ВИБРОИЗОЛЯТОР
VIBRATION ISOLATOR

Изобретение относится к средствам защиты человека-оператора от вредного влияния вибрации и может быть использован в различного рода машинах и механизмах, в частности в станкостроительной промышленности, текстильной и легкой промышленности, сельском хозяйстве, в приборостроении, в транспортном машиностроении.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является техническое решение по патенту РФ №2451849 (прототип), содержащее корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции за счет недостаточного демпфирования.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.
Это достигается тем, что в виброизоляторе, содержащем корпус, основание, упругий элемент и ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом, корпус жестко связан с основанием, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упругодемпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндроконическим отверстием, выполняющий функции нижнего ограничителя хода упругого элемента, ось которого перпендикулярна основанию, при этом упругий элемент взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан и верхнюю охватывающую его крышку, которая жестко соединена с осесимметричной ему резьбовой втулкой, а на крышке закреплен верхний ограничитель хода упругого элемента, выполненный в виде цилиндрической втулки, охватывающей сверху крышку, при этом верхний ограничитель служит верхним упругодемпфирующим элементом и выполнен из эластомера, а в резьбовой втулке закреплен винт для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом, при этом корпус в верхней части соединен с крышкой, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону виброизолируемого объекта, закреплен упругий ограничитель динамического хода объекта, выполненный из эластомера, а в крышке, перпендикулярно ее оси, выполнено отверстие для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола, а упругий элемент выполнен комбинированным тарельчатого типа.
На фиг.1 изображен фронтальный разрез виброизолятора, на фиг.2 - схема комбинированного упругого элемента тарельчатого типа, на фиг.3 - вид сверху на тарельчатый упругий элемент со снятым каркасом.
Виброизолятор содержит корпус 8 (фиг.1), жестко связанный с основанием 1, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упругодемпфирующий элемент 4 из эластомера с осевым цилиндроконическим отверстием 2, выполняющий функции нижнего ограничителя хода комбинированного упругого элемента 12.
Упругий элемент 12 виброизолятора выполнен комбинированным (фиг.2), ось которого перпендикулярна основанию 1. Он взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан 13 и верхнюю охватывающую его крышку 9, которая жестко соединена с осесимметричной комбинированному упругому элементу 12 резьбовой втулкой 6. На крышке 9 закреплен верхний ограничитель хода комбинированного упругого элемента 12, выполненный в виде цилиндрической втулки 5, охватывающей сверху крышку 9. Верхний ограничитель служит верхним упругодемпфирующим элементом и выполнен из эластомера. В резьбовой втулке 6 закреплен винт 7 для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом (на чертеже не показано). Корпус 8 в верхней части соединен с крышкой 10, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону виброизолируемого объекта, закреплен упругий ограничитель 11 динамического хода объекта, выполненный из эластомера. В крышке 10, перпендикулярно ее оси, выполнено отверстие 3 для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола.
Комбинированный упругий элемент 12 выполнен тарельчатым и содержит каркас (фиг.2), в котором установлен упругий элемент тарельчатого типа. Каркас состоит из нижней и верхней частей. Нижняя часть каркаса состоит из основания 23, выполненного в виде диска с кольцевой внутренней проточкой 24, в которой размещено нижнее упругое кольцо 14 упругого элемента тарельчатого типа. Верхняя часть каркаса выполнена в виде крышки 17, представляющей собой диск с центральной кольцевой выемкой и жестко связанной посредством, например, винтов 21 с верхним упругим кольцом 15 (фиг.2) упругого элемента тарельчатого типа. В центральной кольцевой выемке крышки 17 размещен слой вибродемпфирующего материала 19, например, из полиуретана, на котором фиксируется установочная плита 20 для крепления виброизолируемого объекта (на чертеже не показано).
Упругий элемент тарельчатого типа (фиг.3) содержит по крайней мере два плоских упругих соосно расположенных колец, верхнего 15 и нижнего 14, соединенных между собой посредством по крайней мере трех упругих плоских пластин 16, 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 15 соединено с крышкой 17, а к нижней части нижнего кольца 14 прикреплено кольцо 22 из фрикционного материала для создания сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе. Плоские упругие пластины 16 расположены между выемками 18.
Виброизолятор работает следующим образом.
При приложении статической нагрузки на объект, он опускается вниз, сжимая пружину 12, которая воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на основание 1, установленное на межэтажном перекрытии здания или шасси транспортного средства (на чертеже не показано). Нелинейное демпфирование в системе осуществляется за счет наличия нижнего 4 и верхнего 5 ограничителей хода пружины 12, выполненных из эластомера. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного (с зазором) расположения нижнего опорного стакана 13 пружины 12 и верхней охватывающей пружину крышки 9.
При приложении динамической нагрузки со стороны объекта, например работающего оборудования, вибрация гасится пружиной 12 и упругодемпфирующими элементами 4 и 5, жесткость которых рассчитывается на работу сложной системы «перекрытие - упругие элементы - объект» в зарезонансном режиме.
Упругий элемент тарельчатого типа работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показано), фиксируемого на установочной плите 20, обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов за счет плоских упругих пластин 16. Слой вибродемпфирующего материала 19, который размещен в центральной кольцевой выемке крышки 17 и выполнен, например, из полиуретана, увеличивает демпфирование виброизолируемого объекта на высоких частотах, а кольцо 22 из фрикционного материала способствует созданию сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе на резонансе.
Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано для защиты, как оборудования, так и оператора, при простоте в обслуживании и надежности конструкции в эксплуатации.