ПРУЖИННЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР С РЕГУЛИРУЕМЫМ ДЕМПФЕРОМ СУХОГО ТРЕНИЯ
SPRING VIBRATION ISOLATOR WITH ADJUSTABLE DRY FRICTION DAMPER

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 пружинный виброизолятор по патенту РФ №2282075, F16F 15/06, (прототип), 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, выполненного 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.
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 пружинном виброизоляторе с регулируемым демпфером сухого трения, содержащим 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, выполненного 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, выполненный в виде пакета тарельчатых пружин, жесткость которого по крайней мере в пять раз выше жесткости пружины, подпружиненные фрикционные элементы демпфера сухого трения, взаимодействующие с внешней поверхностью стойки, выполнены из фрикционного материала, состоящего из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, 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 чертеже представлен фронтальный разрез предлагаемого виброизолятора.
Пружинный виброизолятор с регулируемым демпфером сухого трения содержит упругий элемент 5, выполненный в виде пружины, корпус 1 и демпфер сухого трения 4. Корпус 1 выполнен в виде полой вертикальной стойки с полостью 10, взаимодействующей с Т-образной платформой 2, упруго связанной посредством упругих элементов 3 с демпфером сухого трения, выполненного в виде втулки, внутренняя поверхность которой через подпружиненные пружинами 7 фрикционные элементы 9 взаимодействует с внешней поверхностью стойки 1, а винты 8 служат для регулировки сил трения.
Фрикционные элементы 9, подпружиненные пружинами 7, демпфера сухого трения, выполненного в виде втулки и взаимодействующие с внешней поверхностью стойки 1, выполнены из фрикционного материала, состоящего из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, 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 внешней поверхности втулки 4 закреплена пружина 5, опирающаяся на основание 1 стойки, причем между взаимодействующими поверхностями втулки 4 и стойки 1 размещен буферный ограничительный элемент 6, жесткость которого по крайней мере в пять раз выше жесткости пружины, выполненный в виде пакета тарельчатых пружин.
Демпфер сухого трения 4 пружинного виброизолятора снабжен устройством, регулирующим силу трения между фрикционными элементами 9 и внешней поверхностью стойки 1 и состоит из блока 15 управления, подающего сигнал на включение исполнительного механизма 16, в случае, когда в системе виброизоляции необходимо увеличить коэффициент демпфирования. На верхнем торце буферного ограничительного элемента 6 расположен кольцевой тензодатчик 11, соединенный по связи 12 с тензоусилителем 13, который в свою очередь связан по связи 14 с блоком 15 управления.
Блок 15 управления предназначен для включения исполнительного механизма 16, выполненного, например, в виде червячной самотормозящейся передачи 17, которая поджимает пружины 7 с фрикционными элементами 9 к внешней поверхности стойки 1, увеличивая тем самым силу трения и повышая коэффициент демпфирования в системе виброизоляции.
Пружинный виброизолятор с регулируемым демпфером сухого трения работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта на платформе 2 пружина 5 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Демпфирование колебаний осуществляется за счет трения фрикционных элементов 9 о внутреннюю поверхность стойки 1. За счет такой схемы выполнения подвеса обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям х, у, z и поворотным колебаниям вокруг этих осей).
Демпфер сухого трения 4 пружинного виброизолятора снабжен устройством, регулирующим силу трения между фрикционными элементами 9 и внешней поверхностью стойки 1 и состоящим из блока 15 управления и исполнительного механизма 16.
На блок 15 управления поступает сигнал от кольцевого тензодатчика 11, расположенного на верхнем торце буферного ограничительного элемента 6, по связи 12 сигнал поступает на тензоусилитель 13, затем по связи 14 на блок 15. Блок 15 выдает команду на включение исполнительного механизма 16, выполненного, например, в виде червячной самотормозящейся передачи 17, которая поджимает пружины 7 с фрикционными элементами 9 к внешней поверхности стойки 1, увеличивая тем самым силу трения и повышая коэффициент демпфирования в системе виброизоляции.
Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х. У, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе и при различных условиях работы.
Предложенная конструкция виброизолятора является эффективной, а также отличается простотой при монтаже и эксплуатации.