УПРУГИЙ ТАРЕЛЬЧАТЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ СТАНКОВ
RESILIENT DISH-SHAPED ELEMENT 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 упругом тарельчатом элементе для станков, 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, основание упругого тарельчатого элемента через упругую прокладку соосно установлено на шайбовом сетчатом демпфере, который содержит основание в виде пластины, упругий сетчатый элемент и шайбы, взаимодействующие со втулками, основание выполнено в виде пластины с крепежными отверстиями, основной сетчатый упругий элемент нижней частью опирается на основание и фиксируется нижней шайбой, жестко соединенной с основанием, а верхней частью фиксируется верхней нажимной шайбой, жестко соединенной с центрально расположенным поршнем, охватываемым с зазором, соосно расположенной гильзой, жестко соединенной с основанием, а между нижним торцом поршня и днищем гильзы расположен упругий элемент, а упругий элемент между нижним торцом поршня и днищем гильзы выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном, или сетчатым, с параметрами сетчатой структуры как у основного упругого сетчатого элемента.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез тарельчатого упругого элемента с каркасом, на фиг. 2 - вид сверху на тарельчатый упругий элемент со снятым каркасом.
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, соосно верхнему 2 и нижнему 1 упругим кольцам установлена пружина 12, жесткость которой равна жесткости упругого элемента тарельчатого типа.
Основание 10 упругого тарельчатого элемента через упругую прокладку 23 соосно установлено на шайбовом сетчатом демпфере, который содержит основание 13 в виде пластины с крепежными отверстиями 14, основной сетчатый упругий элемент 19, нижней частью опирающийся на основание 13, и фиксируемый нижней шайбой 18, жестко соединенной с основанием 13, а верхней частью фиксируемый верхней нажимной шайбой 17, жестко соединенной с центрально расположенным поршнем 16, охватываемым с зазором, соосно расположенной гильзой 15, жестко соединенной с основанием 13. Между нижним торцом 20 поршня 16 и днищем 21 гильзы 15 расположен упругий элемент 22, например из полиуретана.
3
3
Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента 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. Плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента.
Основной упругий сетчатый элемент 19 может быть выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.
Возможен вариант, когда упругий элемент 22, расположенный между нижним торцом 20 поршня 16 и днищем 21 гильзы 15 выполнен сетчатым, с такими же параметрами сетчатой структуры, как у основного упругого сетчатого элемента 19.
Возможен вариант, когда упругий элемент, расположенный между нижним торцом поршня и днищем гильзы, выполнен сетчатым, причем плотность сетчатой структуры в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры основного упругого сетчатого элемента.
Возможен вариант, когда упругий элемент, расположенный между нижним торцом поршня и днищем гильзы выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.
Шайбовый сетчатый демпфер работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), расположенного на верхней нажимной шайбе 17, упругий сетчатый элемент 19 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.
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.