УПРУГИЙ ТАРЕЛЬЧАТЫЙ ЭЛЕМЕНТ КОЧЕТОВА ДЛЯ СТАНКОВ
RESILIENT DISH-SHAPED ELEMENT OF KOCHETOV FOR MACHINES

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, станков, приборов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является упругий элемент тарельчатого типа по патенту РФ №2285836 F16F 1/32 (прототип), содержащий тарельчатую упругую поверхность в виде усеченного конуса, на поверхности которой выполнено, в плоскости параллельной основаниям усеченного конуса, два сквозных паза с образованием двух усеченных конических поверхностей, связанных двумя или тремя ребрами, направленными по, образующим коническую поверхность, линиям.
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.
Это достигается тем, что в тарельчатом упругом элементе, содержащем каркас, в котором установлен упругий элемент тарельчатого типа, каркас выполнен из нижней и верхней частей, при этом нижняя часть каркаса состоит из основания, выполненного в виде диска с кольцевой внутренней проточкой, в которой размещено нижнее упругое кольцо упругого элемента тарельчатого типа, а верхняя часть каркаса выполнена в виде крышки, представляющей собой диск с центральной кольцевой выемкой, и жестко связанной посредством, например, винтов с верхним упругим кольцом упругого элемента тарельчатого типа, при этом упругий элемент тарельчатого типа содержит, по крайней мере, два плоских упругих соосно расположенных кольца, верхнее и нижнее, соединенных между собой посредством, по крайней мере, трех упругих плоских пластин, расположенных наклонно по отношению к оси колец, причем верхнее кольцо соединено с крышкой, а к нижней части нижнего кольца прикреплено кольцо из фрикционного материала для создания сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе, а плоские упругие пластины расположены между выемками, а слой вибродемпфирующего материала, размещенный в центральной кольцевой выемке крышки, на котором фиксируется установочная плита для крепления виброизолируемого объекта, выполнен в виде трех промежуточных 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 крошки 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, а в качестве фрикционного материала кольца, прикрепленного к нижней части нижнего кольца, применяется фрикционный материал, выполненный 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 представлен фронтальный разрез тарельчатого упругого элемента с каркасом, на фиг. 2 - вид сверху на тарельчатый упругий элемент со снятым каркасом, на фиг. 3 - схема сетчатого демпфера.
Упругий тарельчатый элемент для станков содержит каркас (фиг. 1), в котором установлен упругий элемент тарельчатого типа. Каркас состоит из нижней и верхней частей. Нижняя часть каркаса состоит из основания 10, выполненного в виде диска с кольцевой внутренней проточкой 11, в которой размещено нижнее упругое кольцо 1 упругого элемента тарельчатого типа. Верхняя часть каркаса выполнена в виде крышки 4, представляющей собой диск с центральной кольцевой выемкой, и жестко связанной посредством, например винтов 8 с верхним упругим кольцом 2 (фиг. 2) упругого элемента тарельчатого типа. В центральной кольцевой выемке крышки 4 размещен слой вибродемпфирующего материала 6, например, из полиуретана, на котором фиксируется установочная плита 7 для крепления виброизолируемого объекта (на чертеже не показано). Упругий элемент тарельчатого типа (фиг. 2) содержит, по крайней мере, два плоских упругих соосно расположенных кольца, верхнего 2 и нижнего 1, соединенных между собой посредством, по крайней мере, трех упругих плоских пластин 3, расположенных наклонно по отношению к оси колец, причем пластины, соединяющие верхнее и нижнее кольца, могут быть выполнены в виде упругих стержней круглого или квадратного профиля (на чертеже не показано). Верхнее кольцо 2 соединено с крышкой 4, а к нижней части нижнего кольца 1 прикреплено кольцо 9 из фрикционного материала для создания сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе. Плоские упругие пластины 3 расположены между выемками 5.
Между крышкой 4 и основанием 10 упругого тарельчатого элемента, через упругий элемент 14 из эластомера, установлен сетчатый демпфер, корпус которого выполнен в виде вертикального цилиндра 13 с крепежными элементами, расположенными перпендикулярно оси цилиндра, в его средней части, причем одним из крепежных элементов является болт 16 с шайбой 19, а другим, оппозитно расположенным и соединенным с болтом 16 - резьбовая втулка 17 с шайбой 18, являющаяся опорным элементом при наклонном расположении виброизолируемого объекта. В верхней части цилиндра 13 расположен упругий элемент 14 из эластомера, например резины или полиуретана, а в нижней части расположен сетчатый упругий элемент 15.
3
3
Плотность сетчатой структуры каждого из упругих сетчатых элементов 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.
При этом плотность сетчатой структуры внешних слоев каждого упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры их внутренних слоев.
Каждый упругий сетчатый элемент может быть выполнен комбинированным, и состоящим из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.
В своей нижней части сетчатый упругий элемент 15 упирается в диск 20 с центральной выемкой, в которой расположен вибродемпфирующий элемент 21, выполненный, например из резины или полиуретана.
Сетчатый демпфер работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), расположенного на упругих элементах 14 и 15, они воспринимают как вертикальные, горизонтальные, так и нагрузки под углом, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.
Упругий элемент тарельчатого типа может быть выполнен из плоского упругого элемента круглой формы путем вырубки профильных отверстий с последующим выдавливанием одного из колец, или из плоского упругого элемента круглой формы путем лазерной вырезки профильных отверстий и последующей деформацией пластин.
Возможен вариант, когда слой вибродемпфирующего материала 6, размещенный в центральной кольцевой выемке крышки 4, на котором фиксируется установочная плита 7 для крепления виброизолируемого объекта выполнен в виде трех промежуточных 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.
Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала кольца 9, прикрепленного к нижней части нижнего кольца 1, применяется фрикционный материал, выполненный 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%
Упругий тарельчатый элемент для станков работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показано), фиксируемого на установочной плите 7, обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов за счет плоских упругих пластин 3. Слой вибродемпфирующего материала 6, который размещен в центральной кольцевой выемке крышки 4 и выполнен, например из полиуретана, увеличивает демпфирование виброизолируемого объекта на высоких частотах, а кольцо 9 из фрикционного материала способствует созданию сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе на резонансе.