ТАРЕЛЬЧАТЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР
DISK-SHAPED VIBRATION ISOLATOR

Изобретение относится к средствам защиты человека-оператора от вредного влияния вибрации и может быть использован в различного рода машинах и механизмах, в частности в станкостроительной промышленности, текстильной и легкой промышленности, сельском хозяйстве, в приборостроении, в транспортном машиностроении.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является упругий элемент тарельчатого типа по пат. 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 виброизоляторе, содержащем платформу, основание, тарельчатые упругие элементы, выполнен каркас в виде верхней платформы для установки виброизолируемого объекта с юстировочной плитой, которая крепится к верхней платформе каркаса виброизолятора посредством крепежных элементов, и нижнее основание для размещения ограничителей хода блока тарельчатых упругих элементов, которые соединяют верхнюю платформу с нижним основанием виброизолятора, имеющего отбойник буферного типа, причем основание каркаса виброизолятора, в части контакта с тарельчатыми упругими элементами, покрыто фрикционным материалом для демпфирования колебаний, а блок тарельчатых упругих элементов состоит из по крайней мере четырех тарельчатых пружин различной высоты и различного угла наклона к оси каркаса виброизолятора с резьбовым хвостовиком и гайкой, на которой закреплены тарельчатые пружины через простановочные кольца, при этом каждая из тарельчатых пружин имеет в основании горизонтальную кольцевую отбортовку, опирающуюся на нижнее основание, а ось виброизолятора жестко соединена с верхней платформой каркаса, простановочные кольца, расположенные на оси, жестко соединенной с верхней платформой каркаса, которые фиксируют на стержне тарельчатые пружины, выполнены из вибродемпфирующего материала, например полиуретана, кольцевые отбортовки тарельчатых пружин со стороны, контактирующей с основанием, покрыты слоем фрикционного материала.
На чертеже изображен фронтальный разрез тарельчатого виброизолятора.
Тарельчатый виброизолятор содержит каркас в виде верхней платформы 3 для установки виброизолируемого объекта 1 с юстировочной плитой 2, которая крепится к верхней платформе 3 каркаса виброизолятора посредством крепежных элементов 4, и нижнего основания 13 виброизолятора для размещения ограничителей хода 16 и 17 блока тарельчатых упругих элементов, которые соединяют верхнюю платформу 3 с нижним основанием 13 виброизолятора с отбойником 14 буферного типа. Нижнее основание 13 каркаса виброизолятора, в части контакта с тарельчатыми упругими элементами, покрыто фрикционным материалом для демпфирования колебаний.
Блок тарельчатых упругих элементов состоит из по крайней мере четырех тарельчатых пружин 5, 6, 7, 8 различной высоты и различного угла наклона к оси 9 каркаса виброизолятора с резьбовым хвостовиком 10 и гайкой 11, на которой закреплены тарельчатые пружины через простановочные кольца 12. Каждая из тарельчатых пружин 5, 6, 7, 8 имеет в основании горизонтальную кольцевую отбортовку, опирающуюся на нижнее основание 13 (например, внешняя тарельчатая пружины 8 имеет кольцевую отбортовку 15).
Ось 9 виброизолятора жестко соединена с верхней платформой 3 каркаса.
Простановочные кольца 12, расположенные на оси 9, жестко соединенной с верхней платформой 3 каркаса, которые фиксируют на стержне тарельчатые пружины 5, 6, 7, 8, выполнены из вибродемпфирующего материала, например полиуретана.
Возможен вариант, когда кольцевые отбортовки тарельчатых пружин 5, 6, 7, 8 (например, отбортовка 15 для внешней тарельчатой пружины 8) со стороны, контактирующей с основанием 13, покрыты слоем фрикционного материала.
Виброизолятор работает следующим образом.
При приложении статической нагрузки на верхнюю платформу 3 каркаса она опускается вниз, сжимая тарельчатые упругие элементами 5, 6, 7, 8, которые воспринимают вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на основание 13, установленное на межэтажном перекрытии здания или шасси транспортного средства (не показано). Нелинейное демпфирование в системе осуществляется за счет наличия ограничителей хода 16 и 17 внешней тарельчатой пружины 8.
При приложении динамической нагрузки со стороны объекта, например работающего оборудования, вибрация гасится блоком упругих тарельчатых элементов, жесткость которых рассчитывается на работу сложной системы «перекрытие-упругие элементы-объект» в зарезонансном режиме, при этом обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов. Увеличивается демпфирование виброизолируемого объекта 1 на высоких частотах за счет сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе на резонансе. Эффект сухого трения реализуется горизонтальными кольцевыми отбортовками упругих тарельчатых элементов, которые скользят в динамических режимах по фрикционному покрытию нижнего основания 13 каркаса виброизолятора.
Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала для покрытия кольцевых отбортовок тарельчатых пружин со стороны, контактирующей с основанием, применяется спеченный фрикционный материал на основе меди, который содержит цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.
Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано для защиты как оборудования, так и оператора, при простоте в обслуживании и надежности конструкции в эксплуатации.