоков тарельчатых пружин, и маятниковый подвес с установленной на нем платформой для виброизолируемого объекта, маятниковый подвес состоит из стакана, закрепленного нижней частью на основании осесимметрично пакету тарельчатых пружин, при этом верхняя часть стакана соединена по скользящей посадке с демпфирующей плитой, опирающейся на пакет тарельчатых пружин, а на демпфирующей плите установлена шайба с центральной конической поверхностью, контактирующей со сферическим профилем резьбовой втулки, контактирующей с резьбовой частью штока маятникового подвеса, при этом между днищем стакана и нижним торцом цилиндрической части штока маятникового подвеса установлен упругодемпфирующий элемент, а на верхней плоской поверхности резьбовой втулки закреплена платформа для виброизолируемого объекта.
На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого виброизолятора, на фиг.2, 3 - схема варианта упругодемпфирующего элемента 4, установленного между днищем стакана 2 и нижним торцом цилиндрической части штока 3 маятникового подвеса.
Виброизолятор с пакетом тарельчатых пружин содержит основание 1, на котором закреплен упругий элемент, выполненный в виде пакета последовательно соединенных блоков тарельчатых пружин, и маятниковый подвес с установленной на нем платформой 8 для виброизолируемого объекта (на чертеже не показан). Маятниковый подвес состоит из стакана 2, закрепленного нижней частью на основании 1 осесимметрично пакету тарельчатых пружин. Верхняя часть стакана 2 соединена по скользящей посадке с демпфирующей плитой 11, опирающейся на пакет тарельчатых пружин. На демпфирующей плите 11 установлена шайба 9 с центральной конической поверхностью 10, контактирующей со сферическим профилем резьбовой втулки 7, контактирующей с резьбовой частью 6 штока 3 маятникового подвеса. Между днищем стакана 2 и нижним торцом цилиндрической части штока 3 маятникового подвеса установлен упругодемпфирующий элемент 4. На верхней плоской поверхности резьбовой втулки 7 закреплена платформа 8 для виброизолируемого объекта.
Каждый блок тарельчатых пружин выполнен в виде двух тарельчатых пружин: верхней 13 и нижней 14, соединенных по внешнему диаметру с помощью внешнего кольца 15 Т-образного профиля, а по внутреннему диаметру - с помощью кольца 12 Т-образного профиля, внутренняя поверхность которого взаимодействует с внешней поверхностью стакана 2.
Для соединения блоков тарельчатых пружин в пакет используется по крайней мере два упругофиксирующих элемента тросового типа, стягивающих демпфирующую плиту 11 с основанием 1 посредством сережек 16, 17, 18, 19 и троса 20. После транспортировки и установки на платформу 8 для виброизолируемого объекта упругофиксирующие элементы могут быть разблокированы, то есть трос 20 вынут из сережек 16, 17, 18, 19.
Возможен вариант выполнения упругодемпфирующего элемента 4 (фиг. 2, 3), установленного между днищем стакана 2 и нижним торцом цилиндрической части штока 3 маятникового подвеса в виде виброизолятора пружинного с сетчатым демпфером, содержащим основание 21, крышку 24 и расположенный между ними упругий элемент. Основание 21 выполнено в виде пластины с крепежными отверстиями 22, на которой через промежуточный вибродемпфирующий элемент 27 закреплен опорный элемент 23. Упругий элемент выполнен комбинированным, состоящим из цилиндрического сетчатого упругодемпфирующего элемента 26, охватываемого цилиндрической винтовой пружиной 25, причем сетчатый упругодемпфирующий элемент нижней частью опирается на опорный элемент основания, а верхней - фиксируется на крышке, а цилиндрическая винтовая пружина упирается в основание, охватывая его опорный элемент, и фиксируется на крышке.
3
3
Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента 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.
Плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента.
Упругий сетчатый элемент может быть выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.
Возможен вариант, когда цилиндрическая винтовая пружина комбинированного упругого элемента выполнена с покрытием ее витков вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
Виброизолятор пружинный с сетчатым демпфером работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта цилиндрическая винтовая пружина 25 и сетчатый упругодемпфирующий элемент воспринимают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.
Виброизолятор с пакетом тарельчатых пружин работает следующим образом.
Возможен вариант, когда упругофиксирующие элементы тросового типа выполняют свои функции не только при транспортировке, но и при работе виброизолятора служат дополнительным демпфирующим элементом при повышенной динамической нагрузке обратного хода пакета тарельчатых пружин (в плоскости чертежа - при движении платформы 8 вверх).
При колебаниях виброизолируемого объекта, закрепленного на платформе 8, пакет тарельчатых пружин воспринимает вертикальные вибрационные нагрузки. Горизонтальные нагрузки воспринимаются маятниковым подвесом. За счет выполнения маятникового подвеса со сферическим профилем обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция защищаемого оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям х, у, z и поворотные вокруг этих осей).
Предложенная конструкция виброизолятора с тарельчатыми пружинами и маятниковым подвесом является простой в изготовлении, сборке, обслуживании, ремонтопригодной, а также обладает повышенными виброизолирующими свойствами за счет наличия диссипации энергии, возникающей в паре трения: тарельчатая пружина - кольца Т-образного профиля.