RU2068512C1

RU2068512C1 - Vibration insulation

Info

Publication number: RU2068512C1
Authority: RU
Inventors: К.С. Ковалевич; В.А. Першин; Ю.К. Абатуров; Л.И. Петрова; Г.Н. Жабин
Original assignee: Научно-производственное объединение автоматики и приборостроения
Priority date: 1991-03-25
Filing date: 1991-03-25
Publication date: 1996-10-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: vibration insulator has two cap-shaped, flexibly damping members mutually facing bases of which form a ball and are parallel to the axis of the device. There is a spring inside the ball. The ends of the spring are rigidly secured to fastening bolts. There are additional arresting washers inside the ball. The washers are axially alined. The washer abuts against the ball over an area 0.4-0.6 of the length of the ball generatrix. EFFECT: improved vibration insulation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для защиты изделий от воздействия вибрации и ударов. The invention relates to mechanical engineering and is intended to protect products from vibration and shock.

Известен виброизолятор, содержащий два упругодемпфирующих элемента, обращенных основаниями друг к другу и жестко соединенных между собой по периметру посредством сшивки проволокой. Known vibration isolator containing two elastically damping elements facing each other with bases and rigidly connected to each other around the perimeter by means of stitching with a wire.

Недостатком описанного виброизолятора является сравнительно невысокая несущая стабильность, так как она определяется жесткостью только упругодемпфирующих элементов. The disadvantage of the described vibration isolator is the relatively low bearing stability, since it is determined by the stiffness of only the elastic damping elements.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению (прототипом) является виброизолятор, содержащий два упругодемпфирующих элемента, обращенных основаниями друг к другу и соединенных между собой посредством крепежных болтов с ограничительными шайбами, установленными по внешним поверхностям упругодемпфирующих элементов, а также пружину, зажатую между крепежными болтами. The closest in technical essence and the achieved result to the claimed technical solution (prototype) is a vibration isolator containing two elasto-damping elements facing each other with bases and connected by fastening bolts with restrictive washers installed on the outer surfaces of the elasto-damping elements, as well as a spring, sandwiched between mounting bolts.

Этот виброизолятор имеет ограниченную пространственную несущую способность, так как пружина не скреплена жестко с болтами и не в полной мере используется жесткость пружины в боковом направлении. This vibration isolator has a limited spatial bearing capacity, since the spring is not rigidly fastened with bolts and the spring stiffness in the lateral direction is not fully used.

Цель изобретения повышение пространственной несущей способности виброизолятора. The purpose of the invention is the increase in the spatial bearing capacity of the vibration isolator.

Цель достигается тем, что в виброизоляторе, содержащем два упругодемпфирующих элемента, обращенных основаниями друг к другу, пружину, размещенную между ними, и крепежные болты с ограничительными шайбами, согласно изобретению каждый упругодемпфирующий элемент выполнен в виде купола, обращенные основания которых параллельны оси виброизолятора и ими образован шар, крепежные болты с ограничительными шайбами установлены по линии оснований так, что ограничительными шайбами охвачены оба купола, пружина своими концами жестко связана с соответствующими болтами, а виброизолятор снабжен дополнительными ограничительные шайбами, установленными внутри шара соосно и аналогично основным, а длина поверхностей сопряжения основных и дополнительных ограничительных шайб составляет 0,4 0,6 от длины образующей шара. The goal is achieved by the fact that in the vibration isolator containing two elastic damping elements facing the bases to each other, a spring placed between them, and fixing bolts with restrictive washers, according to the invention, each elastic damping element is made in the form of a dome, the turned bases of which are parallel to the axis of the vibration isolator and they a ball is formed, fixing bolts with restrictive washers are installed along the base line so that both domes are covered by restrictive washers, the spring is rigidly connected with its ends to the corresponding favoring the bolts and vibration isolator provided with additional restrictive washers, coaxially mounted inside the ball, and similarly the primary, and the length of conjugation major surfaces and additional restrictive washers is 0.4 0.6 of the length of the generatrix of the ball.

На чертеже изображен предлагаемый виброизолятор, продольный разрез. The drawing shows the proposed vibration isolator, a longitudinal section.

Виброизолятор содержит два упругодемпфирующих элемента 1 куполообразной, например, сферической формы, образующих полый шар, основания 2 которых обращены друг к другу. Основания 2 параллельны оси 3 виброизолятора. Элементы 1 (половинки полого шара) скреплены между собой сферическими ограничительными шайбами: внешними 4 и внутренними 5. Площадь поверхности контактирования шайб с полым шаром выбирается из условия соотношения длин контактирующей части и общей длины образующих полого шара: наружной 6 и внутренней 7, равного 0,4 0,6. Внутри полого шара установлена пружина 8, выполненная, например, за одно целое с крепежными болтами 9. Длина пружины 8 равна внутреннему диаметру полого шара за вычетом двух толщин внутренних шайб 5. Крепление элементов 1 к пружине 8 осуществляется за счет поджатия шайб 4 и 5 друг к другу посредством тарированной затяжки гаек 10. Шайбы 4 и 5 снабжены скругленными отбортовками 11 и 12 соответственно. The vibration isolator contains two elastically damping elements 1 of a dome-shaped, for example, spherical shape, forming a hollow ball, the bases 2 of which are facing each other. The base 2 is parallel to the axis 3 of the vibration isolator. Elements 1 (halves of the hollow ball) are fastened together by spherical restriction washers: external 4 and internal 5. The contact surface area of the washers with the hollow ball is selected from the condition of the ratio of the lengths of the contacting part and the total length of the hollow ball generators: outer 6 and inner 7, equal to 0, 4 0.6. A spring 8 is installed inside the hollow ball, for example, made in one piece with fixing bolts 9. The length of the spring 8 is equal to the inner diameter of the hollow ball minus two thicknesses of the internal washers 5. The elements 1 are fastened to the spring 8 by compressing the washers 4 and 5 each to a friend by means of a tightened tightening of nuts 10. Washers 4 and 5 are provided with rounded flanges 11 and 12, respectively.

Соотношение длин контактирующей части и общей длины образующих 6 и 7 полого шара, равное 0,4 0,6 выбрано из условия обеспечения оптимальности таких характеристик виброизолятора, как надежность и податливость, т.е. максимальной надежности при минимальной жесткости. The ratio of the lengths of the contacting part and the total length of the generatrices 6 and 7 of the hollow ball, equal to 0.4 0.6, is selected from the condition of ensuring the optimality of such characteristics of the vibration isolator as reliability and compliance, i.e. maximum reliability with minimum rigidity.

Уменьшение контактирующей длины образующих полого шара уменьшает прочность заделки упругодемпфирующих элементов 1 шайбами 4 и 5, так как эта прочность обеспечивается необходимой величиной силы трения между контактирующими поверхностями, пропорциональной поверхности контактирования. Reducing the contact length of the hollow ball generators reduces the sealing strength of the elastically damping elements 1 with washers 4 and 5, since this strength is ensured by the necessary value of the friction force between the contacting surfaces, which is proportional to the contacting surface.

Уменьшение свободной длины образующих полого шара уменьшает податливость, т.е. увеличивает жесткость упругодемпфирующих элементов 1, и в результате эффективность виброизолятора уменьшается. Reducing the free length of the generators of the hollow ball reduces the compliance, i.e. increases the stiffness of the elastic damping elements 1, and as a result, the effectiveness of the vibration isolator decreases.

Для уменьшения повреждений упругодемпфирующих элементов 1 при значительной деформации виброизолятора, наблюдающейся в эксплуатации, в граничных точках контакта с шайбами 4 и 5 на шайбах предусмотрены скругленные отбортовки 11 и 12. To reduce damage to the elastic damping elements 1 with significant deformation of the vibration isolator observed in operation, rounded flanges 11 and 12 are provided at the contact points with washers 4 and 5 on the washers.

Виброизолятор работает следующим образом. Vibration isolator works as follows.

Консервативные (упругие) силы виброизолятора создаются параллельно работающими упругодемпфирующими элементами 1 и пружиной 8, диссипативные (демпфирующие) силы только упругодемпфирующими элементами. Основные требования к виброизолятору: высокое демпфирование и незначительное изменение резонансной частоты в условиях эксплуатации обеспечивается варьированием соотношений жесткостей упругодемпфирующих элементов и пружины. Демпфирование в предложенном виброизоляторе определяется функциональной зависимостью от жесткости упругодемпфирующих элементов и от суммарной жесткости виброизолятора. Conservative (elastic) forces of the vibration isolator are created by parallel working elastic-damping elements 1 and spring 8, dissipative (damping) forces only by elastic-damping elements. The main requirements for the vibration isolator: high damping and a slight change in the resonant frequency under operating conditions is provided by varying the ratios of the stiffnesses of the elastic damping elements and the spring. The damping in the proposed vibration isolator is determined by the functional dependence on the stiffness of the elastically damping elements and on the total stiffness of the vibration isolator.

Виброизоляторы часто применяют в конструкциях, подверженных динамическим нагрузкам с высокими уровнями вибрационных и линейных (постоянных) ускорений, при этом постоянные ускорения с уровнями вплоть до тысячи и более м/с², как правило, более кратковременны, чем вибрационные ускорения. Эффективность виброзащиты при обеспечении требований по ограничению максимальной деформации виброизолятора как при действии вибрационных ускорений, так и при одновременном действии вибрационных и постоянных ускорений будет достаточной, если резонансная частота виброизолятора в этих условиях изменяется незначительно. Это осуществимо за счет нормирования жесткости упругодемпфирующих элементов, материал которых обладает нелинейной жесткой характеристикой статических упругих сил, и применения, например, нетканого проволочного материала (материала НПМ). В результате повышается максимально допустимая нагрузка на виброизолятор. Кроме того, материал НПМ и упругодемпфирующие элементы куполообразной формы из материала НПМ в предложенной конструкции в частности, имеют нелинейную мягкую характеристику динамических упругих сил и высокое демпфирование, что облегчает выполнение вышеуказанных требований.Vibration isolators are often used in structures subject to dynamic loads with high levels of vibrational and linear (constant) accelerations, while constant accelerations with levels up to a thousand or more m / s ² are usually shorter than vibrational accelerations. The effectiveness of vibration protection while ensuring requirements to limit the maximum deformation of the vibration isolator both under the action of vibration accelerations and the simultaneous action of vibrational and constant accelerations will be sufficient if the resonant frequency of the vibration isolator under these conditions does not change significantly. This is possible due to normalization of the stiffness of elastically damping elements, the material of which has a nonlinear rigid characteristic of static elastic forces, and the use of, for example, non-woven wire material (NPM material). As a result, the maximum permissible load on the vibration isolator increases. In addition, the NPM material and the dome-shaped elastic damping elements of the NPM material in the proposed design in particular have a non-linear soft characteristic of dynamic elastic forces and high damping, which facilitates the fulfillment of the above requirements.

При нормировании жесткости пружины (линейного элемента виброизолятора) представляется возможным повышение несущей способности (увеличение минимальной массы) виброизолятора. When normalizing the stiffness of the spring (linear element of the vibration isolator), it seems possible to increase the bearing capacity (increase the minimum weight) of the vibration isolator.

Жесткое крепление пружины и крепежных болтов или как приведенное конструктивное решение, согласно которому эти элементы выполнены как одно целое, обеспечивают достаточную жесткость виброизолятора в боковом направлении. При этом несколько уменьшается технологичность конструкции. Rigid fastening of the spring and mounting bolts or as a structural solution, according to which these elements are made as a whole, provide sufficient rigidity of the vibration isolator in the lateral direction. In this case, the manufacturability of the structure is somewhat reduced.

Подобный виброизолятор успешно может применяться в обычных условиях, т. е. при незначительных уровнях постоянных ускорений. Тогда, с учетом повышенной несущей способности, существенно могут быть уменьшены габариты виброизолятора, правда, при некотором увеличении коэффициента динамичности на резонансной частоте. Such a vibration isolator can be successfully used under ordinary conditions, i.e., at insignificant levels of constant accelerations. Then, taking into account the increased bearing capacity, the dimensions of the vibration isolator can be substantially reduced, however, with a slight increase in the coefficient of dynamism at the resonant frequency.

Таким образом, предложенная конструкция виброизоляторе по сравнению с прототипом обеспечивает значительное повышение несущей способности в условиях пространственного нагружения при сохранении достаточных виброизолирующих свойств. Thus, the proposed design of the vibration isolator in comparison with the prototype provides a significant increase in bearing capacity under spatial loading while maintaining sufficient vibration isolating properties.

Claims

A vibration isolator containing two elastic-damping elements facing each other with bases, a spring placed between them and fixing bolts with restrictive washers, characterized in that, in order to increase the bearing capacity, each elastic-damping element is made in the form of a dome, the turned bases of which are parallel to the axis of the vibration isolator and they form a ball, fixing bolts with restrictive washers are installed along the base line so that both domes are covered with restrictive washers, the spring is rigidly connected with its ends is connected with corresponding bolts, and the vibration isolator is equipped with additional restriction washers mounted coaxially and similarly to the main inside the ball, and the lengths of the interface surfaces of the main and additional restriction washers are 0.4 ^o C 0.6 of the length of the generatrix of the ball.