КОМБИНИРОВАННЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР КОЧЕТОВА
COMBINED VIBRATION ISOLATOR BY KOCHETOV

Изобретение относится к машиностроению, в частности к резинометаллическим виброизоляторам.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2506472, F16F 15/07 (прототип), состоящий из массива резины, имеющего тороидальную форму, резиновый массив имеет внутри две герметичные полости, в одной из которых установлена металлическая цилиндрическая пружина, массив резины привулканизирован к крепежным пластинам.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - обеспечение постоянства жесткостных и демпфирующих характеристик виброизолятора для различных частот воздействия при длительном режиме работы и установке на него агрегатов различной массы, а также повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме путем увеличения демпфирования в системе.
Это достигается тем, что в комбинированном виброизоляторе, состоящем из массива эластомера, имеющего тороидальную форму, внутри которого расположены две герметичные полости, в одной из которых установлена цилиндрическая винтовая пружина, при этом массив эластомера привулканизирован к крепежным пластинам, цилиндрическая пружина состоит 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, 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, зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, мас.%:
смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0)
28÷34%
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)
12÷19%
графит
7÷48%
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния
7÷15%
баритовый концентрат
20÷35%
тальк
1,5÷3,0%
На фиг. 1 представлен общий вид комбинированного виброизолятора в разрезе, на фиг. 2 - упругий элемент 3, расположенный внутри массива эластомера.
Комбинированный виброизолятор состоит из массива эластомера, например резины, имеющего тороидальную форму. Резиновый массив состоит из двух, коаксиально расположенных, эквидистантных и конгруэнтных, осесиметричных герметичных полостей, образованных внешней 2 и внутренней 4 стенками. Во внутренней полости установлен упругий элемент 3 в виде цилиндрической пружины. Для центрирования пружины 3 в массиве резины выполнены цилиндрические выступы 5 и 6. Внешняя 2 стенка имеет большую толщину, чем внутренняя 4. Массив резины привулканизирован к крепежным пластинам 1 и 10. Между внешней 2 и внутренней 4 стенками имеется полость 7 тороидальной формы.
На крепежных пластинах имеется по одному резьбовому отверстию: 8 - для крепления виброизолятора к агрегату в верхней пластине и 9 - для крепления самого виброизолятора к несущей раме в нижней пластине.
Комбинированный виброизолятор работает следующим образом.
С увеличением частоты колебаний агрегата в работу вступает цилиндрическая пружина 3. Собственные колебания виброизолятора гасятся за счет того, что в герметичных полостях имеется воздух. Наличие большой площади поверхности элементов виброизолятора увеличивает теплоотдачу, что не вызывает роста демпфирующего эффекта и сохраняет жесткость постоянной, что придает системе виброизоляции в целом равночастотные свойства.
Возможен вариант упругого элемента 3, расположенного внутри массива эластомера в виде цилиндрической пружины со встроенным демпфером сухого трения (фиг. 2), который содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 13 и 14 со встречно-направленными концами 16 и 15 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 11 и 12 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.
Первая часть винтовой пружины 13 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 14 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно-направленный конец 16 первой части пружины размещен в полости встречно-направленной второй части пружины с концом 15, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 12, загерметизирован, например при помощи резьбовой пробки (не показано).
В полости второй части 14 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 13 пружины, зазоры 17 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 13 и 14 пружины.
Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 15 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (не показано) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».
Первую часть 13 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 18 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».
Зазоры, в первой части 13 винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка 18 из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала (не показано).
Возможен вариант, когда зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, мас.%:
смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных
смол в соотношении 1:(0,2-1,0)
28÷34%
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)
12÷19%
графит
7÷18%
модификатор трения, содержащий технический углерод
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния
7÷15%
баритовый концентрат
20÷35%
тальк
1,5÷3,0%
Цилиндрическая пружина со встроенным демпфером сухого трения работает следующим образом.
Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 11 и 12 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.