RU2047021C1

RU2047021C1 - Vibration insulator

Info

Publication number: RU2047021C1
Application number: RU92005350A
Authority: RU
Inventors: О.С. Коровяк; С.В. Кукалев; В.Р. Эпштейн
Original assignee: Ленинградское оптико-механическое объединение
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: vibration insulator has housing made up as flange and support. Outer cylindrical screw spring, bushing, inner cylindrical screw compression spring, and damping ring are coaxially arranged between the flange and support. The spiral groove is made in the outer side of the bushing. The outer spring is received in the groove. The stop for the second spring is mounted on the inner side of the bushing. The rigidity of the inner spring and rigidity of the outer spring relate as 15-25. The width of the spiral groove is 1.5-3 times greater than diameter of the wire of the outer spring. EFFECT: improved vibration insulation. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к виброзащите, а именно, к устройствам для ограничения величины передаваемых на конструкцию динамических воздействий, таких, как вибрации, линейное ускорение и удары, и может быть использовано, например, при креплении видеомагнитофона в рабочих отсеках самолета. The invention relates to vibration protection, and in particular, to devices for limiting the amount of dynamic effects transmitted to the structure, such as vibrations, linear acceleration and shock, and can be used, for example, when mounting a VCR in the working compartments of the aircraft.

Известен амортизатор [1] где элементы присоединения к прибору связаны с пружиной через пары трения, осуществляющие гашение колебаний. Амортизатор рассчитан на ударные внешние воздействия и непригоден к защите от вибраций. Known shock absorber [1] where the elements of connection to the device are connected to the spring through friction pairs, damping vibrations. The shock absorber is designed for shock external influences and is not suitable for protection against vibrations.

Известен также виброизолятор [2] содержащий два параллельных основания, между которыми размещены концентрично расположенные цилиндрическая винтовая пружина и демпфирующий элемент в виде спиральной пружины, выполненной из эластомера. Защита от вибрации осуществляется эффективно за счет гашения колебания демпфирующим элементом. Однако, амортизатор не способен осуществлять защиту от ударов и линейных ускорений. Also known is a vibration isolator [2] containing two parallel bases, between which are arranged concentrically arranged coil spring and a damping element in the form of a spiral spring made of elastomer. Protection against vibration is carried out effectively by damping the vibration with a damping element. However, the shock absorber is not capable of protecting against impacts and linear accelerations.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа амортизатор [3] содержащий корпус, коаксиально установленные в нем пружины, распорную втулку, установленный на ней демпфирующий элемент, противоударное устройство, выполненное в виде пружины, установленной в корпусе между одним из торцов конической пружины и днищем корпуса. Демпфирующий элемент выполнен в виде разрезных фрикционных колец, сопряженных с внутренней поверхностью корпуса. The closest in technical essence to the claimed device is a shock absorber [3] selected as a prototype, comprising a housing, coaxially mounted springs in it, a spacer sleeve, a damping element mounted on it, a shockproof device made in the form of a spring mounted in the housing between one of the ends conical spring and housing bottom. The damping element is made in the form of split friction rings mated to the inner surface of the housing.

К недостаткам прототипа относится сложность конструкции и малая надежность демпфирующих элементов. The disadvantages of the prototype include design complexity and low reliability of the damping elements.

Изобретение решает задачу повышения универсальности работы виброизолятора, т. к. предусматривает одновременную защиту амортизируемого объекта от вибраций, линейных ускорений и ударов. The invention solves the problem of increasing the versatility of the vibration isolator, because it provides for the simultaneous protection of the shock-absorbing object from vibration, linear acceleration and shock.

Виброизолятор содержит корпус, выполненный из двух деталей: фланца и опоры, между которыми коаксиально расположены наружная пружина малой жесткости, распорная втулка, внутренняя пружина сжатия большой жесткости и демпфирующий элемент кольцо. The vibration isolator comprises a housing made of two parts: a flange and supports, between which an external spring of low rigidity is coaxially located, an expansion sleeve, an internal compression spring of high rigidity and a damping ring element.

На наружной поверхности распорной втулки выполнены спиральные канавки, в которых расположены витки наружной пружины. На внутренней поверхности распорной втулки выполнен упор для внутренней пружины. Отношение жесткости внутренней пружины к жесткости наружной выбрано в пределах 15-25, а ширина спиральной канавки на распорной втулке в 1,5-3 раза больше диаметра проволоки наружной пружины. Spiral grooves are made on the outer surface of the spacer sleeve, in which the coils of the outer spring are located. An emphasis is made on the inner surface of the spacer sleeve for the inner spring. The ratio of the stiffness of the inner spring to the stiffness of the outer is selected within 15-25, and the width of the spiral groove on the spacer sleeve is 1.5-3 times greater than the diameter of the wire of the outer spring.

Изобретение поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

Виброизолятор содержит корпус, выполненный из двух деталей: фланца 1 и опоры 2, коаксиально расположенные в нем наружная пружина 3, распорная втулка 4, внутренняя пружина сжатия 5 и установленный на втулке демпфирующий элемент-кольцо 6. На наружной поверхности втулки 4 выполнена спиральная канавка, шаг Н которой, например, равен шагу h наружной пружины 3. Ширина спиральной канавки S в распорной втулке 4 выбрана из расчета S 1,5-3d, где d диаметр проволоки наружной пружины, сопряженной со спиральной канавкой. Внутри распорной втулки 4 расположена внутренняя пружина сжатия 5, сопряженная с упором 7 распорной втулки 4. The vibration isolator comprises a housing made of two parts: a flange 1 and a support 2, an external spring 3 coaxially located therein, an expansion sleeve 4, an internal compression spring 5 and a damping element-ring 6 mounted on the sleeve. A spiral groove is made on the outer surface of the sleeve 4, the step H of which, for example, is equal to the step h of the outer spring 3. The width of the spiral groove S in the spacer sleeve 4 is selected from the calculation of S 1.5-3d, where d is the diameter of the wire of the outer spring mated to the spiral groove. Inside the spacer sleeve 4 is located an internal compression spring 5, conjugated with a stop 7 of the spacer sleeve 4.

Допускается зазор δ≅ 1 мм между упором 7 и торцом внутренней пружины 5. Концы наружной пружины 3 укреплены на фланце 1 и опоре 2. В случае необходимости к наружной части опоры 2 может быть присоединена сферическая опора 8. A gap of δ≅ 1 mm is allowed between the stop 7 and the end face of the inner spring 5. The ends of the outer spring 3 are mounted on the flange 1 and the support 2. If necessary, a spherical support 8 can be attached to the outer part of the support 2.

Виброизолятор работает следующим образом. Vibration isolator works as follows.

Под действием динамической нагрузки на объект, установленный на систему виброизоляторов, происходят его сложные пространственные перемещения. При этом перемещение элементов корпуса: 1 и 2 приводит к деформации пружин 3 и 5 и к повышению сил трения между пружиной 3 и распорной втулкой 4 с кольцом 6. Упомянутые силы трения демпфируют колебания, возникающие в случае приближения к резонансу системы из двух пружин и присоединенной к ним массы, что позволяет снизить коэффициент передачи колебания. При малых нагрузках, возникающих при воздействии вибрации на виброизолятор и малых амплитудах перемещения, усилия воспринимаются наружной пружиной, внутренняя жесткая пружина не вступает в работу. Под воздействием вертикальных вибрационных нагрузок происходит сжатие и колебание наружной пружины, при этом возникает трение между пружиной, демпфирующим кольцом и поверхностями спиральных канавок втулки. Изменение сил трения ведет к успокоению системы, т.к. часть энергии колебаний объекта затрачивается на преодоление трения. В случае приложения вибрационных усилий в поперечном направлении рекомендуется использовать сферическую опору 8, которая обеспечивает самоустановку виброизолятора за счет деформации изгиба наружной пружины 3. Under the influence of a dynamic load on an object mounted on a system of vibration isolators, its complex spatial movements occur. In this case, the movement of the housing elements: 1 and 2 leads to deformation of the springs 3 and 5 and to an increase in the friction forces between the spring 3 and the spacer sleeve 4 with the ring 6. The mentioned friction forces damp the vibrations that occur when the system of two springs and the attached spring are approaching the resonance to them mass, which reduces the transmission coefficient of the oscillation. At small loads arising from the action of vibration on the vibration isolator and small amplitudes of movement, the forces are perceived by the external spring, the internal rigid spring does not enter into operation. Under the influence of vertical vibrational loads, compression and oscillation of the outer spring occurs, with friction between the spring, the damping ring and the surfaces of the spiral grooves of the sleeve. A change in the friction forces leads to calming the system, because part of the vibration energy of the object is spent on overcoming friction. In the case of application of vibrational forces in the transverse direction, it is recommended to use a spherical support 8, which provides self-installation of the vibration isolator due to deformation of the bend of the outer spring 3.

При возникновении линейных ускорений или ударов в работу вступает внутренняя пружина сжатия 5, колебания которой демпфируются парой: внутренняя пружина 3 фрикционное кольцо 6. При этом распорная втулка 4 со спиральной канавкой, в которую заведена наружная пружина 3, не дает наружной пружине 3 полностью сжаться и выйти из строя, а повышенная по сравнению с диаметром d проволоки наружной пружины 3 ширина канавки S во втулке 4 сохраняет ее способность гасить вибрации в этих условиях. When linear accelerations or impacts occur, an internal compression spring 5 comes into operation, the vibrations of which are damped by a pair: the inner spring 3, the friction ring 6. In this case, the spacer sleeve 4 with the spiral groove into which the outer spring 3 is inserted prevents the outer spring 3 from completely compressing and fail, and the increased width of the groove S in the sleeve 4 compared with the diameter d of the wire of the external spring 3 retains its ability to dampen vibrations under these conditions.

Виброизоляция в установившемся режиме определяется отношением 15-25 жесткости внутренней пружины к жесткости наружной пружины, работающих совместно. Vibration isolation in steady state is determined by the ratio of the 15-25 stiffness of the inner spring to the stiffness of the outer spring, working together.

При воздействии ударных нагрузок в начальный момент усилие воспринимает наружная пружина 3, после сжатия и выборки зазора δ начинает сжиматься внутренняя пружина сжатия 5. При перемещении витков наружной пружины 3 относительно фрикционного кольца 6 и спиральной канавки втулки 4 создается демпфирующее трение, гасящее энергию удара. When impact loads are applied at the initial moment, the external spring 3 picks up the force, after compression and sampling of the gap δ, the internal compression spring 5 begins to compress. When the turns of the external spring 3 move relative to the friction ring 6 and the spiral groove of the sleeve 4, damping friction is absorbed, which absorbs the impact energy.

Таким образом, по сравнению с существующими видами виброизоляторов, простая конструкция предложенного виброизолятора надежно обеспечивает одновременную защиту амортизируемого объекта от вибраций, линейных ускорений и ударов. Thus, in comparison with existing types of vibration isolators, the simple design of the proposed vibration isolator reliably provides simultaneous protection of the shock-absorbing object from vibration, linear acceleration and shock.

Claims

1. VIBRATOR, comprising a housing, springs coaxially located therein, a spacer sleeve and a damping element mounted on it, characterized in that spiral grooves are made on the outer surface of the spacer sleeve, in which the coils of the outer spring are located, an emphasis is made on the inner surface of the sleeve, which rests against the end of the inner spring, the ratio of the stiffness of the inner spring to the outer is selected within 15 25, and the width of the spiral groove of the spacer sleeve is 1.5 3.0 times the diameter of the wire of the outer spring .

2. The vibration isolator according to claim 1, characterized in that it is provided with a spherical support located at the end of the housing.