ВИБРОИЗОЛЯТОР ИНЕРЦИОННЫЙ КОЧЕТОВА
KOCHETOV'S VIBRATION ISOLATOR

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к средствам виброизоляции технологического стационарного оборудования.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является виброизолятор инерционный рычажного типа, содержащий соединяемый с основанием посредством шарнира и упругой связи рычаг, закрепленную на одном из его концов дополнительную массу и упругий элемент, соединяющий рычаг с виброизолируемым объектом (патент РФ №2282078, кл. F16F 15/02 - прототип).
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции за счет отсутствия демпфирования.
Технический результат изобретения - повышение эффективности пространственной виброизоляции путем снижения собственной частоты колебаний виброизолируемого объекта и повышения демпфирования.
3
3
Это достигается тем, что в виброизоляторе инерционном, содержащем соединяемый с основанием посредством шарнира и упругого элемента рычаг, основание выполнено в виде горизонтальной полки, один из концов которой отогнут перпендикулярно ее длине и вертикальной стойки, выполненной в виде замкнутого короба, в котором посредством винтов закреплены одними из своих концов, которые отогнуты перпендикулярно их длине, горизонтальная полка и рычаг, один из концов которого также отогнут перпендикулярно его длине, а на другом конце рычага крепится виброизолируемый объект посредством фиксирующего устройства, а упругий элемент размещен между горизонтальной полкой и рычагом, в месте контакта рычага с упругим элементом выполнены ребра жесткости, а внутренняя поверхность короба в месте контакта с горизонтальной полкой и рычагом выполнена в сечении треугольного профиля, упругий элемент выполнен упругодемпфирующим в виде шайбового сетчатого пакета, который содержит основание, упругие сетчатые элементы, взаимодействующие с основанием, плотность сетчатой структуры каждого 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, при этом упругие сетчатые элементы выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, полиуретаном, при этом шайбовый сетчатый пакет содержит шток, расположенный в центральной части пакета, соосно и с зазорами, соответственно в верхнем и нижнем сетчатых упругих элементах, при этом шток, в свой средней части, жестко закреплен в центральной пластине, на которой закреплены опорные кольца, при этом верхний сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой сетчатого пакета и центральной пластиной, а нижний сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой и центральной пластиной пакета, а шток выполнен из упругодемпфирующего материала и предназначен для демпфирования угловых перемещений и колебаний.
На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого виброизолятора инерционного, а на фиг. 2 - вид А фиг. 1, на фиг. 3 - схема упругого элемента 7.
Виброизолятор инерционный содержит основание 2, выполненное в виде горизонтальной полки, один из концов которой отогнут перпендикулярно ее длине и вертикальной стойки 5, выполненной в виде замкнутого короба, в котором посредством винтов 6 закреплены одними из своих концов, которые отогнуты перпендикулярно их длине, горизонтальная полка 2 и рычаг 1, один из концов 9 которого также отогнут перпендикулярно его длине, а на другом конце рычага крепится виброизолируемый объект 4 посредством фиксирующего устройства 3, а упругий элемент 7 размещен между горизонтальной полкой 2 и рычагом 1. На рычаге 1, в месте его контакта с упругим элементом 7, выполнены ребра жесткости 8.
Внутренняя поверхность короба 5, в месте контакта с горизонтальной полкой 2 и рычагом 1, выполнена в сечении треугольного профиля 10.
Упругий элемент 7 выполнен упругодемпфирующим, в виде шайбового сетчатого пакета, и содержит шток 23, расположенный в центральной части пакета, соосно и с зазорами 12 соответственно в верхнем 17 и нижнем 18 сетчатых упругих элементах. Шток 23, в свой средней части, жестко закреплен в центральной пластине 22, на которой закреплены опорные кольца 21 и 19, при этом верхний 17 сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой 15 сетчатого пакета и центральной пластиной 22, а нижний 18 сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой 11 и центральной пластиной 22 пакета. Шток 23 выполнен из упругодемпфирующего материала и предназначен для демпфирования угловых перемещений и колебаний.
При этом в верхнем сетчатом упругом элементе 17, в его центре, осесимметрично штоку 23 расположен верхний демпфер сухого трения, выполненный в виде верхней гильзы 14, жестко соединенной с крышкой 15, и нижней гильзы 13, жестко соединенной с центральной пластиной 22, при этом гильзы 13 и 14 соединены с натягом, образуя пару трения, а шток 23 размещен в них коаксиально и с зазором. Нижняя и верхняя части штока 23 расположены соответственно, не выступая за поверхности верхней крышки 15 и нижней нажимной шайбы 11 пакета.
В нижнем сетчатом упругом элементе 18, в его центре, осесимметрично штоку 23 расположен нижний демпфер сухого трения, выполненный в виде нижней гильзы 24, жестко соединенной с нижней нажимной шайбой 11, и верхней гильзы 20, жестко соединенной с центральной пластиной 22, при этом гильзы 20 и 24 соединены с натягом, образуя пару трения, а шток 23 размещен в них коаксиально и с зазором.
3
3
Плотность сетчатой структуры каждого 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.
Упругие сетчатые элементы 17 и 18 могут быть выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.
Упругий элемент 7 работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан) упругие сетчатые элементы 17 и 18 воспринимают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.
Виброизолятор инерционный работает следующим образом.
Собственная частота колебаний системы определяется массой виброизолируемого объекта 4 и соотношением плеч рычага 1 от оси упругого элемента 7 до оси приложения нагрузки от виброизолируемого объекта 4, а также от оси упругого элемента 7 и оси короба 5. Такое расположение упругого элемента 7 позволяет уменьшить жесткость виброизолятора в целом, поскольку перемещение объекта во столько раз больше перемещения верхнего фланца упругого элемента 7, во сколько раз больше отношение плеч рычага от оси приложения нагрузки до оси короба 5 и от оси виброизолируемого объекта 4 до оси упругого элемента 7. Крепление виброизолируемого объекта 4 к рычагу 1 осуществляется с помощью фиксирующего упругого устройства 3.
Предложенная конструкция виброизолятора эффективна, проста в изготовлении и надежна в работе.