ТАРЕЛЬЧАТЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР КОЧЕТОВА С ДЕМПФЕРОМ СУХОГО ТРЕНИЯ
KOCHETOV'S DISK-SHAPED VIBRATION ISOLATOR WITH DRY FRICTION DAMPER

Изобретение относится к средствам защиты от вибраций.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2285833, F16F 7/00 (прототип), содержащий корпус, упругие тарельчатые элементы и элементы их крепления к корпусу.
Недостатком известного устройства является сравнительно недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.
3
3
Это достигается тем, что в тарельчатом виброизоляторе с демпфером сухого трения, содержащим корпус и размещенные в нем упругие элементы, корпус выполнен в виде основания с крышкой, а упругие элементы - в виде тарельчатой кольцевой пружины, состоящей из верхнего и нижнего упругих колец, связанных упругими пластинами, и закрепленной в корпусе через периферийную втулку, установленную между основанием, нижним кольцом пружины и крышкой, а виброизолируемый объект устанавливается на резьбовой втулке, размещенной в отверстии верхнего кольца пружины, и прикрепленной к пружине посредством резьбового соединения, а между основанием и нижним торцем резьбовой втулки, соосно корпусу, закреплен демпфер сухого трения, который содержит корпус, выполненный в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень, состоящий из параллельных между собой и соосных корпусу верхнего и нижнего дисков, жестко соединенных между собой осесимметричным стержнем, причем диски установлены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между ними расположен фрикционный материал, а в нижнюю поверхность нижнего диска упирается пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса демпфера, причем полость между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например песком или шариками из элементов сетчатой структуры, при этом плотность сетчатой структуры 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 верхняя поверхность верхнего диска поршня демпфера упирается в нижнюю кольцевую поверхность соединенных между собой втулок виброизолятора, что обеспечивает возможность их взаимного перемещения, а силовое замыкание упругого тарельчатого элемента виброизолятора с демпфером обеспечивается посредством пружины, расположенной в нижней части поршня демпфера сухого трения.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого виброизолятора, на фиг.2, 3 - вариант выполнения кольцевой тарельчатой пружины (фронтальный разрез и вид сверху).
Тарельчатый виброизолятор с демпфером сухого трения содержит корпус, который выполнен в виде основания 1 и крышки 2 (фиг.1). Упругие элементы выполнены в виде кольцевой тарельчатой пружины, состоящей из нижнего 4 и верхнего 5 колец, связанных между собой упругими пластинами 7 с образованием вырезов (проемов или фигурных отверстий) 6. Кольцевая тарельчатая пружина закреплена в корпусе через периферийную втулку 3, установленную между основанием 1, нижним кольцом пружины 4 и крышкой 2, а виброизолируемый объект 10 устанавливается на резьбовой втулке 11, размещенной в отверстии 9 верхнего кольца 5 пружины. Резьбовая втулка 11 прикреплена к тарельчатой пружине посредством резьбового соединения, например через втулку 8. Кольцевая тарельчатая пружина закреплена в корпусе с зазором относительно крышки 2 и резьбовой втулки 11. Периферийная втулка 3 может быть выполнена металлической или из эластомера с жесткостью, большей жесткости кольцевой тарельчатой пружины. Кольцевая тарельчатая пружина выполнена в виде двух плоских упругих, соосно расположенных колец, нижнего 4 и верхнего 5, соединенных между собой посредством, по крайней мере, трех плоских упругих пластин 7 (фиг.2, 3). Между основанием 1 и нижним торцем резьбовой втулки 11, соосно корпусу, закреплен упруго-демпфирующий элемент, выполненный в виде основания 15 и крышки 14, между которыми размещена цилиндрическая винтовая пружина 12, с демпфером 13 внутри.
Упругие пластины 7, соединяющие нижнее 4 и верхнее 5 кольца, могут быть выполнены в виде упругих стержней круглого, квадратного, прямоугольного, многоугольного профиля или профиля, выполненного по кривым второго и «n» порядка (на чертеже не показаны).
3
3
Демпфер сухого трения содержит корпус, выполненный в виде цилиндра 15 с днищем 16, в котором расположен поршень, состоящий из параллельных между собой и соосных корпусу верхнего 12 и нижнего 14 дисков, жестко соединенных между собой осесимметричным стержнем 13. Причем диски 12 и 13 установлены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между ними расположен фрикционный материал, например металлическая стружка, пластмассовые или металлические шарики, т.е. в зависимости от требуемого коэффициента трения. В нижнюю поверхность нижнего диска упирается пружина 17, расположенная между поршнем и днищем 16 корпуса демпфера, причем полость между поршнем и днищем 16 корпуса, в которой расположена пружина 7, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например песком или шариками из элементов сетчатой структуры. При этом плотность сетчатой структуры 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. Верхняя поверхность верхнего диска 12 поршня демпфера упирается в нижнюю кольцевую поверхность соединенных между собой втулок 8 и 11 виброизолятора, что обеспечивает возможность их взаимного перемещения, а силовое замыкание упругого тарельчатого элемента виброизолятора с демпфером обеспечивается посредством пружины 7, расположенной в нижней части поршня демпфера сухого трения.
Тарельчатый виброизолятор с демпфером сухого трения работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта 10, установленного на резьбовой втулке 11, обеспечивается пространственная виброзащита объекта и защита его от ударов. Причем жесткость кольцевой тарельчатой пружины за счет ее конструктивного исполнения может быть подобрана в любом требуемом сочетании по главным осям вибрации, например большей в горизонтальном направлении, нежели в вертикальном, и наоборот, и т.д. во всех сочетаниях как линейных, так и угловых колебаний.
Демпфер сухого трения способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций и повышает эффективность виброзащиты на резонансе. Кроме того, горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения демпфера относительно тарельчатого упругого элемента, что в целом позволяет виброизолируемому объекту 10 определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости.
Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано во многих отраслях промышленности.