RU2385429C1

RU2385429C1 - Anti-vibration platform for operator

Info

Publication number: RU2385429C1
Application number: RU2009101249/11A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-03-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: anti-vibration platform consists of rigid frame, of floor and of flexible elements joining frame with base. The flexible elements are tied with the frame by means of hinged lever coupling the frame with a support element of a bumper. The bumper is equipped with flexible and damping elements and with a pendulum suspension all arranged in the case of the anti-vibration assembly. The case is formed with upper and lower bases rigidly connected to side plates and forming an aperture for projection of a bearing plate. With its one end the bearing plate is connected with the pendulum suspension, while with its another end it is connected with an object protected from vibration. An aperture for pendulum suspension rod passage is made in the upper base of the case. Diametre of the aperture coincides with diametre of internal cylinder surface of the damping element.

EFFECT: upgraded efficiency of vibration isolation and simplified design.

3 dwg

Description

Виброизолированный помост относится к средствам защиты человека-оператора от вредного влияния вибрации и может быть использован в различного рода машинах и механизмах, в частности в качестве помоста для операторов основовязальных машин и картофелеуборочных комбайнов.Vibro-insulated platform refers to the means of protecting a human operator from the harmful effects of vibration and can be used in various machines and mechanisms, in particular as a platform for operators of warp knitting machines and potato harvesters.

Известен виброизолированный помост, содержащий коробчатое основание с упругими горизонтальными упорами и жесткую опорную плиту, установленную на основании посредством кольцеобразных тросовых упругих элементов (патент Франции №1560072. кл. F16F 15/02, 1969 г.).Known vibration-proof platform containing a box-shaped base with elastic horizontal stops and a rigid base plate mounted on the base by means of ring-shaped rope elastic elements (French patent No. 1560072. CL F16F 15/02, 1969).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является техническое решение по а.с. СССР №977868, кл. F16F 15/02, 1980 г.(прототип), содержащее опорную плиту, установленную на основании посредством упругих элементов, выполненных в виде тросовых полуколец S-образной формы.The closest technical solution to the claimed object is a technical solution for A. with. USSR No. 977868, cl. F16F 15/02, 1980 (prototype) containing a base plate mounted on the base by means of elastic elements made in the form of S-shaped cable half rings.

Недостатками прототипа являются: сравнительно невысокая эффективность виброизолянии в вертикальном направлении за счет фрикционного трения в тросовых упругих элементах, сложность конструкции за счет тросового подвеса, выполненного по всему периметру помоста.The disadvantages of the prototype are: the relatively low efficiency of vibration isolation in the vertical direction due to frictional friction in the cable elastic elements, the design complexity due to the cable suspension made around the perimeter of the platform.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции и упрощение конструкции.The technical result is an increase in the effectiveness of vibration isolation and simplification of the design.

Это достигается тем, что в виброизолированном помосте оператора, содержащем жесткий каркас, настил, являющийся опорной поверхностью для оператора, и упругие элементы, связывающие каркас с основанием, упругие элементы связаны с каркасом посредством шарнирного рычага, связывающего каркас с опорным элементом виброизолятора, который выполнен с упругим и демпфирующим элементами и с маятниковым подвесом, которые размещены в корпусе виброизолирующего устройства, образованном верхним и нижним основаниями, жестко связанными с боковыми пластинами с образованием окна для выхода опорной плиты, одним концом соединенной с маятниковым подвесом, а другим с виброизолируемым объектом, в верхнем основании корпуса выполнено отверстие для прохождения стержня маятникового подвеса, причем диаметр отверстия совпадает с диаметром внутренней цилиндрической поверхности демпфирующего элемента.This is achieved by the fact that in the vibration-insulated platform of the operator containing the rigid frame, the flooring, which is the supporting surface for the operator, and the elastic elements connecting the frame with the base, the elastic elements are connected to the frame through an articulated lever connecting the frame with the supporting element of the vibration isolator, which is made with elastic and damping elements and with a pendulum suspension, which are placed in the housing of the vibration isolation device formed by the upper and lower bases, rigidly connected with the side plates with the formation of a window for the exit of the base plate, one end connected to the pendulum suspension, and the other with a vibration-insulated object, a hole was made in the upper base of the housing for passing the pendulum rod, the diameter of the hole coinciding with the diameter of the inner cylindrical surface of the damping element.

На фиг.1 изображена общая схема предложенного помоста, на фиг.2 - разрез А-А фиг,1. на фиг.3 - фронтальный разрез виброизолятора.Figure 1 shows a General diagram of the proposed platform, figure 2 is a section aa of Fig, 1. figure 3 is a frontal section of a vibration isolator.

Виброизолированный помост оператора состоит из жесткого каркаса 4 в виде основания и боковых ребер 5, на котором размещен настил 6 из дерева или композиционного материала, являющегося опорной поверхностью площадки 1 для оператора, выполненной в виде короба 1, заполненного вибродемпфирующим материалом 3. Каркас опирается на виброизоляторы 2, соединенные с каркасом посредством шарнирного рычага 7 и опорной плиты 8 (фиг.1 и фиг.2).Vibro-insulated platform for the operator consists of a rigid frame 4 in the form of a base and side ribs 5, on which a flooring 6 made of wood or composite material is placed, which is the supporting surface of the platform 1 for the operator, made in the form of a box 1 filled with vibration damping material 3. The frame is supported by vibration isolators 2 connected to the frame by means of an articulated lever 7 and a base plate 8 (FIG. 1 and FIG. 2).

Виброизолятор 2 (фиг.3) выполнен с упругим и демпфирующим элементами и с маятниковым подвесом, которые размещены в корпусе 9, которые размещены в корпусе виброизолирующего устройства, образованном верхним 12 и нижним 10 основаниями, жестко связанными с боковыми пластинами 11 с образованием окна для выхода опорной плиты, одним концом соединенной с маятниковым подвесом, а другим с виброизолируемым объектом. В верхнем основании 12 корпуса выполнено отверстие для прохождения стержня 17 маятникового подвеса, причем диаметр отверстия совпадает с диаметром внутренней цилиндрической поверхности демпфирующего элемента 13.The vibration isolator 2 (Fig. 3) is made with elastic and damping elements and with a pendulum suspension, which are placed in the housing 9, which are placed in the housing of the vibration isolating device, formed by the upper 12 and lower 10 bases, rigidly connected with the side plates 11 with the formation of the exit window a base plate, one end connected to a pendulum suspension, and the other with a vibration-insulated object. An opening is made in the upper base 12 of the housing for passing the rod 17 of the pendulum suspension, the diameter of the hole being the same as the diameter of the inner cylindrical surface of the damping element 13.

Упругий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины 19, охватывающей резьбовой стержень 17 маятникового подвеса. Нижнее основание пружины 19 опирается на подвижный кольцевой фланец 23 демпфирующего элемента 13 гидравлического типа, причем подвижный кольцевой фланец 23 имеет уплотнения 20 как по внешней цилиндрической поверхности, так и по внутренней. Верхнее основание пружины 19 упирается в крышку 15 с упорным кольцом 14, охватывающим пружину 19, причем в крышке 15 выполнено отверстие для прохода стержня 17 маятникового подвеса и связана с ним через упругую шайбу 16 и гайку 18, при этом диаметр отверстия в крышке 15 совпадает с диаметром внутренней цилиндрической поверхности демпфирующего элемента 13.The elastic element is made in the form of a cylindrical coil spring 19, covering the threaded rod 17 of the pendulum suspension. The lower base of the spring 19 is supported by a movable annular flange 23 of a damping element 13 of a hydraulic type, the movable annular flange 23 having seals 20 both on the outer cylindrical surface and on the inside. The upper base of the spring 19 abuts against the cover 15 with a stop ring 14 covering the spring 19, moreover, a hole is made in the cover 15 for passage of the pendulum rod 17 and is connected with it through an elastic washer 16 and nut 18, while the diameter of the hole in the cover 15 is the same as the diameter of the inner cylindrical surface of the damping element 13.

Демпфирующий элемент 13 образован двумя соосными цилиндрическими гильзами с образованием герметичной кольцевой полости 25, верхняя часть которой закрыта подвижным кольцевым фланцем 23 с уплотнениями 20, а нижняя герметично закрыта шайбой, установленной в упорном кольце 21 и жестко связанной с верхним основанием 12 корпуса 9 виброизолируюшего устройства. В кольцевой полости 25 размещен кольцевой поршень 22, который делит полость 25 на две части: верхнюю и нижнюю. В поршне 22 выполнены дросселирующие отверстия 26 для прохождения амортизирующей среды из нижней части кольцевой полости 25 в верхнюю и наоборот. При этом поршень 22 шарнирно соединен посредством, по крайней мере, трех тяг 24 с кольцевым фланцем 23, на который опирается пружина 19.The damping element 13 is formed by two coaxial cylindrical sleeves with the formation of a sealed annular cavity 25, the upper part of which is closed by a movable annular flange 23 with seals 20, and the lower is hermetically sealed by a washer installed in the thrust ring 21 and rigidly connected to the upper base 12 of the housing 9 of the vibration-isolating device. An annular piston 22 is placed in the annular cavity 25, which divides the cavity 25 into two parts: upper and lower. In the piston 22, throttling holes 26 are made for passage of the shock-absorbing medium from the lower part of the annular cavity 25 to the upper one and vice versa. While the piston 22 is pivotally connected through at least three rods 24 with an annular flange 23, on which the spring 19 rests.

Маятниковый подвес выполнен в виде резьбового стержня 17, коаксиально установленного внутри демпфирующего элемента 13 и соединенного одним концом с опорной плитой, а другим - с крышкой 15 через упругую шайбу 16 и гайку 18. Такое размещение позволяет стержню 17 совершать маятниковые колебания с амплитудой, измеряемой в пределах диаметра отверстия верхнего основания 12 корпуса 9.The pendulum suspension is made in the form of a threaded rod 17 coaxially mounted inside the damping element 13 and connected at one end to the base plate, and the other to the cover 15 through an elastic washer 16 and nut 18. This arrangement allows the rod 17 to perform pendulum oscillations with an amplitude measured in within the diameter of the hole of the upper base 12 of the housing 9.

Виброизолированный помост работает следующим образом. При приложении статической нагрузки на помост, т.е. при установке оператора на настил 1 упругие элементы 2 дают статическую осадку на расчетную величину в зависимости от веса оператора. При этом жесткий каркас 3 опускается вниз, сжимая упругие элементы 12. Колебания виброизолируемого объекта передаются на виброизоляторы 2, при этом пружина 19 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие. Горизонтальные нагрузки воспринимаются маятниковым подвесом. Упорная шайба 16, взаимодействующая с гайкой 18 и втулкой 15, выполнена из упругого материала для гашения ударных нагрузок при посадке виброизолирующей системы на упоры. Выполнение демпфирующего элемента 13 гидравлического типа позволяет существенно повысить демпфирование в системе на резонансных режимах работы за счет диссипации энергии при прохождении среды через дросселирующие отверстия 26 в поршне 22. За счет введения маятникового подвеса обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция оператора по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям x, y, z и поворотные вокруг этих осей).Vibro-insulated platform works as follows. When applying a static load on the platform, i.e. when the operator is installed on the deck 1, the elastic elements 2 give a static draft by the calculated value depending on the weight of the operator. In this case, the rigid frame 3 lowers down, compressing the elastic elements 12. The vibrations of the vibration-insulated object are transmitted to the vibration isolators 2, while the spring 19 perceives vertical loads, thereby weakening the dynamic effect. Horizontal loads are perceived by the pendulum suspension. The thrust washer 16, interacting with the nut 18 and the sleeve 15, is made of elastic material to absorb shock loads when the vibration-isolating system is mounted on the stops. The implementation of the hydraulic damping element 13 makes it possible to significantly increase the damping in the system at resonant operating modes due to energy dissipation when the medium passes through the throttling holes 26 in the piston 22. By introducing a pendulum suspension, an additional spatial vibration isolation of the operator is provided in all six directions of vibration (in three coordinate directions) x, y, z axes and rotary around these axes).

В целом, конструкция сиденья является эффективной, технологичной и отвечает требованиям эргономики и дизайна.In general, the seat structure is efficient, technological and meets the requirements of ergonomics and design.

Claims

Vibro-insulated platform for the operator, comprising a rigid frame, a deck, which is the supporting surface for the operator, and vibration isolators connecting the frame to the base, characterized in that the vibration isolator is made with elastic and damping elements and with a pendulum suspension, which are placed in the body of the vibration-isolating device formed by the upper and lower bases, rigidly connected with the side plates with the formation of a window for the exit of the base plate, one end connected to a pendulum suspension, and the other to a vibration isolation object, in the upper base of the housing there is a hole for passing the pendulum suspension rod, the diameter of the hole coinciding with the diameter of the inner cylindrical surface of the damping element, while the elastic element is made in the form of a cylindrical helical spring, covering the threaded rod of the pendulum suspension, the lower base of the spring rests on a movable an annular flange of a damping element of a hydraulic type, the movable annular flange having seals as in an outer cylinder on the inner surface, as well as on the upper spring base, abuts against the cover with a stop ring covering the spring; moreover, a hole is made in the cover for passage of the pendulum suspension rod and the cover is connected to the rod through an elastic washer and nut, while the diameter of the hole in the cover is the same with the diameter of the inner cylindrical surface of the damping element, which is formed by two coaxial cylindrical sleeves with the formation of a sealed annular cavity, the upper part of which is closed by a movable annular lance with seals, and the lower one is hermetically sealed with a washer installed in the thrust ring and rigidly connected to the upper base of the vibration isolation device body, and an annular piston is placed in the annular cavity, which divides the cavity into two parts: the upper and lower ones, while the throttle holes are made in the piston for the passage of the shock-absorbing medium from the lower part of the annular cavity to the upper and vice versa, the piston being pivotally connected via at least three rods to the annular flange on which the spring rests, and the pendulum suspension is made in the form of a threaded rod coaxially mounted inside the damping element and connected at one end to the base plate and the other to the lid through an elastic washer and nut.