КОМБИНИРОВАННЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР
COMBINED VIBRATION ISOLATOR

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции различных объектов.
Известен виброизолятор с упругодемпфирующими стержневыми элементами (патент РФ №2266442) который содержит два соосно расположенных кольца и, соответственно, по меньшей мере один ряд упругих стержней, размещенных между соседними кольцами вокруг одной воображаемой цилиндрической или конусообразной поверхности и под углом к образующей цилиндрической или конусообразной поверхности и соединенных своими концами с обращенными друг к другу торцевыми частями колец таким образом, что одноименные концы упругих стержней расположены на одной окружности, при этом в ряду упругие стержни расположены под одинаковым углом к образующей цилиндрической или конусообразной поверхности или под разными углами к указанной образующей, причем упругие стержни соединены с кольцами с образованием монолитной единой детали, выполненной из армированного композитного материала, а при наличии в нем более двух соосно расположенных колец каждый ряд упругих стержней расположен между соответствующими соседними кольцами таким образом, что обращенные друг к другу концы упругих стержней двух соседних рядов присоединены к противолежащим торцевым поверхностям расположенного между ними промежуточного кольца.
Недостатками этой конструкции являются ограниченная грузоподъемность, определяемая только жесткостью стержней, обратная зависимость жесткости от осевой нагрузки из-за увеличения изгибающего момента с увеличением осадки, необходимость введения, в конструкцию вращательной кинематической пары между верхним кольцом (платформой) виброизолятора и основанием виброизолируемого объекта для предотвращения поворота последнего.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявленному объекту является пружинный виброизолятор по патенту РФ№2282075, F16F15/06 содержащий упругий элемент, корпус и демпфер сухого трения, корпус выполнен в виде полой вертикальной стойки, взаимодействующей с Т-образной платформой, упруго связанной с демпфером сухого трения, выполненным в виде втулки, внутренняя поверхность которой через подпружиненные фрикционные элементы взаимодействует с внешней поверхностью стойки, а на ее внешней поверхности закреплена пружина, опирающаяся на основание стойки, причем между взаимодействующими поверхностями втулки и стойки размещен буферный ограничительный элемент, жесткость которого в пять раз выше жесткости пружины.
Недостатками данного изобретения являются большие габариты, зависящие от величины силы тяжести виброизолируемого объекта и определяемые регламентированными соотношениями диаметра пружины к диаметру прутка из которого выполнена пружина, которые для восприятия вибрационных нагрузок должны быть значительными; сложность конструкции демпфера сухого трения и отсутствие взаимосвязи силы сухого трения с величиной осадки пружины.
Технической задачей предложенного комбинированного виброизолятора является создание малогабаритного простого по конструкции эффективного виброизолятора с широким диапазоном управляемого и автоматического регулирования виброизолирующих характеристик.
Поставленная задача решается тем, что в известном пружинном виброизоляторе, содержащем основание и верхнюю, подвижную в осевом направлении платформу, упругий элемент, демпфер сухого трения и буферный ограничительный элемент, согласно предлагаемому техническому решению упругий элемент выполнен в виде дискретно установленных упругодемпфирующих стержней, контактирующих по внешнему периметру с эластомером, выполняющего функцию буферного ограничительного элемента, с образованием демпфера сухого трения в виде кинематической поступательной пары, причем упругодемпфирующие стержни жестко закреплены, а эластомер установлен в основании, подвижная платформа выполнена со штоком взаимодействующим торцевой поверхностью с верхним торцом эластомера.
На фигуре приведена схема реализации предложенного комбинированного виброизолятора.
Комбинированный виброизолятор, состоящий из основания 1, подвижной в осевом направлении платформы 2, упругого элемента 3, размещенного между ними, демпфера сухого трения 4, упругий элемент 3 выполнен в виде дискретно установленных по периметру эластомера 5, выполняющего функцию буферного ограничительного элемента, упругих стержней 6 жестко закрепленных в основании 1, подвижная платформа 2 со штоком 7, торец которого взаимодействует с эластомером 5 установленным на основании 1, а демпфер сухого трения 4 образован поступательными кинематическими парами «стержень эластомер».
Комбинированный виброизолятор работает следующим образом. Сила тяжести виброизолируемого объекта через торец штока 7 сжимает эластомер 5 в осевом направлении с одновременным увеличением его поперечного размера в пропорции, характеризуемой коэффициентом Пуассона. Эластомер 5 за счет увеличения его поперечного размера воздействует на упругие стержни 6 и вызывает в них упругие начальные деформации изгиба. При возникновении вибрационных нагрузок эластомер и упругие стержни знакопеременно деформируются относительно начально полученным статическим деформациям и совершают относительно друг друга поступательные движения образуя демпфер сухого трения.
Технико-экономическим преимуществом предлагаемого комбинированного виброизолятора является простота конструкции, небольшие габариты за счет суммирования жесткостей эластомера и упругих стержней, эффективность рассеивания энергии, достигаемая деформациями эластомера, упругих стержней и демпфером сухого трения, универсальность, и легкость адаптирования к агрегатам различных масс, осуществляемая заменой количества, формы и площадей поперечных сечений упругих стержней и упругих характеристик эластомера.