УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ ТАРЕЛЬЧАТОГО ТИПА
DISK-TYPE ELASTIC ELEMENT

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, станков, приборов и других объектов.
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 элементе тарельчатого типа, содержащим тарельчатые упругие поверхности в виде усеченного конуса, со сквозными пазами в них, связанных ребрами, направленными вдоль образующих коническую поверхность линиям, относительно разделительного диска расположены два упругих тарельчатых элемента, оппозитно и осесимметрично ему, а каждый из тарельчатых элементов 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, направленными по образующим коническую поверхность линиям, а в центральной части разделительного диска, соосно упругим элементам, закреплены демпфирующие цилиндры, выполненные из литьевого полиуретана, и входящие с зазорами в отверстия при вершинах усеченных конических поверхностей, при этом демпфирующие цилиндры соединены между собой упругой вставкой, состоящей из оси, проходящей через соосные отверстия в разделительном диске и демпфирующих цилиндрах, и упорных дисков, связывающих соответственно верхний и нижний демпфирующие цилиндры с разделительным диском, при этом упорные диски упругой вставки фиксируют упругие тарельчатые элементы относительно разделительного диска, в трех сквозных пазах упругих тарельчатых элементов, перпендикулярно разделительному диску, расположены усиленные виброударозащитные элементы, фиксируемые соответственно в трех отверстиях, выполненных в периферийной части разделительного диска, и выполненные, например, в виде пружин сжатия, упорные диски упругой вставки с осью, связывающей верхний и нижний демпфирующие цилиндры с разделительным диском, выполнены из жесткого вибродемпфирующего материала, например пластикатов типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», а ось упругой вставки выполнена комбинированной, состоящей из жесткого сердечника с охватывающей его оболочкой из полиуретана.
На фиг. 1 представлен упругий элемент тарельчатого типа с тремя ребрами, на фиг. 2 - вид сверху фиг. 1
Упругий элемент тарельчатого типа содержит два упругих тарельчатых элемента 1 и 2, (фиг. 1) оппозитно и осесимметрично расположенных относительно разделительного диска 12, причем каждый из тарельчатых элементов 1 и 2 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. 2) с образованием двух усеченных конических поверхностей 1 и 11, связанных тремя ребрами соответственно 6, 7 и 8, направленными по образующим коническую поверхность линиям. В центральной части разделительного диска 12, соосно упругим элементам 1 и 2, закреплены демпфирующие цилиндры 13 и 14, выполненные из литьевого полиуретана, и входящие с зазорами соответственно 9 и 10, в отверстия 13 при вершинах усеченных конических поверхностей 11 (фиг. 2). Демпфирующие цилиндры 13 и 14 соединены между собой упругой вставкой, состоящей из оси 15, проходящей через соосные отверстия в разделительном диске 12 и цилиндрах 13 и 14, и упорных дисков 16 и 17, связывающих соответственно верхний и нижний демпфирующие цилиндры 13 и 14 с разделительным диском 12, при этом упорные диски 16 и 17 упругой вставки фиксируют упругие тарельчатые элементы 1 и 2 относительно разделительного диска 12.
В трех сквозных пазах, соответственно 3, 4 и 5 (фиг. 1) упругих тарельчатых элементов 1 и 2, перпендикулярно разделительному диску 12 расположены усиленные виброударозащитные элементы 18, фиксируемые соответственно в трех отверстиях, выполненных в периферийной части разделительного диска 12, и выполненные например, в виде пружин сжатия.
Возможен вариант (на чертеже не показан), когда упорные диски 16 и 17 упругой вставки с осью 15, связывающей верхний и нижний демпфирующие цилиндры 13 и 14 с разделительным диском 12, выполнены из жесткого вибродемпфирующего материала, например пластикатов типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», а ось 15 упругой вставки выполнена комбинированной, состоящей из жесткого сердечника с охватывающей его оболочкой из полиуретана.
Возможен вариант, когда усиленные виброударозащитные элементы 18, фиксируемые соответственно в трех отверстиях, выполненных в периферийной части разделительного диска 12, выполнены в виде пружин сжатия, витки которых покрыты слоем вибродемпфирующего материала, например полиуретана, или в виде пакета упругих элементов из жесткого эластомера, например твердой резины (на чертеже не показано).
Упругий элемент тарельчатого типа работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), установленного через опорные поверхности усеченных конических поверхностей упругих элементов 1 и 2, обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов, при этом демпфирующие цилиндры 13 и 14, 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 9 и 10, с которыми входят демпфирующие цилиндры 13 и 14 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 пространственной виброзащиты как по трем осям координат, так и по углам поворота относительно этих осей.
Упругая вставка, состоящая из оси 15, проходящей через соосные отверстия в разделительном диске 12 и цилиндрах 13 и 14, и упорных дисков 16 и 17, связывает воедино демпфирующие цилиндры 13 и 14 с разделительным диском 12, что способствует надежной фиксации упругих тарельчатых элементов 1 и 2 относительно разделительного диска 12.
При чрезмерном увеличении динамических нагрузок виброударного характера упругие тарельчатые элементы 1 и 2 сожмутся до своего критического сжатия, после чего подключатся в работу усиленные виброударозащитные элементы 18, выполненные например, в виде пружин сжатия, так как в исходном состоянии их высота меньше, чем суммарный критический ход упругих тарельчатых элементов 1 и 2.
Возможен вариант, когда упорные диски 16 и 17, связывающие соответственно верхний и нижний демпфирующие цилиндры 13 и 14 с разделительным диском 12, и фиксирующие упругие тарельчатые элементы 1 и 2 относительно разделительного диска 12, выполнены из спеченного фрикционного материала на основе железа, содержащего следующие компоненты в их соотношении, мас. %: медь 5,0-7,0; графит 4,0-5,0; асбест 2,0-3,0; карбид кремния 4,0-6,0; сернокислое железо 5,0-6,0; кобальт 3,0-4,0; фосфорный шлак 3,0-4,0; железо остальное.