ПРУЖИННЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР КОЧЕТОВА С КОМБИНИРОВАННЫМ ДЕМПФЕРОМ
SPRING ANTIVIBRATION UNIT OF KOCHETOV WITH COMBINED DAMPER

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пружинный виброизолятор по патенту РФ №2279589, F16F 15/06 (прототип), содержащий упругий элемент в виде цилиндрической пружины, один торец которой опирается на основание корпуса, а другой взаимодействует с маятниковым подвесом.
Недостатком известного устройства является сложность шарнирного элемента и недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме путем увеличения коэффициента комбинированного демпфирования.
3
3
Это достигается тем, что в пружинном виброизоляторе с маятниковым подвесом, содержащем пружину сжатия, взаимодействующую с основанием корпуса и маятниковым подвесом, выполненным в виде резьбовой шпильки, соединенной одним концом с опорным рычагом корпуса для крепления виброизолируемого объекта, а другим - с упорной шайбой и гайкой, соединенной со втулкой, скрепленной с кольцом и взаимодействующей с верхним торцом пружины, а нижний торец пружины упирается в основание корпуса, состоящее из верхней и нижней пластин, соединенных вертикальными пластинами, а на верхней пластине корпуса закреплена втулка из композиционного фрикционного материала, причем зазор между боковыми поверхностями втулки и пружины лежит в оптимальном интервале величин 0,1…0,5 мм, что позволяет обеспечить сухое демпфирование, при этом пружина 8 состоит из 2-х частей, между которыми расположен комбинированный демпфер, который выполнен из демпфирующего шайбового сетчатого пакета, содержащего 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, комбинированный демпфер содержит шток, расположенный в центральной части пакета соосно и с зазорами соответственно в верхнем и нижнем сетчатых упругих элементах, при этом шток, в своей 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, при этом шток выполнен полым, с центральным отверстием, в которое соосно входит стержень для фиксации виброизолируемого объекта.
На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого виброизолятора, на фиг. 2 - схема комбинированного демпфера.
Пружинный виброизолятор с комбинированным демпфером в маятниковом подвесе содержит пружину сжатия 8, взаимодействующую с основанием корпуса 1 и маятниковым подвесом, выполненным в виде резьбовой шпильки 3, соединенной одним концом с опорным рычагом корпуса 1 для крепления виброизолируемого объекта (не показан), а другим - с упорной шайбой и гайкой 10, соединенной с втулкой 7, скрепленной с кольцом 4 и взаимодействующей с верхним торцом пружины 8, а нижний торец пружины 8 упирается в основание корпуса 1, состоящее из верхней и нижней 2 пластин, соединенных вертикальными пластинами 6, а на верхней пластине корпуса 1 закреплена втулка 5 из композиционного фрикционного материала, причем зазор между боковыми поверхностями втулки 5 и пружины 8 лежит в оптимальном интервале величин 0,1…0,5 мм, что позволяет обеспечить сухое демпфирование. Пружина 8 состоит из 2-х частей, между которыми расположен комбинированный демпфер 9.
Виброизолятор работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта пружина 8 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные нагрузки воспринимаются маятниковым подвесом, выполненным в виде резьбовой шпильки 3. За счет такой схемы выполнения маятникового подвеса обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям x, y, z и поворотным колебаниям вокруг этих осей). Втулка 5 выполнена из композиционного фрикционного материала и установлена с зазором между боковыми поверхностями втулки и пружины 8 в оптимальном интервале величин 0,1…0,5 мм, что позволяет обеспечить необходимое демпфирование за счет сухого трения при пространственной схеме виброизоляции. Комбинированный демпфер 9 выполнен из упругодемпфирующего материала для гашения ударных нагрузок при посадке виброизолирующей системы на упоры, при воздействии единичной нагрузки или толчка.
Предложенная конструкция виброизолятора является эффективной за счет введения в маятниковый подвес комбинированного демпфера 9.
Комбинированный демпфер 9 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 своей 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 полым, с центральным отверстием, в которое соосно входит стержень для фиксации виброизолируемого объекта. 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 4, 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.
При колебаниях виброизолируемого объекта (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.