RU172384U1

RU172384U1 - VIBRATION INSULATOR

Info

Publication number: RU172384U1
Application number: RU2016141494U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Антипов; Андрей Александрович Свечников; Денис Иванович Понамаренко
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2017-07-06

Abstract

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, авиационной, ракетно-космической технике и может быть использована для виброизоляции и подавления опасной вибрации агрегатов, узлов, приборов и т.п. в любых областях техники, где требуется снижение уровня вибрации или ударной нагрузки.Виброизолятор втулочный, включающий поджатую цилиндрическую пружину, центральную втулку с резьбовыми концами и ограничительной шайбой, корпус, верхнюю ограничительную шайбу и два упругодемпфирующих элемента из материала металлорезина, согласно полезной модели соосно с упругодемпфирующими элементами установлены конические пружины с жесткостями, существенно меньшими жесткостей упругодемпфирующих элементов, а сами упругодемпфирующие элементы выполнены с зазорами между их торцами и ограничительными шайбами, причем в зазоры введены шайбы из материала металлорезина малой жесткости.Предлагаемая полезная модель позволяет в 2 раза увеличить ресурс виброизолятора и, тем самым, уменьшить эксплуатационные расходы, снизить на 10-25% жесткость упругодемпфирующих элементов, увеличить грузоподъемность виброизолятора в несколько раз по сравнению с прототипом, в 1,5-2 раза снизить резонансную частоту виброизолятора, являющуюся одним из основных показателей качества виброизоляции, а также упростить конструкцию в целом.The utility model relates to transport engineering, aviation, rocket and space technology and can be used for vibration isolation and suppression of dangerous vibration of units, assemblies, devices, etc. in any technical field where vibration or shock load reduction is required. A sleeve anti-vibration damper comprising a preloaded cylindrical spring, a central sleeve with threaded ends and a limit washer, a housing, an upper limit washer and two elasto-damping elements made of metal-rubber material, according to a utility model, coaxially with elasto-damping the elements are installed conical springs with stiffnesses significantly lower than the stiffnesses of the elastically damping elements, and the elasto-damping elements themselves are They are filled with gaps between their ends and restrictive washers, and washers made of low-rigidity metal rubber are introduced into the gaps. The proposed utility model allows to increase the vibration isolator life by 2 times and, thereby, reduce operating costs, reduce the stiffness of elastic-damping elements by 10-25%, increase the load capacity of the vibration isolator several times compared with the prototype, reduce the resonant frequency of the vibration isolator by 1.5-2 times, which is one of the main indicators of the quality of vibration isolation, as well as design it as a whole.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, авиационной, ракетно-космической технике и может быть использована для виброизоляции и подавления опасной вибрации агрегатов, узлов, приборов и т.п. в любых областях техники, где требуется снижение уровня вибрации или ударной нагрузки.The utility model relates to transport engineering, aviation, rocket and space technology and can be used for vibration isolation and suppression of dangerous vibration of units, assemblies, devices, etc. in all areas of technology where a reduction in vibration or shock is required.

Известен виброизолятор втулочный, работающий по схеме двухстороннего упора, содержащий два одинаковых упругодемпфирующих элемента (УДЭ) из материала металлорезина (MP), размещенных в корпусе на кольцевом основании с двух сторон с натягами, образованными ограничительными шайбами, закрепленными на центральной втулке. При этом усилие сжатия каждого упругодемпфирующего элемента (УДЭ) одинаковы [Конструирование рабочих органов машин и оборудования из упругопористого материала MP: Учеб. - справочное пособие Ч. II. / Д.С. Чегодаев. О.П., Мулюкин, Е.В., Колтыгин. - НПЦ «Авиатор», Самара, 1994, с. 16].Known vibration insulator sleeve, operating according to the double-sided stop scheme, containing two identical elastic damping elements (UDE) made of metal rubber (MP) material, placed in the housing on an annular base on two sides with interference fit formed by restrictive washers fixed on the central sleeve. In this case, the compression force of each elasto-damping element (UDE) is the same [Design of the working bodies of machines and equipment from elasto-porous material MP: Textbook. - reference manual Part II. / D.S. Chegodaev. O.P., Mulukin, E.V., Koltygin. - SPC "Aviator", Samara, 1994, p. 16].

Недостатком этого виброизолятора является малая надежность и низкое качество виброизоляции, вызванное дополнительной нагрузкой одного из УДЭ весом виброзащитной системы, что приводит к более быстрому износу перегруженного УДЭ, его усадке и, как следствие, к расстыковке УДЭ с поверхностями основания корпуса и ограничительных шайб. Это явление сопровождается ударными режимами их совместной работы, расширяющими зоны опасных резонансных колебаний и разрушающими УДЭ, что резко снижает качество виброизоляции и надежность виброизоляторов в целом, особенно при резонансных частотах менее 20 Гц.The disadvantage of this vibration isolator is the low reliability and low quality of vibration isolation caused by the additional load of one of the UDEs by the weight of the vibration protection system, which leads to faster wear of the overloaded UDE, its shrinkage and, as a result, to undocking the UDE with the surfaces of the housing base and restrictive washers. This phenomenon is accompanied by shock modes of their joint work, expanding the zones of dangerous resonant vibrations and destroying UDE, which sharply reduces the quality of vibration isolation and the reliability of vibration isolators in general, especially at resonant frequencies of less than 20 Hz.

При таких низких частотах происходит недопустимое увеличение напряжений в перегруженном УДЭ весом виброзащитной системы, которые оказываются соизмеримыми с уровнем напряжений от натягов УДЭ и динамических нагрузок. В связи с чем, виброизоляторы, работающие по схеме двухстороннего упора, обладают повышенной резонансной частотой (35-80 Гц), а, следовательно, и низким качеством виброизоляции.At such low frequencies, an unacceptable increase in stresses occurs in an overloaded UDE by the weight of the vibration protection system, which are comparable with the level of stresses from UDE interference and dynamic loads. In this connection, vibration isolators working according to the double-sided stop scheme have an increased resonant frequency (35-80 Hz), and, therefore, low quality vibration isolation.

Известен виброизолятор втулочный, в котором упругодемпфирующие элементы поджаты с разными усилиями, для чего между основанием корпуса и одной из ограничительных шайб во внутренних отверстиях УДЭ, выполненных на периферии, установлены пружины с суммарным поджатием меньшим или равным по весу виброзащитной системы [Патент на полезную модель РФ №73708, МПК F16F 3/08, опуб. 27.05.2008. БИ №15. Авторы: Антипов В.А., Лазуткин Г.В., Рябков А.Л. Виброизолятор втулочный].Known vibration isolator sleeve, in which the elastic damping elements are pressed with different forces, for which between the base of the housing and one of the restriction washers in the inner holes of the UDE, made on the periphery, springs are installed with the total compression less than or equal to the weight of the vibration protection system [Patent for a utility model of the Russian Federation No. 73708, IPC F16F 3/08, publ. 05/27/2008. BI No. 15. Authors: Antipov V.A., Lazutkin G.V., Ryabkov A.L. Vibroinsulator sleeve].

Недостатком этого виброизолятора является ограниченная возможность форсирования его грузоподъемности путем увеличения количества пружин, из-за резкого уменьшения объема полезного материала MP в УДЭ и, как следствие, падение демпфирующей способности виброизолятора, ухудшающего его виброзащитные свойства. Вместе с тем, повышение нагрузки на виброизолятор сопровождается увеличением напряженности крепежных соединений, что снижает надежность крепления ограничительных шайб с крепежной втулкой, осуществляемого путем развальцовки ее тонких кромок на бурт шайбы так же, как и надежность болтового соединения виброизолятора с виброзащитной системой, выполняемого через центральное отверстие втулки недостаточного диаметра. Указанные недостатки приводят к снижению надежности виброизолятора и качества виброзащитной системы в целом.The disadvantage of this vibration isolator is the limited possibility of forcing its carrying capacity by increasing the number of springs, due to a sharp decrease in the volume of useful material MP in UDE and, as a result, a decrease in the damping ability of the vibration isolator, which worsens its vibration-proof properties. At the same time, an increase in the load on the vibration isolator is accompanied by an increase in the tension of the fasteners, which reduces the reliability of fastening the restrictive washers with the fastening sleeve, by flaring its thin edges on the shoulder of the washer, as well as the reliability of the bolt connection of the vibration isolator with the vibration-proof system through the central hole bushings of insufficient diameter. These shortcomings lead to a decrease in the reliability of the vibration isolator and the quality of the vibration protection system as a whole.

Известен виброизолятор втулочный, содержащий два упругодемпфирующих элемента из материала металлорезина, размещенных в корпусе на кольцевом основании с двух сторон с различными усилиями поджатая ограничительными шайбами, закрепленными на втулке соосно с кольцевым основанием корпуса и упругодемпфирующими элементами, отличающийся тем, что в виброизоляторе между кольцевым основанием и одной из ограничительных шайб соосно с ними введены две поджатых пружины, одна из которых цилиндрическая, а другая - коническая, центральная втулка выполнена в виде крепежного стержня заодно с ограничительной шайбой на одном конце и резьбовой частью на противоположном конце, причем другая ограничительная шайба выполнена с внутренним буртом, запрессована на крепежный стержень и закреплена гайкой с продольными пазами под ключ [Патент на полезную модель РФ №95048, МПК F16F 3/08, опубл. 20.06.2010. БИ №16. Авторы: Лазуткин Г.В., Антипов В.А., Петухова М.А. Виброизолятор втулочный].Known vibration insulator sleeve containing two elastic damping elements made of metal rubber material, placed in the housing on an annular base from two sides with different forces pressed by restrictive washers mounted on the sleeve coaxially with the annular housing base and elastic damping elements, characterized in that in the vibration isolator between the annular base and one of the restriction washers introduced in conjunction with them two preloaded springs, one of which is cylindrical, and the other is conical, the central bushing it is in the form of a fixing rod at the same time with a restrictive washer at one end and a threaded part at the opposite end, the other restrictive washer made with an inner collar, pressed onto the fixing rod and secured with a nut with longitudinal key grooves [RF Utility Model Patent No. 95048, IPC F16F 3/08, publ. 06/20/2010. BI No. 16. Authors: Lazutkin G.V., Antipov V.A., Petukhova M.A. Vibroinsulator sleeve].

Недостатком этого виброизолятора является недостаточный ресурс, определяемый, в основном, ресурсом упруго демпфирующих элементов из материала металлорезина.The disadvantage of this vibration isolator is an insufficient resource, determined mainly by the resource of elastically damping elements made of metal-rubber material.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.

Техническим результатом является увеличение надежности втулочного виброизолятора за счет рационального соотношения жесткостей пружинного разгрузочного устройства и упругодемпфирующего элемента.The technical result is to increase the reliability of the sleeve vibration isolator due to the rational ratio of the stiffnesses of the spring unloading device and the elastic damping element.

Технический результат достигается тем, что во втулочном виброизоляторе, состоящем из поджатой цилиндрической пружины, центральной втулки с резьбовыми концами и ограничительной шайбой, корпус, верхней ограничительной шайбы и двух упругодемпфирующих элементов из материала металлорезина, согласно полезной модели, соосно с УДЭ установлены конические пружины с жесткостями, меньшими по сравнению с жесткостями упругодемпфирующих элементов, а сами упругодемпфирующие элементы установлены с зазорами между их торцами и ограничительными шайбами причем в зазоры введены шайбы из материала MP малой жесткости.The technical result is achieved by the fact that in the sleeve vibration isolator, consisting of a preloaded cylindrical spring, a central sleeve with threaded ends and a restrictive washer, a housing, an upper limit washer and two elastically damping elements made of metal rubber material, according to a utility model, conical springs with stiffnesses are installed coaxially with the UDE smaller in comparison with the stiffnesses of elasto-damping elements, and the elasto-damping elements themselves are installed with gaps between their ends and limit washers E and introduced into the gaps of washer material MP low stiffness.

На фиг. изображен предполагаемый виброизолятор втулочный в разрезе.In FIG. depicted in the context of the proposed sleeve insulator;

Виброизолятор втулочный состоит из корпуса 1 с крепежными отверстиями 2, предназначенными для установки виброизолятора на объекте, являющимся источником вибрации, центрального стержня 3 с гайкой 4 и нижней ограничительной шайбой 5, верхней ограничительной шайбы 6, цилиндрической пружины 7, установленной между ограничительной шайбой 6 и корпусом 1, двух упругодемпфирующих элементов из материала металлорезина 8 и 9, шайб из материала металлорезина 11 малой жесткости и соосно установленных конических пружин 10.The sleeve vibration isolator consists of a housing 1 with mounting holes 2 for installing a vibration isolator on an object, which is a source of vibration, a central shaft 3 with a nut 4 and a lower limit washer 5, an upper limit washer 6, a coil spring 7 installed between the limit washer 6 and the body 1, two elastic damping elements made of metal rubber 8 and 9, washers made of metal rubber 11 of low rigidity and coaxially mounted conical springs 10.

Виброизолятор втулочный работает следующим образом.Vibroinsulator sleeve works as follows.

Фланцами корпуса 1 через отверстия 2 виброизолятор закреплен на основании объекта, являющего источником вибрационных и ударных нагрузок. Защищаемое изделие через отверстия в его кронштейнах, пропускающие его крепежные стержни 3 установлено на виброизоляторы с опорой на развитую поверхность гаек 4 таким образом, чтобы разгрузочная пружина 7 воспринимала действие весовых нагрузок. Затем с помощью гаек, наворачиваемых на крепежные стержни 3, изделие надежно прилепляется к виброизолятору.The flanges of the housing 1 through the holes 2, the vibration isolator is fixed on the basis of the object, which is a source of vibration and shock loads. The protected product through the holes in its brackets, the fixing rods 3 passing through it, is mounted on vibration isolators based on the developed surface of the nuts 4 so that the unloading spring 7 perceives the action of weight loads. Then, with the help of nuts screwed onto the mounting rods 3, the product is firmly attached to the vibration isolator.

Регулируя усилие поджатия пружин 7 и разгружая, тем самым, УДЭ 8, можно легко управлять разностью поджатия УДЭ 8 и 9. Которое в оптимальном варианте должно быть равным весу, приходящемуся на виброизолятор в виброзащитной системе. Получаемые при этом величины натягов УДЭ 8 и 9 позволяют обеспечить их одинаковую напряженность и исключить перегрузку одного из двух УДЭ.By adjusting the preload force of the springs 7 and thereby unloading the UDE 8, one can easily control the difference in the preload force of the UDE 8 and 9. Which should optimally be equal to the weight attributed to the vibration isolator in the vibration-proof system. The resulting interference values of UDE 8 and 9 make it possible to ensure their equal tension and to avoid overloading one of the two UDE.

Конические пружины 10 установлены таким образом, что между УДЭ 8 и 9 и ограничительными шайбами 6 и 5 образован зазор, в который установлены шайбы 11 и 3 материала MP малой жесткости.The conical springs 10 are installed in such a way that between the UDE 8 and 9 and the restrictive washers 6 and 5, a gap is formed in which the washers 11 and 3 of the low-rigidity material MP are installed.

Соприкосновение пружин 7 и 10 с материалом MP в УДЭ 8 и 9 исключает опасные резонансные колебания витков пружины за счет возникающих на их поверхностях сил сухого трения. При воздействии на виброзащитную систему вибрационной или ударной нагрузки виброизоляторы деформируются, и значительная часть энергии колебаний рассеивается за счет работы сил сухого трения, возникающих в каждом УДЭ виброизоляторе, как в самом материале MP, так и на границах соприкосновения УДЭ 8 с корпусом 1 и пружинами 7, а также с ограничительными шайбами 5 и крепежным стержнем.The contact of the springs 7 and 10 with the MP material in UDE 8 and 9 eliminates the dangerous resonant vibrations of the coil of the spring due to the dry friction forces arising on their surfaces. When a vibrational or shock load is applied to the vibration protection system, the vibration isolators are deformed, and a significant part of the vibration energy is dissipated due to the work of the dry friction forces that arise in each UDE vibration isolator, both in the MP material itself and at the contact boundaries of the UDE 8 with the housing 1 and the springs 7 , and also with restrictive washers 5 and a fixing core.

Вместе с тем, применение пружин 7 для разгрузки УДЭ от веса виброзащитной системы благодаря их более высокой несущей способности при малой по сравнению с материалом MP жесткости, составляющей 10-25% жесткости УДЭ, позволяют в несколько раз повысить грузоподъемность предполагаемого виброизолятора по сравнения с его прототипом. Это дает возможность дополнительно в 1,5-2 раза снизить резонансную частоту предполагаемого виброизолятора, являющуюся одним из основных показателей качество виброизоляции.At the same time, the use of springs 7 for unloading UDE from the weight of the vibration protection system due to their higher load-bearing capacity with low rigidity compared to the MP material, comprising 10-25% of UDE rigidity, allows several times to increase the load capacity of the proposed vibration isolator compared to its prototype . This makes it possible to further reduce the resonance frequency of the proposed vibration isolator by 1.5-2 times, which is one of the main indicators of the quality of vibration isolation.

Установка двух конических пружин 10 позволяет исключить из работы вне резонансной зоны УДЭ 8 и 9 как при прямом, так и обратном ходе (деформации УДЭ). Для снижения ударной нагрузки при вступлении в работу УДЭ 8 и 9 предусмотрена установка шайб из материала MP малой жесткости 11, а нелинейность жесткости пружин 10 способствует их плавному вступлению в работу УДЭThe installation of two conical springs 10 allows you to exclude from work outside the resonance zone UDE 8 and 9 for both forward and reverse (deformation UDE). To reduce the shock load upon the entry into operation of the UDE 8 and 9, the installation of washers made of low-stiffness MP material 11 is provided, and the non-linearity of the stiffness of the springs 10 facilitates their smooth entry into the UDE

Предлагаемая полезная модель позволяет в 2 раза увеличить ресурс виброизолятора и, тем самым, уменьшить эксплуатационные расходы, снизить на 10-25% жесткость УДЭ, увеличить грузоподъемность виброизолятора в несколько раз по сравнению с прототипом, в 1,5-2 раза снизить резонансную частоту виброизолятора, являющуюся одним из основных показателей качества виброизоляции, а также упростить конструкцию в целом.The proposed utility model allows 2 times to increase the life of the vibration isolator and, thereby, reduce operating costs, reduce the stiffness of UDE by 10-25%, increase the load capacity of the vibration isolator several times compared with the prototype, and reduce the resonant frequency of the vibration isolator by 1.5-2 times , which is one of the main indicators of the quality of vibration isolation, and also to simplify the design as a whole.

Claims

A sleeve vibration isolator containing a preloaded cylindrical spring, a central sleeve with threaded ends and a restrictive washer, a housing, an upper limit washer and two elasto-damping elements made of metal-rubber material, characterized in that conical springs are installed coaxially with the elasto-damping elements, with stiffnesses substantially less than the stiffnesses and the elastic damping elements themselves are made with gaps between their ends and restrictive washers, and washers are introduced into the gaps s of material metal rubber of low rigidity.