РАВНОЧАСТОТНЫЙ ПАКЕТ РЕССОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
EQUIFREQUENTIAL PACKAGE OF CUSHION ELEMENTS

Виброизолятор относится к средствам защиты человека-оператора от вредного влияния вибрации и может быть использован в станкостроительной, текстильной промышленности, в приборостроении, в транспортном машиностроении.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор рессорного типа по патенту РФ №2269700 (прототип), содержащий основание, стойку, упругие элементы рессорного типа и опорные узлы, а на одном из концов основания жестко закреплен перпендикулярно основанию стержень с резьбовым концом, на котором устанавливается стойка, фиксирующая упругий элемент рессорного типа посредством скошенных опорных элементов и крышки, причем угол скоса опорных элементов лежит в интервале 10…30°.
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 равночастотном пакете упругих элементов рессорного типа, содержащим рессорные элементы в виде плоских пружин, расположенные снизу от виброизолируемого объекта, содержатся, по крайней мере, три виброизолятора, выполненные из рессорных пружин с верхними и нижними горизонтальными полочками, причем наружный виброизолятор крепится посредством крепежных элементов к платформе, а каждый из виброизоляторов состоит из, по крайней мере, трех рессорных пружин различной высоты и различного угла наклона к стержню пакета, на котором закреплены виброизоляторы через простановочные кольца, и расположенные по отношению друг к другу в плане под углом 120°, при этом нижние горизонтальные полочки рессорных пружин каждого последующего виброизолятора расположены с подъемом на высоту, определяемую по конической поверхности, вписываемой в точки изгиба нижних горизонтальных полочек рессорных пружин.
На фиг. 1 изображен фронтальный разрез равночастотного пакета упругих элементов рессорного типа, на фиг. 2 изображена схема расположения рессорных пружин в виброизоляторах, на фиг. 3 - профиль одной из рессорных пружин в пакете, на фиг. 4 - вид A фиг. 3.
Равночастотный пакет рессорных элементов, состоящий из платформы 1 (фиг. 1) для установки виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), в центре и перпендикулярно к которой, закреплен стержень 9 с резьбовым хвостовиком 10 и гайкой 11.
Равночастотный пакет упругих элементов рессорного типа состоит, по крайней мере, из трех виброизоляторов 5, 7, 8, выполненных из рессорных пружин с верхними 2 и нижними 3 горизонтальными полочками. Наружный виброизолятор 8 крепится посредством крепежных элементов 4 к платформе 1.
Каждый из виброизоляторов состоит из, по крайней мере, трех рессорных пружин (фиг. 3, 4) различной высоты и различного угла наклона к стержню 9 пакета, на котором закреплены виброизоляторы через простановочные кольца 6 и 12, и расположенные по отношению друг к другу в плане (фиг. 2) под углом 120°. При этом нижние 3 горизонтальные полочки рессорных пружин каждого последующего виброизолятора расположены с подъемом на высоту, определяемую по конической поверхности, вписываемой в точки изгиба нижних горизонтальных полочек рессорных пружин.
Простановочные кольца 6 и 12, расположенные на стержне 9, закрепленном на платформе 1, которые фиксируют на стержне виброизоляторы 5, 7, 8, выполненные из рессорных пружин с верхними 2 и нижними 3 горизонтальными полочками, выполнены из вибродемпфирующего материала, например полиуретана.
Возможен вариант, когда нижние 3 горизонтальные полочки трех виброизоляторов 5, 7, 8, выполненных из рессорных пружин, со стороны, контактирующей с основанием, покрыты фрикционным материалом, например спеченным фрикционным материалом на основе меди, содержащим 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.
Возможен вариант (на чертеже не показано), когда простановочные кольца 6 и 12, расположенные на стержне 9, закрепленном на платформе 1, которые фиксируют на стержне 9 виброизоляторы 5, 7, 8, выполнены многослойными, например из двух слоев: внутренний слой, прилегающий к стержню 9 выполнен из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», а наружный слой - из полиуретана.
Возможен вариант (на чертеже не показано), когда простановочные кольца 6 и 12, расположенные на стержне 9, закрепленном на платформе 1, которые фиксируют на стержне 9 виброизоляторы 5, 7, 8, выполнены многослойными, например из трех слоев: внутренний и наружный слои, выполнены из эластомера, например полиуретана, а центральный слой выполнен из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат».
Равночастотный пакет рессорных элементов работает следующим образом.
При приложении статической нагрузки на верхнюю платформу 1 каркаса, она опускается вниз, сжимая рессорные пружины 5, 7, 8 виброизоляторов, которые воспринимают вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на объект, или установленное на межэтажном перекрытии здания или шасси транспортного средства (на чертеже не показано). Равночастотность системы виброизоляции обеспечивается пространственной ориентацией входящих в нее рессорных пружин 5, 7, 8 виброизоляторов.
При приложении динамической нагрузки со стороны объекта, например работающего оборудования, вибрация гасится рессорными пружинами 5, 7, 8 виброизоляторов, жесткость которых рассчитывается на работу сложной системы «перекрытие-упругие элементы-объект» в зарезонансном режиме, при этом обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов за счет рессорных пружин. Увеличивается демпфирование виброизолируемого объекта на высоких частотах, за счет сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе на резонансе. Эффект сухого трения реализуется свободными концами рессорных пружин, которые скользят в динамических режимах по основанию или объекту в зависимости от режимов силовой или кинематической виброизоляции.
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.