RU2019137398A -
SPATIAL EQUAL FREQUENCY VIBRATION INSULATION SYSTEM WITH EMERGENCY BLOCK
- Google Patents
SPATIAL EQUAL FREQUENCY VIBRATION INSULATION SYSTEM WITH EMERGENCY BLOCK
Download PDF
Info
Publication number
RU2019137398A
RU2019137398ARU2019137398ARU2019137398ARU2019137398ARU 2019137398 ARU2019137398 ARU 2019137398ARU 2019137398 ARU2019137398 ARU 2019137398ARU 2019137398 ARU2019137398 ARU 2019137398ARU 2019137398 ARU2019137398 ARU 2019137398A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Савельевич КочетовfiledCriticalОлег Савельевич Кочетов
Priority to RU2019137398ApriorityCriticalpatent/RU2019137398A/en
Publication of RU2019137398ApublicationCriticalpatent/RU2019137398A/en
1. Система пространственной равночастотной виброизоляции с аварийной блокировкой, содержащая каркас с расположенной в нем платформой для размещения виброизолируемого объекта, каркас выполнен в виде незамкнутого в верхней части прямоугольного параллелепипеда с боковыми гранями, жестко соединенными между собой и с основанием, которое дополнительно соединено с боковыми гранями посредством ребер жесткости, при этом внутри каркаса размещена система виброизоляции, состоящая, по крайней мере из двух горизонтально расположенных виброизоляторов с равночастотными винтовыми пружинами, и по крайней мере одного вертикального виброизолятора с цилиндрической пружиной, при этом каждая из равночастотных винтовых пружин горизонтально расположенных виброизоляторов имеет переменный шаг t, обеспечивающий постоянство собственной частоты при любых нагрузках Р из заданного диапазона: P1≤Р≤Р2,1. A system of spatial equal-frequency vibration isolation with emergency interlocking, containing a frame with a platform located in it for placing a vibration-isolated object, the frame is made in the form of an open rectangular parallelepiped in the upper part with side faces rigidly connected to each other and to the base, which is additionally connected to the side faces by means of stiffeners, while a vibration isolation system is placed inside the frame, consisting of at least two horizontally located vibration isolators with equal frequency helical springs, and at least one vertical vibration isolator with a coil spring, while each of the equal frequency helical springs of horizontally located vibration isolators has a variable step t, ensuring the constancy of the natural frequency at any loads P from the specified range: P 1 ≤P ≤ P 2 ,где P1 и Р2 соответственно минимальная и максимальная нагрузки, при которых сохраняются условия равночастотности: под действием нагрузки Р пружина изменяет свою осадку δ по зависимости:where P 1 and P 2, respectively, are the minimum and maximum loads, under which the conditions of equal frequency are preserved: under the action of the load P, the spring changes its draft δ according to the dependence:
где δ1 - заданная начальная осадка пружины, отвечающая минимальной нагрузки Р1, при этом все виброизоляторы упруго соединены между собой платформой, выполненной в виде объемного тела, например усеченного конуса, большее основание которого снабжено вибродемпфирующим элементом для установки виброизолируемого объекта, а в нижней части усеченного конуса выполнено отверстие, в которое с зазором, своей верхней частью, входит цилиндрическая пружина вертикального виброизолятора, при этом в боковую поверхность усеченного конуса через вибродемпфирующие элементы, выполненные в виде двухступенчатой втулки со сферической головкой, упираются с натягом верхние части горизонтально расположенных виброизоляторов с равночастотными винтовыми пружинами, при этом пружины горизонтально и вертикально, расположенных виброизоляторов содержат, жестко закрепленные с ними идентичные основания, выполненные в виде комбинированных вибродемпфирующих систем, которые в свою очередь жестко закреплены с каркасом пространственной системы виброизоляции, отличающаяся тем, что цилиндрическая пружина вертикального виброизолятора содержит на внешней винтовой поверхности дополнительный демпфирующий элемент, выполненный в виде полиуретановой эластичной трубки, одетой на ее внешнюю поверхность беззазорно, или в качестве дополнительного демпфирующего элемента на пружину нанизаны «бусинки» из полиуретана круглой формы, при этом каждая из комбинированных вибродемпфирующих систем идентичных оснований пружин вертикальных и горизонтальных виброизоляторов содержит верхнюю и нижнюю пластины, соединенные между собой, по краям пластин стойками, с коаксиально расположенными снаружи стоек эластичными втулками, а в центральной части каждого основания пружин размещен цилиндроконический демпфер, например из эластомера, установленный своей цилиндрической частью на нижней пластине виброизолятора, а конической частью соединен с верхней пластиной, при этом цилиндроконический демпфер идентичных оснований пружин выполнен гиперболическим в виде бруса равного сопротивления, имеющего постоянную жесткость в осевом и поперечном направлениях, что дополнительно обеспечивает равночастотность упругого элемента виброизоляторов во всех направлениях, или цилиндроконический демпфер идентичных оснований пружин выполнен в виде последовательно соединенных конической и цилиндрической винтовых пружин, витки которых покрыты слоем эластомера, например полиуретаном, или цилиндроконического демпфера, размещенного под верхней пластиной, установленной на стойках, выполненного в виде виброизолятора шайбового сетчатого, содержащего основание в виде пластины с крепежными отверстиями, и крышку для установки виброизолируемого объекта, при этом в резьбовом отверстии крышки осесимметрично основанию и крышке закреплен винт кинематической пары «винт-гайка» с несамотормозящейся резьбовой нарезкой, при этом гайка выполнена в виде цилиндрического диска, размещенного осесимметрично винту, и опирающегося нижним основанием на упругое кольцо треугольного профиля, жестко закрепленное на основании виброизолятора, при этом цилиндрическая поверхность гайки взаимодействует с внешней поверхностью кольца, покрытого слоем фрикционного материала, жестко соединенного с кольцевым упором, состоящим из цилиндрической обечайки, жестко связанной с верхней и нижней кольцевыми втулками кольцевого упора, при этом верхняя кольцевая втулка соединена с крышкой, а нижняя кольцевая втулка соединена с основанием, причем в качестве фрикционного материала внешней поверхности кольца, взаимодействующей с цилиндрической поверхностью гайки, применяется материал, выполненный из композиции, состоящей из следующих компонентов, при их соотношении, в мас. %: смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) - 8÷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%, при этом верхняя и нижняя кольцевые втулки выполнены из упругих сетчатых элементов с плотностью сетчатой структуры, которая находится в оптимальном интервале величин: 1,2 г/см3…2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.where δ 1 is a given initial spring settlement corresponding to the minimum load P 1 , while all vibration isolators are elastically interconnected by a platform made in the form of a volumetric body, for example a truncated cone, the larger base of which is equipped with a vibration damping element for installing a vibration-insulated object, and in the lower part of the truncated cone, a hole is made into which, with a gap, with its upper part, the cylindrical spring of the vertical vibration isolator enters, while in the lateral surface of the truncated cone through vibration damping elements made in the form of a two-stage sleeve with a spherical head, the upper parts of horizontally located vibration isolators with equal frequency helical springs, while the springs horizontally and vertically located vibration isolators contain identical bases rigidly fixed with them, made in the form of combined vibration damping systems, which in turn are rigidly fixed to the frame of the space a natural vibration isolation system, characterized in that the coil spring of the vertical vibration isolator contains an additional damping element on the outer screw surface, made in the form of a polyurethane elastic tube, dressed on its outer surface without a gap, or as an additional damping element on the spring, there are “beads” made of round polyurethane forms, while each of the combined vibration damping systems of identical bases of the springs of vertical and horizontal vibration isolators contains the upper and lower plates, interconnected at the edges of the plates by racks, with elastic bushings coaxially located outside the racks, and in the central part of each base of the springs there is a cylindrical-conical damper, for example, made of elastomer, mounted with its cylindrical part on the lower plate of the vibration isolator, and with its conical part connected to the upper plate, while the cylindrical-conical damper of identical spring bases is made hyperbo face in the form of a bar of equal resistance, having constant stiffness in the axial and transverse directions, which additionally ensures the equal frequency of the elastic element of the vibration isolators in all directions, or the cylindrical-conical damper of identical spring bases is made in the form of conical and cylindrical helical springs connected in series, the coils of which are covered with an elastomer layer, for example, polyurethane, or a cylindrical-conical damper placed under the upper plate mounted on the racks, made in the form of a washer mesh vibration isolator, containing a base in the form of a plate with mounting holes, and a cover for installing a vibration-isolating object, while in the threaded hole of the cover axisymmetrically to the base and the cover is fixed the screw of the kinematic pair "screw-nut" with a non-self-braking thread, while the nut is made in the form of a cylindrical disk, located axisymmetrically to the screw, and resting on the lower base on the elastic ring of the triangular profile, rigidly fixed on the base of the vibration isolator, while the cylindrical surface of the nut interacts with the outer surface of the ring, covered with a layer of friction material, rigidly connected to the annular stop, consisting of a cylindrical shell rigidly connected to the upper and lower annular bushings of the annular stop, while the upper the annular sleeve is connected to the cover, and the lower annular sleeve is connected to the base, and as the friction material of the outer surface of the ring interacting with the cylindrical surface of the nut, a material is used made of a composition consisting of the following components, at their ratio, in wt. %: a mixture of resole and novolac phenol-formaldehyde resins in a ratio of 1: (0.2-1.0) - 8 ÷ 34%; fibrous mineral filler containing glass roving or a mixture of glass roving and basalt fiber in a ratio of 1: (0.1-1.0) - 12 ÷ 19%; graphite - 7 ÷ 18%; friction modifier containing carbon black in the form of a mixture with kaolin and silicon dioxide - 7 ÷ 15%; barite concentrate - 20 ÷ 35%; talc - 1.5 ÷ 3.0%, while the upper and lower ring bushings are made of elastic mesh elements with the density of the mesh structure, which is in the optimal range of values: 1.2 g / cm 3 ... 2.0 g / cm 3 , and the material of the wire of the elastic mesh elements is steel grade EI-708, and its diameter is in the optimal range of 0.09 mm ... 0.15 mm.2. Система пространственной равночастотной виброизоляции с аварийной блокировкой по п. 1, отличающаяся тем, что включает в себя дополнительно размещенный на основании каркаса, осесимметрично платформе в виде объемного тела, например усеченного конуса, ограничитель хода, выполненный в виде кольцевой обечайки, нижняя часть которой через вибродемпфирующую прокладку закреплена на основании каркаса, а срез верхней части кольцевой обечайки расположен выше среза нижнего, меньшего основания усеченного конуса платформы, на которой к вибродемпфирующему элементу для установки виброизолируемого объекта дополнительно, снизу, прикреплен демпфирующий элемент кольцевого типа, предназначенный для аварийного режима работы системы пространственной равночастотной виброизоляции, когда платформа опустится вниз на ограничитель хода в виде кольцевой обечайки, при этом для обеспечения плавной посадки платформы на «упоры» ребра жесткости, соединяющие между собой основание с боковыми гранями каркаса, содержат расположенный в их средней части демпфирующий элемент, жесткость которого меньше жесткости ребер каркаса, при этом каркас выполнен в виде незамкнутой в верхней части цилиндрической поверхности, жестко соединенной с круглым основанием, которое дополнительно соединено с цилиндрической поверхностью каркаса посредством по крайней мере трех ребер жесткости, соединенных между собой и круглым основанием посредством конической обечайки из демпфирующего материала, жесткость которой меньше жесткости ребер каркаса.2. The system of spatial equal-frequency vibration isolation with emergency blocking according to claim 1, characterized in that it includes additionally located on the base of the frame, axisymmetrically to the platform in the form of a volumetric body, for example, a truncated cone, a travel stop made in the form of an annular shell, the lower part of which through a vibration damping gasket, it is fixed on the base of the frame, and the cut of the upper part of the annular shell is located above the cut of the lower, smaller base of the truncated cone of the platform, on which a damping element of the annular type is additionally attached from below to the vibration damping element for installing a vibration-isolating object, designed for emergency operation of the system spatial equal-frequency vibration isolation, when the platform lowers down onto the travel stop in the form of an annular shell, while, to ensure a smooth landing of the platform on the "stops", the stiffening ribs connecting the base with the side edges of the frame contain ra a damping element located in their middle part, the rigidity of which is less than the stiffness of the frame ribs, while the frame is made in the form of an open cylindrical surface in the upper part, rigidly connected to a circular base, which is additionally connected to the cylindrical surface of the frame by at least three stiffening ribs connected between themselves and the round base by means of a conical shell made of damping material, the rigidity of which is less than the rigidity of the frame ribs.3. Система пространственной равночастотной виброизоляции с аварийной блокировкой по п. 1, отличающаяся тем, что верхнее основание конической обечайки расположено таким образом, чтобы его горизонтальная поверхность совпадала с нижней горизонтальной поверхностью вибродемпфирующего элемента платформы, снизу которого прикреплен демпфирующий элемент кольцевого типа.3. The system of spatial equal-frequency vibration isolation with emergency blocking according to claim 1, characterized in that the upper base of the conical shell is located so that its horizontal surface coincides with the lower horizontal surface of the platform vibration damping element, below which an annular damping element is attached.
RU2019137398A2019-11-212019-11-21
SPATIAL EQUAL FREQUENCY VIBRATION INSULATION SYSTEM WITH EMERGENCY BLOCK
RU2019137398A
(en)
