ВИБРОИЗОЛЯТОР ДЛЯ ТКАЦКИХ СТАНКОВ
VIBRATION ADSORBER FOR WEAVING 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 по патенту РФ №2285835, F16F 7/00, (прототип), содержащий корпус, включающий основание с крышкой, и размещенный в нем пакет тарельчатых упругих элементов, пакет тарельчатых упругих элементов состоит из последовательно соединенных тарельчатых упругих элементов, внутренняя поверхность которых взаимодействует с расположенной с ними соосно втулкой, один конец которой жестко закреплен в основании, а другой взаимодействует с внутренней поверхностью крышки, выполненной в виде перевернутого стакана, торцевая часть которой взаимодействует с тарельчатыми упругими элементами, причем между торцом втулки и днищем крышки имеется зазор.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.
Это достигается тем, что в виброизоляторе для ткацких станков, содержащем корпус, включающий основание с крышкой и размещенный в нем пакет тарельчатых упругих элементов, пакет тарельчатых упругих элементов состоит из последовательно соединенных тарельчатых упругих элементов, внутренняя поверхность которых взаимодействует с расположенной с ними соосно втулкой, один конец которой жестко закреплен в основании, а другой взаимодействует с внутренней поверхностью крышки, выполненной в виде перевернутого стакана, торцевая часть которой взаимодействует с тарельчатыми упругими элементами, причем между торцом втулки и днищем крышки имеется зазор, в полости, образованной крышкой и соосной с ней втулкой, один конец которой жестко закреплен в основании, установлен дополнительный упругий элемент, выполненный в виде пружины со встроенным демпфером, содержащей цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, а зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана.
На фиг. 1 представлен общий вид виброизолятора, на фиг. 2 - пружина со встроенным демпфером, на фиг. 3, 4 - варианты упругодемпфирующей пластины 16, на которую опирается пакет тарельчатых упругих элементов виброизолятора.
Виброизолятор для ткацких станков содержит корпус, включающий основание 1 с крышкой 2, и размещенный в нем пакет тарельчатых упругих элементов. Пакет тарельчатых упругих элементов состоит из последовательно соединенных тарельчатых упругих элементов 3 и 4, внутренняя поверхность которых взаимодействует с расположенной с ними соосно втулкой 5, один конец которой жестко закреплен в основании 1, а другой - взаимодействует с внутренней поверхностью крышки 2, выполненной в виде перевернутого стакана, торцевая часть которой взаимодействует с тарельчатыми упругими элементами, причем между торцом втулки и днищем крышки имеется зазор (фиг. 1). Виброизолируемый объект 6 устанавливается на крышке 2. В полости, образованной крышкой 2 и соосной с ней втулкой 5, один конец которой жестко закреплен в основании 1, установлен дополнительный упругий элемент 7, выполненный в виде пружины со встроенным демпфером (фиг. 2), которая содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 10 и 11 со встречно направленными концами 13 и 12 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 8 и 9 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.
Первая часть винтовой пружины 10 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 11 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 13 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 12, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 9, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).
В полости второй части 11 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 10 пружины, зазоры 14 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 10 и 11 пружины.
Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 14 сегментного профиля контактирующих частей 10 и 11 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 12 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (на чертеже не показана) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 12 сегментного профиля контактирующих частей 10 и 11 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».
Первую часть 10 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 15 из демпфирующего материала, например полиуретана, которая создает в системе виброзащиты трение, величина которого повышается при подходе системы к резонансному режиму, что и является аналогом демпфера «сухого трения».
Пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.
Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 8 и 9 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.
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.
Виброизолятор для ткацких станков работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта 6, установленного на крышке 2, обеспечивается его виброзащита и защита от ударов.
Возможен вариант, когда в качестве антифрикционной смазки контактирующих частей 13 и 14 пружины со встроенным демпфером используется смазка для узлов трения, содержащая минеральное масло и смазочную присадку, содержащую 3,9-бис(п-фторфенил)-2,4,8,10-тетраоксаспиро(5,5)ундекан при следующем соотношении компонентов, мас. %:
3,9-бис(п-Фторфенил)-2,4,8,10-тетраоксаспиро(5,5)ундекан
0,5-0,75
Минеральное масло
99,25-99,5
Возможен вариант, когда основание 1, на которое опирается пакет тарельчатых упругих элементов виброизолятора, жестко соединено, например, посредством клеевого соединения, с упругодемпфирующей пластиной 16, посредством которой виброизолятор устанавливается на фундамент защищаемого объекта.
Упругодемпфирующая пластина 16 (фиг. 3) выполнена из эластомера в виде чередующихся выступов 18 и впадин 19, относительно центральной пластины 17 в шахматном порядке, причем выступы с одной стороны пластины 17 размещены над впадиной с другой стороны центральной пластины 17. Форма выступов и впадин может быть как многоугольной, например, прямоугольной, квадратной, трапецеидальной, так и описываемой кривыми второго порядка, например, в виде окружности, эллипса, гиперболы, параболы, так и в виде их комбинации.
Возможен вариант, когда упругодемпфирующая пластина 16 (фиг. 4) выполнена в виде пакета, по крайней мере двух, упругих пластин 22 и 23, разделенных промежуточным элементом 24, расположенным между жесткой верхней пластиной 20 и основанием 21 объекта защиты.
Упругодемпфирующая пластина 16 работает следующим образом.
При колебаниях объекта защиты, установленного на виброизоляторе, соединенном с пластиной 16, упругий элемент из эластомера, в виде чередующихся выступов 18 и впадин 19, относительно центральной пластины 17, или пакет упругих элементов 22 и 23, воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения упругого элемента, что дает ему определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости.