ВИБРОИЗОЛЯТОР РЕССОРНЫЙ С ДЕМПФЕРОМ
VIBRATORY INSULATOR WITH DAMPER

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты технологического оборудования от воздействия вибрации.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор рессорного типа, содержащий основание, стойку, упругие элементы рессорного типа и опорные узлы по патенту РФ №2279591 (прототип).
Недостатком работы известного устройства является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции из-за сравнительно большой жесткости рессор, состоящих из двух частей.
Технический результат изобретения - повышение эффективности виброизоляции.
Это достигается тем, что в виброизоляторе рессорном с демпфером, содержащим основание, стойку, упругие элементы рессорного типа и опорный узел, при этом основание выполнено в виде двух параллельных уголков, жестко соединенных между собой со стороны, противоположной опорному узлу, посредством упорной плиты, к которой крепится упругий элемент рессорного типа посредством крышки с помощью, по крайней мере двух винтов, расположенных по ширине упругого элемента, причем ширина упругого элемента рессорного типа меньше ширины основания, а опорный узел выполнен в виде стержня с резьбовым концом, фиксирующим виброизолируемый объект и имеющим полусферическую головку для контакта с конической поверхностью в упругом элементе, причем опорный узел фиксируется на упругом элементе с помощью винта, ввернутого в полусферическую головку стержня, между основанием и упругим элементом рессорного типа размещен демпфер, демпфер содержит корпус и размещенный в нем поршень, корпус выполнен в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень, выполненный в виде стакана с параллельными между собой и соосными корпусу верхним и нижним буртиками, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, между буртиками расположен фрикционный материал, а в нижнюю поверхность поршня упирается пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, причем полость между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, а верхняя поверхность верхнего буртика поршня упирается в упругое кольцо, соединенное со стопорным элементом, выполненным, например, в виде стопорного кольца, фиксируемого в канавке внутренней поверхности цилиндра корпуса, при этом стопорный элемент через упругое кольцо контактирует с верхней поверхностью верхнего буртика поршня, удерживая его в исходном состоянии, в качестве фрикционного материала, расположенного между буртиками поршня, используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное, а пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
На фиг. 1 изображен фронтальный разрез виброизолятора рессорного с демпфером, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - схема демпфера 10.
Виброизолятор рессорный с демпфером содержит основание 1 (фиг. 1, фиг. 2), выполненное в виде двух параллельных уголков, жестко соединенных между собой со стороны, противоположной опорному узлу 6, посредством упорной плиты 4, к которой крепится упругий элемент 2 рессорного типа посредством крышки 3 с помощью, по крайней мере, двух винтов 5, расположенных по ширине упругого элемента 2, при этом ширина упругого элемента 2 рессорного типа меньше ширины основания 1. Опорный узел 6 содержит стержень 8 с резьбовым концом, фиксирующим виброизолируемый объект посредством гайки и имеющим полусферическую головку 9 для контакта с конической поверхностью в упругом элементе 2. Опорный узел 6 фиксируется на упругом элементе 2 с помощью винта 7, ввернутого в полусферическую головку 9 стержня 8. Для повышения демпфирующей способности системы виброизоляции в целом между основанием 1 и упругим элементом 2 рессорного типа размещен демпфер 10 (фиг. 3).
Виброизолятор рессорный с демпфером работает следующим образом.
При вынужденных колебаниях виброизолируемого объекта, устанавливаемого на опорный узел 6, возникает динамическая реакция, которая гасится упругим элементом 2 рессорного типа, который одновременно является направляющим устройством при вертикальных перемещениях виброизолируемого объекта. Горизонтальная составляющая, возникающая при работе упругого элемента 2 рессорного типа,компенсируется в опорном узле полусферической головкой 9 стержня 8, обеспечивающим пространственную виброизоляцию на высоких частотах. Регулировка высоты виброизолируемого объекта производится за счет стержня 8 с резьбовым концом, содержащим упорную гайку и контргайку.
Фиксация опорного узла на упругом элементе 2 осуществляется посредством винта 7, являющегося также ограничительным упором при больших амплитудах колебаний.
Предложенная конструкция виброизолятора рессорного является эффективной за счет возможности гашения колебаний по всем направлениям.
Демпфер 10, установленный на основании 1 через вибродемпфирующую прокладку 11, содержит корпус, выполненный в виде цилиндра 13 с днищем 12, в котором расположен поршень 23, выполненный в виде стакана с параллельными между собой и соосными корпусу верхним 14 и нижним 15 буртиками и проточкой 16, которые расположены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между буртиками расположен фрикционный материал 17, например металлическая стружка, пластмассовые или металлические шарики, т.е. выбираемый в зависимости от требуемого коэффициента трения.
В нижнюю поверхность поршня упирается пружина 19, расположенная между поршнем и днищем 12 корпуса демпфера, причем полость 18 между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина 19, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например в виде крошки из вибродемпфирующего материала. Верхняя поверхность верхнего буртика 14 поршня упирается в упругое кольцо 21, соединенное со стопорным элементом 20, выполненным в виде стопорного кольца, фиксируемого в канавке внутренней поверхности цилиндра 13 корпуса демпфера. Стопорный элемент 20 предназначен для фиксации поршня 23 в корпусе демпфера, при этом стопорный элемент 20 через упругое кольцо 21 контактирует с верхней поверхностью верхнего буртика 14 поршня, удерживая его в исходном состоянии.
3
3
На поршне 23 закреплена платформа 22 для соединения демпфера с упругим элементом 2 рессорного типа. В качестве фрикционного материала с более высоким коэффициентом трения, расположенного в полости между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина, используется например песок, шарики из полиуретана, элементы сетчатой структуры, плотность элементов сетчатой структуры 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.
Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала 17, расположенного между буртиками 14 и 15 поршня, используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.
Демпфер сухого трения работает следующим образом.
Днище 12 корпуса, в котором расположен подпружиненный поршень 23, закрепляется на основании 1 через вибродемпфирующую прокладку 11, которая защищает объект от высокочастотной вибрации. При колебаниях объекта, установленного на опорном узле 6 через стержень 8 с резьбовым концом, фиксирующим виброизолируемый объект, обеспечивается пространственная виброзащита основания 1 и защита его от ударов.
Демпфер сухого трения способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций за счет комбинированного демпфирования и повышает эффективность виброзащиты на резонансе за счет фрикционного материала, расположенного между буртиками 4 и 5 поршня, а также за счет элементов сетчатой структуры, расположенных в полости 8 между поршнем и днищем 2 корпуса, в которой расположена пружина 9.
Возможен вариант, когда пружина 9, расположенная между поршнем и днищем 2 корпуса, выполнена в виде конической пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано во многих отраслях промышленности.