СДВОЕННЫЙ ТАРЕЛЬЧАТЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР КОЧЕТОВА
DOUBLE PLATE VIBRATION ISOLATOR BY KOCHETOV

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, станков, приборов и других объектов.
Известно применение тарельчатых упругих элементов для виброизоляции технологического оборудования в текстильной промышленности [1, 2, 3]. Расчеты показывают высокую эффективность упругих элементов тарельчатого типа при их относительно небольших габаритах, при этом испытания в реальных фабричных условиях подтверждают их эффективность при высокой надежности и простоте обслуживания.
Однако нагрузочная способность на элемент тарельчатого типа невысока.
Известно применение виброизоляторов тарельчатого типа [4, 5] с маятниковым подвесом, в которых используется пакет упругих тарельчатых элементов, состоящий из последовательно соединенных блоков тарельчатых упругих элементов, при этом каждый блок тарельчатых упругих элементов выполнен в виде двух соосно расположенных тарельчатых пружин, верхней и нижней, соединенных по внутреннему и внешнему диаметру с помощью соосно расположенных колец Т-образного профиля.
Недостатком такого типа виброизоляторов с маятниковым подвесом является их большой габарит по высоте, так как они относятся к категории подвесных виброизолирующих систем, где габаритные размеры по высоте не ограничены, а для опорных систем виброзащиты требуются сравнительно небольшие габариты по высоте.
Известен виброизолятор с кольцевыми тарельчатыми пружинами [6], содержащий корпус в виде основания с крышкой, а упругие элементы - в виде, по крайней мере, двух тарельчатых кольцевых пружин, каждая из которых состоит из верхнего и нижнего упругих колец, связанных упругими пластинами, и закреплена в корпусе через упругие втулки из эластомера, установленные между основанием, нижними кольцами пружин и крышкой.
Известен тарельчатый виброизолятор [7], содержащий корпус, включающий основание с крышкой, и размещенный в нем пакет тарельчатых упругих элементов, который 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 такого типа виброизоляторов является «прощелкивание» упругих элементов в обратную сторону, т.е. прохождение при определенной нагрузке через нулевую жесткость, что несколько снижает эффективность виброзащиты.
Известно применение виброизоляторов тарельчатого типа [8, 9], состоящих из последовательно соединенных блоков тарельчатых упругих элементов, при этом блок тарельчатых упругих элементов выполнен в виде двух соосно расположенных тарельчатых пружин, верхней и нижней, соединенных по внутреннему и внешнему диаметру с помощью соосно расположенных колец Т-образного профиля.
Недостатком такого типа виброизоляторов является возможность блокирования тарельчатых упругих элементов в пакетах из колец Т-образного профиля, что несколько может изменить их общую жесткость, а следовательно, и эффективность виброзащиты.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является упругий элемент тарельчатого типа по патенту РФ №2285836 F16F 1/32, от 20.10.2006 г. [10] (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 элементе тарельчатого типа, содержащим тарельчатые упругие поверхности в виде усеченного конуса со сквозными пазами в них, связанные ребрами, направленными по образующим коническую поверхность линиям, он содержит два оппозитно расположенных относительно вертикальной оси разделительного элемента упругих элемента, каждый из которых содержит тарельчатую упругую поверхность в виде усеченного конуса, на которой выполнено в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, три сквозных паза с образованием двух усеченных конических поверхностей, связанных тремя ребрами, а в центральной части разделительного элемента соосно упругим элементам закреплены демпфирующие цилиндры, выполненные из литьевого полиуретана и входящие с зазорами в отверстия при вершинах усеченных конических поверхностей.
На фиг. 1 представлен упругий элемент тарельчатого типа с тремя ребрами, на фиг. 2 - вид сверху фиг. 1
Сдвоенный тарельчатый виброизолятор содержит два, оппозитно расположенных относительно вертикальной оси разделительного элемента 12, упругих элемента 1 и 2, каждый из которых содержит тарельчатую упругую поверхность в виде усеченного конуса, на которой выполнено в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, три сквозных паза, соответственно 3, 4 и 5 (фиг. 1 и 2), с образованием двух усеченных конических поверхностей 1 и 11, связанных тремя ребрами 6, направленными по образующим коническую поверхность линиям. В центральной части разделительного элемента 12 соосно упругим элементам 1 и 2 закреплены демпфирующие цилиндры 9 и 10, выполненные из литьевого полиуретана и входящие с зазорами соответственно 7 и 8, в отверстия при вершинах усеченных конических поверхностей 11 (фиг. 2).
Демпфирующие цилиндры 9 и 10, выполненные из литьевого полиуретана, жестко соединены с разделительным элементом 12, например, посредством клеевого соединения.
Разделительный элемент 12 выполнен в виде полого диска, заполненного жидкостью (на чертеже не показано), вязкость которой подбирается в зависимости от требуемых частотных полос виброизоляции, и играет роль динамического гасителя колебаний.
Возможен вариант, когда разделительный элемент 12 выполнен в виде полого диска, заполненного крошкой жесткого вибродемпфирующего материала, например пластикатом типов «Агат», «Антивибрит», «Швим», с размером фракций крошки 1,5÷2,5 мм.
Возможен вариант, когда разделительный элемент 12 выполнен в виде полого диска, заполненного крошкой спеченного фрикционного материала на основе меди, содержащего 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, при этом размер фракций крошки 1,5÷2,5 мм.
Сдвоенный тарельчатый виброизолятор работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), установленного через опорные поверхности при основаниях усеченных конических поверхностей упругих элемента 1 и 2, обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов, при этом демпфирующие цилиндры 9 и 10, выполненные из литьевого полиуретана, обеспечивают демпфирование в системе, причем чем больше амплитуда колебаний, тем большее демпфирование будет обеспечиваться в системе за счет того, что при сжатии тарельчатых упругих элементов 1 и 2 будут уменьшаться зазоры 7 и 8, с которыми входят демпфирующие цилиндры 9 и 10 в отверстия при вершинах усеченных конических поверхностей 1 и 11, а это приведет к дополнительному трению в системе на резонансе и, следовательно, к повышению эффективности виброзащиты в целом. Демпфирующие цилиндры 9 и 10, выполненные из литьевого полиуретана, жестко соединены с разделительным элементом 12, например, посредством клеевого соединения.
Разделительный элемент 12 выполнен в виде полого диска, заполненного жидкостью, вязкость которой подбирается в зависимости от требуемых частотных полос виброизоляции, и играет роль динамического гасителя колебаний.
Источники библиографии, цитируемые при патентном поиске
1. Кочетов О.С, Сажин Б.С. Снижение шума и вибраций в производстве: теория, расчет, технические решения. М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2001. - 319 с: стр. 197, рис. 5.65.
2. Кочетов О.С. Методика расчета тарельчатых виброизоляторов для ткацких станков // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2000, №4. С. 98…104.
3. Кочетов О.С. Расчет пространственной системы виброзащиты. Журнал «Безопасность труда в промышленности», №8, 2009, стр. 32-37.
4. Кочетов О.С, Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Шестернинов А.В. Тарельчатый виброизолятор с маятниковым подвесом // Патент на изобретение №2279580. Опубликовано 10.07.06. Бюллетень изобретений №19.
5. Кочетов О.С, Кочетова М.О., Ходакова Т.Д. Виброизолятор тарельчатый с маятниковым подвесом // Патент на изобретение №2287727. Опубликовано 20.11.06. Бюллетень изобретений №32.
6. Кочетов О.С, Кочетова М.О., Ходакова Т.Д. Виброизолятор Кочетовых с кольцевыми тарельчатыми пружинами // Патент на изобретение №2285834. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.
7. Кочетов О.С, Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Кочетов С.С, Кочетов Сергей Сергеевич. Тарельчатый виброизолятор Кочетовых // Патент на изобретение №2285835. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.
8. Кочетов О.С, Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Стареев М.Е., Кочетов С.С, Кочетов Сергей Сергеевич. Виброизолятор Кочетова тарельчатого типа // Патент на изобретение №2293228. Опубликовано 10.02.07. Бюллетень изобретений №4.
9. Кочетов О.С, Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Шестернинов А.В., Стареев М.Е. Виброизолятор тарельчатого типа // Патент на изобретение №2285838. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.
10. Кочетов О.С, Кочетова М.О., Ходакова Т.Д. Упругий элемент тарельчатого типа // Патент на изобретение №2285836. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.