RU2506473C1 - Unloaded low-frequency vibration isolator of large carrying capacity - Google Patents
Unloaded low-frequency vibration isolator of large carrying capacity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2506473C1 RU2506473C1 RU2012123484/11A RU2012123484A RU2506473C1 RU 2506473 C1 RU2506473 C1 RU 2506473C1 RU 2012123484/11 A RU2012123484/11 A RU 2012123484/11A RU 2012123484 A RU2012123484 A RU 2012123484A RU 2506473 C1 RU2506473 C1 RU 2506473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conical
- cover
- elastic
- spring
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к виброизолирующим цельнометаллическим устройствам средней и большой грузоподъемности, способным работать в агрессивной среде, в вакууме, в условиях радиации и повышенной температуре (до 450°С).The invention relates to vibration-isolating all-metal devices of medium and heavy lifting capacity, capable of operating in an aggressive environment, in vacuum, in radiation conditions and at elevated temperature (up to 450 ° C).
Известен виброизолятор (см. Котов А.С. Расчет упругодемпфирующих характеристик виброизоляторов из материала MP// Автореферат диссертациии на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Самара - 2007 г.), содержащий корпус, две конические упругие втулки из проволочного нетканого материала MP («Металлорезины»), крышку, центральную втулку, стяжной винт с буртиком и крепежные детали - шайбы, прорезные гайки и шплинты. На корпусе, крышке и центральной втулке выполнены небольшие концетрические буртики, по которым центрируются втулки из MP и в них создается радиальный натяг. Осевой натяг во втулках из MP создается закручиванием нижней прорезной гайки (если ось виброизолятора вертикальна) до упора крышки в буртик стяжного винта и торца центральной втулки в крышку и в этом положении гайка шплинтуется. Корпус виброизолятора имеет фланец, которым виброизолятор крепится к основанию. Виброизолируемый объект ставится на крышку и закрепляется шайбой, второй прорезной гайкой и шплинтом.A known vibration isolator (see Kotov A.S. Calculation of the elastic-damping characteristics of vibration isolators from the MP material // Abstract of the dissertation for the degree of candidate of technical sciences. - Samara - 2007), containing a housing, two conical elastic bushings from wire MP nonwoven material ( “Metal rubber”), cover, central sleeve, collar screw with shoulder and fasteners - washers, slotted nuts and cotter pins. Small concentric flanges are made on the body, cover and central sleeve, along which MP bushes are centered and a radial interference is created in them. The axial interference in the MP bushings is created by tightening the lower slotted nut (if the axis of the vibration isolator is vertical) until the cover abuts against the collar of the coupling screw and the end of the central sleeve into the cover, and in this position the nut is split. The vibration isolator case has a flange, with which the vibration isolator is attached to the base. The vibration-isolating object is placed on the cover and secured with a washer, a second slotted nut and a cotter pin.
Виброизолятор может использоваться при пространственном нагружении. Его упругие втулки работают в режиме двустороннего упругогистерезисного упора при нагружении по всем шести степеням свободы. К числу его положительных качеств следует отнести его относительно небольшие габариты и вес, простоту конструкции и технологии его изготовления.The vibration isolator can be used for spatial loading. Its elastic sleeves operate in a two-sided elastic hysteresis stop under loading in all six degrees of freedom. Among its positive qualities should be attributed to its relatively small dimensions and weight, simplicity of design and manufacturing technology.
По технической сущности этот виброизолятор наиболее близок к предлагаемому и принят за прототип.By technical nature, this vibration isolator is closest to the proposed and adopted as a prototype.
Однако этот виброизолятор имеет и ряд серьезных недостатков.However, this vibration isolator has a number of serious drawbacks.
Материал MP плохо работает на растяжение и при крутильных и сдвиговых колебаниях объекта в местах упругих втулок, где они контактируют с центрирующими буртиками, могут возникать растягивающие напряжения, приводящие к местному разрыву материала втулок.The MP material does not work well in tension, and during torsional and shear vibrations of an object in places of elastic bushings, where they are in contact with centering collars, tensile stresses can occur, leading to local rupture of the material of the bushings.
В литературном источнике (см. Котов А.С. Расчет упругодемпфирующих характеристик виброизоляторов из материала MP// Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Самара - 2007 г.), где описана эта конструкция виброизолятора, не освещены условия, которые необходимо выполнить при создании работоспособного, тяжело нагруженного виброизолятора с упругогистерезисными элементами, изготовленными из материала MP, удовлетворяющего ТУ заказчика, и не вскрыт их физический смысл (см. ниже).In the literary source (see Kotov A.S. Calculation of Elasto-Damping Characteristics of Vibration Isolators from MP Material // Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences. - Samara - 2007), where this design of a vibration isolator is described, conditions that are necessary are not covered when creating a workable, heavily loaded vibration absorber with elastic hysteresis elements made of MP material that meets customer specifications, their physical meaning is not revealed (see below).
У прототипа верхняя упругая втулка значительно более нагружена, чем нижняя, так как при нагружении виброизолятора весом объекта она догружается по тому же процессу, которым она нагружалась при создании в ней осевого натяга, а нижняя упругая втулка при этом разгружается и в результате находится в менее нагруженном состоянии даже по сравнению с состоянием ее после создания в ней осевого натяга.The prototype of the upper elastic sleeve is significantly more loaded than the lower one, since when loading the vibration isolator with the weight of the object, it is loaded according to the same process that it was loaded when the axial tension was created in it, and the lower elastic sleeve is unloaded and, as a result, is less loaded condition even compared to its state after creating an axial interference in it.
В результате при динамическом нагружении виброизолятора нагружение верхней втулки описывается петлей гистерезиса либо частично, либо целиком лежащей на «хвостах» поля ее упругогистерезисных петель, что значительно ухудшает упругогистерезисные характеристики (УФХ) виброизолятора, увеличивает перегрузки и резонансные частоты виброизолируемого объекта, что в свою очередь приводит к появлению «усадки» материала втулки и снижению осевого натяга втулок. Причем по мере наработки нарастание «усадки» и остаточной радиальной деформации увеличивает плотность материала втулок. Кроме того, за счет износа возрастает трение на контактных поверхностях витков спиралей. Все это будет приводить к тому, что рабочая петля гистерезиса виброизолятора все дальше будет «выталкиваться» на «хвост» поля, будет возрастать среднециклическая жесткость виброизолятора, а следовательно, и резонансные частоты динамической системы «объект - виброизоляторы», коэффициент рассеивания виброизолятора будет снижаться и, следовательно, будут возрастать динамические перегрузки, действующие на объект. Причем интенсивность возрастания неблагоприятного воздействия этих факторов будет непрерывно увеличиваться по мере наработки. Естественно, что интенсивность возрастания этих неблагоприятных факторов сильно зависит от удачности выбора первоначальных конструктивных параметров виброизолятора.As a result, during dynamic loading of the vibration isolator, the loading of the upper sleeve is described by a hysteresis loop either partially or entirely lying on the “tails” of the field of its elastic hysteresis loops, which significantly worsens the elastic hysteresis characteristics (UVC) of the vibration isolator, increases the overloads and resonant frequencies of the vibration-insulated object, which in turn leads to the appearance of "shrinkage" of the material of the sleeve and reduce the axial interference of the bushings. Moreover, as the operating time increases "shrinkage" and residual radial deformation increases the density of the material of the bushings. In addition, due to wear, friction on the contact surfaces of the coils of spirals increases. All this will lead to the fact that the working hysteresis loop of the vibration isolator will be “pushed” further and further to the “tail” of the field, the average cyclic rigidity of the vibration isolator will increase, and therefore the resonant frequencies of the “object-vibration isolators” dynamic system will increase, and the dispersion coefficient of the vibration isolator will decrease and therefore, dynamic overloads acting on the object will increase. Moreover, the intensity of the increase in the adverse effects of these factors will continuously increase as the operating time. Naturally, the growth rate of these adverse factors strongly depends on the successful selection of the initial design parameters of the vibration isolator.
К числу недостатков прототипа следует также отнести отсутствие упругой компенсации потери осевого натяга при наработке, обусловленного жестким скреплением крышки с центральной втулкой. В результате, как показал опыт эксплуатации виброизолятора, за счет уменьшения осевого натяга уменьшается сила затяжки прорезных гаек несмотря на их контровку шплинтами и периодически приходится их подзатягивать и шплинтовать.Among the disadvantages of the prototype should also include the lack of elastic compensation for the loss of axial interference during running, due to the rigid fastening of the cover with the Central sleeve. As a result, as the operating experience of the vibration isolator has shown, by reducing the axial interference, the tightening torque of the slotted nuts is reduced despite being locked with cotter pins and periodically it is necessary to tighten and cotter them.
Поэтому ставится задача разработки виброизолятора большой грузоподъемности (с таким же диапазоном грузоподъемности или большим, чем у прототипа), у которого при крутильных и сдвиговых колебаниях объекта не происходил «закус» материала упругих втулок и местный разрыв его, осевая «усадка» и радиальные сдвиговые остаточные деформации материала MP втулок в процессе наработки не приводили к необходимости периодического перезатягивания прорезных гаек и их шплинтования, при этом предлагаемый виброизолятор по сравнению с прототипом имел бы лучшие УФХ, и следовательно, динамическая система «виброизолируемый» объект виброизоляторы» имела бы более низкие резонансные частоты и на объект воздействовали меньшие динамические перегрузки как в резонансных зонах, так и в зарезонансных, и следовательно, предлагаемый виброизолятор имел бы больший ресурс работы, чем прототип.Therefore, the task is to develop a large-capacity vibration isolator (with the same load range or greater than that of the prototype), which, under torsional and shear vibrations of the object, did not “bite” the material of the elastic bushings and local break it, axial “shrinkage” and radial shear residual the deformation of the material of the MP bushings during the operating time did not lead to the need for periodic retightening of the slotted nuts and their cotter pin, while the proposed vibration isolator in comparison with the prototype would have those who studied UVC, and consequently, the dynamic system “vibration-isolating” object vibration isolators ”would have lower resonant frequencies and the object would be affected by lower dynamic overloads both in the resonance zones and in the resonance ones, and therefore, the proposed vibration isolator would have a longer service life than the prototype .
Поставленная задача решается тем, что предлагается низкочастотный виброизолятор ВНБГР большой грузоподъемности, разгруженный, содержащий корпус, размещенные в нем с радиальным и осевым натягом две конические упругие втулки из проволочного материала MP, крышку, размещенный в центральном отверстии втулок и крышки стяжной элемент и крепежные детали, отличающийся тем, что корпус размещен внутри пружины сжатия с радиальным зазором, немного меньшим или равным немного меньшим или равным максимально допустимой деформации пружины в радиальном направлении, пружина сжатия выполнена так, что в ее каждой опорной плоскости расположено по два опорных витка, а сам корпус опирается фланцем на ее верхние опорные витки и жестко прикреплен к наружному опорному витку пружины с помощью крышки, составленной из двух полуколец, закрепленной на его фланце болтами упругими шайбами и гайками, другой опорной плоскостью пружина опирается на дно виброизолятора и жестко закреплена на нем с помощью крышки, также составленной из двух полуколец, прижимающей наружный опорный виток пружины к дну с помощью винтов с потайными головками, цилиндрическая стенка корпуса выступает с обеих сторон его конического основания на высоту втулки в свободном состоянии, стяжной элемент выполнен в виде пустотелого цилиндра с круглым коническим фланцем с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра цилиндрической стенки корпуса на величину, немного меньшую удвоенного радиального натяга упругих втулок, а на наружной поверхности фланца выполнена плоская опорная площадка с центральным отверстием и одним, двумя или более резьбовыми отверстиями, стяжной элемент с заданным радиальным натягом размещен в центральных отверстиях упругих втулок, причем диаметр внутреннего отверстия конического основания корпуса на величину, немного меньшую удвоенного радиального натяга упругих втулок, больше диаметра гладкой цилиндрической части стяжного элемента, коническая крышка центрируется на гладкой цилиндрической части стяжного элемента, и ее наружная опорная поверхность выполнена плоской, а ее наружный диаметр равен наружному диаметру конического фланца стяжного элемента, заданная величина осевого натяга упругих втулок создана затяжкой круглой гайки, которая навернута на резьбовой конец стяжного элемента, и под которой установлены одна, две или более упругие шайбы, и контровочная шайба, один ус которой отогнут в паз гайки, а другой в паз стяжного элемента, внутри которого с небольшим осевым натягом размещена разгрузочная спиральная пружина сжатия с большой податливостью - например, ее деформация под действием силы веса G виброизолируемого объекта, приходящейся на виброизолятор, в 5-10 раз и более может превышать суммарную деформацию сжатия пружины, на которой подвешен корпус, и упругих втулок при воздействии на них этой силы, разгрузочная пружина по круглой резьбе закреплена в опоре, выполненной на дне, а сверху на пружину также по круглой резьбе навинчена крышка, наружный диаметр которой на два хода виброизолятора в радиальном направлении меньше диаметра внутреннего отверстия цилиндра стяжного элемента, в котором размещена пружина, пружина и крышка от отворачивания законтрены вмятиями на стенке опоры и юбке крышки, крышка упирается в дно цилиндра стяжного элемента с небольшой силой, созданной небольшим осевым натягом пружины, острые кромки упругих втулок, цилиндрической стенки корпуса, крышки, конического фланца стяжного элемента, а также места соединения стенки корпуса с его основанием и конического фланца с стяжным элементом скруглены радиусами, а на дне с радиальным натягом по опоре разгрузочной пружины закреплена противоударная подушка, изготовленная из материала MP с плотностью, большей плотности материала упругих втулок, и размер зазора между торцом круглой гайки и противоударной подушкой меньше хода в осевом направлении каждой из пружин, в лапки виброизолируемого объекта, которыми он ставится на виброизоляторы, на заданную длину ввинчены пальцы, законтренные контровочной гайкой, которые при установке объекта на виброизоляторы входят в центральные отверстия опорных площадок фланцев стяжных элементов и отжимают опору пружины так, что лапки прижимаются к опорной площадке фланца стяжного элемента, и виброизолируемый объект в этом положении закрепляется винтами, под каждую головку которых установлены упругая шайба и контровочная шайба с отгибными усами, и длина пальца и его резьбовой части подобраны такими, что подбором длины ввинчивания пальца можно было бы обеспечить, чтобы разгрузочная пружина каждого виброизолятора воспринимала всю силу веса объекта, приходящуюся на этот виброизолятор, либо только заданную ее долю.The problem is solved by the fact that a low-frequency VNBGR vibration isolator of large capacity is proposed, unloaded, comprising a housing, two conical elastic sleeves made of MP wire material placed in it with a radial and axial interference, a cover placed in the central hole of the sleeves and the cover, the coupling element and fasteners, characterized in that the housing is placed inside the compression spring with a radial clearance slightly less than or equal to slightly less than or equal to the maximum allowable deformation of the spring in the radial direction, the compression spring is made so that in each of its supporting plane there are two supporting coils, and the casing is supported by a flange on its upper supporting coils and is rigidly attached to the external supporting coil of the spring with a cover made of two half rings mounted on its flange bolts with elastic washers and nuts, another supporting plane, the spring rests on the bottom of the vibration isolator and is rigidly fixed to it using a cover, also composed of two half rings, pressing the external support coil of the spring to the bottom with screw with countersunk heads, the cylindrical wall of the housing protrudes on both sides of its conical base to the height of the sleeve in the free state, the coupling element is made in the form of a hollow cylinder with a round conical flange with an outer diameter less than twice the inner diameter of the cylindrical wall of the housing radial interference of elastic bushings, and on the outer surface of the flange a flat supporting platform with a central hole and one, two or more threaded holes is made, a tie a new element with a given radial interference is placed in the central holes of the elastic bushings, the diameter of the inner hole of the conical base of the housing being slightly less than twice the radial interference of the elastic bushings, larger than the diameter of the smooth cylindrical part of the coupling element, the conical cover is centered on the smooth cylindrical part of the coupling element, and its outer supporting surface is made flat, and its outer diameter is equal to the outer diameter of the conical flange of the clamping element, a given value the axial interference of the elastic bushings is created by tightening a round nut that is screwed onto the threaded end of the coupling element, and under which one, two or more elastic washers are mounted, and a lock washer, one whisker of which is bent into the groove of the nut and the other into the groove of the coupling element, inside of which with a small axial interference, an unloading spiral compression spring with great flexibility is placed - for example, its deformation under the action of the weight force G of the vibroinsulated object falling on the vibration isolator can be 5-10 times or more higher than the total def Compression formation for the spring on which the housing is suspended, and the elastic bushings when this force is applied to them, the unloading spring is fixed on a round thread in a support made at the bottom, and a cover is screwed on top of the spring along a round thread, the outer diameter of which is two-way vibration isolation radially smaller than the diameter of the inner bore of the cylinder of the coupling element, in which the spring, spring and the cover from being unscrewed are controlled by dents on the wall of the support and the skirt of the cover, the cover abuts against the bottom of the cylinder of the coupling e element with a small force created by a small axial interference of the spring, the sharp edges of the elastic bushings, the cylindrical wall of the housing, the cover, the conical flange of the coupling element, as well as the joints of the wall of the housing with its base and the conical flange with the coupling element are rounded with radii, and at the bottom with a radial an interference bearing pad made of MP material with a density greater than the density of the material of the elastic bushings and the size of the gap between the end face of the round nut and the shockproof the darling is less than the travel in the axial direction of each of the springs, the fingers secured by a lock nut are screwed into the paws of the vibration-insulated object with which it is placed on the vibration isolators, which, when the object is mounted on the vibration insulators, enter the central holes of the support areas of the flanges of the coupling elements and squeeze the spring support so that the paws are pressed against the supporting area of the flange of the coupling element, and the vibration-insulated object in this position is fixed with screws, under each head of which an elastic washer is installed and a lock washer with a folding mustache, and the length of the finger and its threaded part are selected such that, by selecting the screwing-in length of the finger, it would be possible to ensure that the unloading spring of each vibration isolator perceives all the weight of the object attributable to this vibration isolator, or only its predetermined proportion.
Выполнение крышек в виде двух полуколец необходимо для обеспечения сборки предлагаемого виброизолятора.The implementation of the covers in the form of two half rings is necessary to ensure the assembly of the proposed vibration isolator.
По сравнению с прототипом нагрузка, обусловленная осевым и радиальным натягами, более равномерно распределена на всех граничных поверхностях втулок, что существенно улучшает УФХ предлагаемого виброизолятора.Compared to the prototype, the load due to axial and radial interference is more evenly distributed on all boundary surfaces of the bushings, which significantly improves the UVC of the proposed vibration isolator.
У прототипа при нагружении виброизолятора постоянной силой G и динамической циклической силой с максимальной амплитудой, заданными техническим заданием деформация втулок под действием постоянной силы будет в разы больше деформации этих втулок при действии только одной постоянной силы, так как центр петли гистерезиса под действием постоянной силы сместится в точку с ординатой G процессом с жесткостью, равной наименьшей жесткости из жесткостей процессов, ограничивающих эту петлю, и упругие втулки, работающие в режиме двустороннего упругогистерезисного упора, будут загружаться по петле гистерезиса, либо целиком лежащей на «хвосте» поля упругогистерезисных петель, либо частично захватывающей «хвост», что сильно ухудшает УФХ виброизолятора и приводит к вышеописанным последствиям.In the prototype, when the vibration isolator is loaded with constant force G and dynamic cyclic force with a maximum amplitude specified by the technical specifications, the deformation of the bushings under the action of a constant force will be several times greater than the deformation of these bushings under the action of only one constant force, since the center of the hysteresis loop under the action of a constant force will shift to point with ordinate G process with rigidity equal to the least rigidity of the rigidity of the processes limiting this loop, and elastic bushings operating in the double-sided control mode ogisterezisnogo stop will be loaded on the hysteresis loop or lying entirely in the "tail" of the field uprugogisterezisnyh loops or partially exciting "tail", which greatly impairs the UFH isolator and lead to the above consequences.
У предлагаемого виброизолятора упругие втулки полностью или частично разгружены от действия постоянной силы G.The proposed vibration isolator elastic bushings are fully or partially unloaded from the action of constant force G.
В результате его упругие втулки во всем рабочем диапазоне загружаются по петлям без «хвостов», что существенно улучшает УФХ виброизолятора - в разы снижает среднециклическую жесткость двустороннего упругогистерезисного упора (втулок) и повышает его коэффициент рассеивания. Причем среднециклическая жесткость всего виброизолятора даже без учета жесткости пружины сжатия, последовательно с упругими втулками включенной в упругую систему виброизолятора, но с учетом жесткости разгрузочной пружины, может оказаться существенно меньшей, чем у прототипа, так как в этом случае можно использовать упругие втулки, изготовленные из материала MP меньшей плотности.As a result, its elastic bushings in the entire operating range are loaded loops without “tails”, which significantly improves the UVC of the vibration isolator - significantly reduces the average cyclic rigidity of the bilateral elastic hysteresis stop (bushings) and increases its dispersion coefficient. Moreover, the average cyclic rigidity of the entire vibration isolator even without taking into account the rigidity of the compression spring, sequentially with elastic bushings included in the elastic system of the vibration isolator, but taking into account the rigidity of the unloading spring, can be significantly lower than that of the prototype, since in this case elastic bushings made of lower density MP material.
Последовательное включение пружины сжатия позволяет существенно снизить его среднециклическую жесткость и, следовательно, существенно снизить его резонансную частоту.The sequential inclusion of the compression spring can significantly reduce its average cyclic rigidity and, therefore, significantly reduce its resonant frequency.
Наличие противоударной подушки не только улучшает противоударные свойства предлагаемого виброизолятора, но и позволяет расширить в сторону уменьшения применяемый диапазон плотностей материала MP упругих втулок, и, следовательно, в сторону уменьшения соответственно расширить диапазон среднециклических жесткостей виброизолятора.The presence of shockproof pillows not only improves the shockproof properties of the proposed vibration absorber, but also allows you to expand in the direction of decreasing the applied density range of the material MP of the elastic bushings, and, therefore, in the direction of decreasing, respectively expand the range of average cyclic stiffness of the vibration isolator.
В результате применение предлагаемого виброизолятора позволит снизить динамические перегрузки, действующие на систему «виброизолируемый объект - виброизоляторы», расширить диапазон допустимых динамических нагрузок, снизить резонансные частоты системы, существенно снизить интенсивность нарастания «усадки» втулок и ухудшения УФХ виброизолятора при наработке, и следовательно, увеличить ресурс его эксплуатации.As a result, the use of the proposed vibration isolator will reduce the dynamic overloads acting on the system “vibration isolating object - vibration isolators”, expand the range of permissible dynamic loads, reduce the resonant frequencies of the system, significantly reduce the rate of increase of “shrinkage” of the bushings and the deterioration of the UVC of the vibration isolator during operation, and therefore increase resource of its operation.
Отсутствие у предлагаемого виброизолятора буртиков у корпуса, крышки и фланца стяжного элемента, по которым в прототипе центрируются упругие втулки и создаются в них натяги, наличие скруглений острых кромок у стенки корпуса, фланца стяжного элемента и крышки, контактирующих с материалом упругих втулок, и скругление острых кромок самих упругих втулок исключает возможность «закусывания» материала втулок и появление местных разрывов в материале.The absence of flanges of the proposed vibration isolator at the body, cover and flange of the coupling element, along which the elastic bushings are centered in the prototype and tensioning is created in them, the presence of rounding of sharp edges at the housing wall, flange of the coupling element and cover in contact with the material of the elastic bushings, and rounding of sharp the edges of the elastic bushings themselves exclude the possibility of "biting" the material of the bushings and the appearance of local gaps in the material.
Установка упругих шайб под круглую гайку и головки крепежных винтов исключает недопустимое ослабление их затяжки при наработке и, следовательно, отпадает надобность их перезатяжки и контровки в процессе эксплуатации.The installation of elastic washers under the round nut and the heads of the fixing screws eliminates the unacceptable weakening of their tightening during running hours and, therefore, there is no need to re-tighten and lock during operation.
Кроме того, предлагается виброизолятор ВНБГР, отличающийся тем, что у центральных отверстий верхней и нижней упругих втулок на выходе к коническому основанию корпуса выполнена коническая часть с большим диаметром конуса, немного большим диаметра центрального отверстия в коническом основании корпуса, и на верхней наружной поверхности верхней втулки выполнена коническая часть с меньшим диаметром конуса, немного меньшим наружного диаметра конического фланца стяжного элемента, а у нижней упругой втулки на ее нижней наружной поверхности выполнена коническая часть с меньшим диаметром конуса, немного меньшим наружного диаметра конической крышки, и высота этих конических частей приблизительно равна сумме допустимой рабочей деформации и величины осевого натяга каждой из упругих втулок.In addition, a vibration isolator VNBGR is proposed, characterized in that the central holes of the upper and lower elastic bushings at the outlet to the conical base of the housing have a conical part with a large diameter of the cone, slightly larger than the diameter of the central hole in the conical base of the housing, and on the upper outer surface of the upper sleeve a conical part is made with a smaller diameter of the cone, slightly smaller than the outer diameter of the conical flange of the coupling element, and at the lower elastic sleeve on its lower outer surface Execute the tapered portion of the cone with a smaller diameter, slightly smaller outer diameter of the conical cap and the height of the tapered portions is approximately equal to the sum of the allowable operating deformation and magnitude of the axial preload of each of the resilient bushings.
Наличие этих конических частей у упругих втулок позволит избежать выдавливания их материала в рабочие зазоры между корпусом и коническим фланцем стяжного элемента, корпусом и конической крышкой, основанием коническим корпуса и стяжным элементом.The presence of these conical parts in the elastic bushings will prevent squeezing of their material into the working gaps between the housing and the conical flange of the coupling element, the housing and the conical cover, the base of the conical housing and the coupling element.
Конструкции предлагаемых виброизоляторов поясняются фигурами, на которых крепление виброизолятора к объекту и основанию показано, как «обстановка» на сборочном чертеже тонкой сплошной линией.The designs of the proposed vibration isolators are illustrated by figures in which the mounting of the vibration isolator to the object and the base is shown as a “situation” in the assembly drawing by a thin solid line.
На фиг.1 изображен продольный разрез виброизолятора ВНБГР.Figure 1 shows a longitudinal section of a vibration isolator VNBGR.
На фиг.2 изображен вид сверху этого виброизолятора.Figure 2 shows a top view of this vibration isolator.
На фиг.3 изображен разрез по А-А на фиг.2 виброизолятора ВНБГР, после закрепления на нем виброизолируемого объекта.Figure 3 shows a section along aa in figure 2 of the VNBGR vibration isolator, after fixing the vibration-isolating object on it.
На фиг.4 изображен фрагмент виброизолятора ВНБГР с упругими втулками с коническими частями, предохраняющими от выдавливания материала упругих втулок в рабочие зазоры виброизолятора.Figure 4 shows a fragment of the VNBGR vibration isolator with elastic bushings with conical parts that protect against squeezing the material of the elastic bushings into the working gaps of the vibration isolator.
На фиг.5 изображено поле упругогистерезисных петель виброизолятора.Figure 5 shows the field of elastic hysteresis loops of the vibration isolator.
Предлагаемый низкочастотный виброизолятор ВНБГР низкочастотный, большой грузоподъемности, разгруженный (см. фиг.1 и 2) содержит пружину сжатия 1, и размещенный внутри нее с радиальным зазором 2, немного меньшим или равным максимально допустимой деформации пружины 1 в радиальном направлении, корпус 3. Пружина сжатия 1 выполнена так, что в ее каждой опорной плоскости расположено по два опорных витка 4. Корпус 3 опирается фланцем 5 на ее верхние опорные витки 4 и жестко прикреплен к наружному опорному витку 4 пружины 1 с помощью крышки 6, составленной из двух полуколец, закрепленной на его фланце 5 болтами 7, упругими шайбами 8 и гайками 9. Другой опорной плоскостью пружина 1 опирается на дно 10 виброизолятора и жестко закреплена на нем с помощью крышки 11, также составленной из двух полуколец (см. фиг.2), прижимающей наружный опорный виток 4 пружины 1 (см. фиг.1) к дну 10 с помощью винтов 12 с потайными головками. В корпусе 3 размещены с радиальным и осевым натягом две конические упругие втулки 13 из проволочного материала MP, изготовленные холодным прессованием в направлении оси втулки, коническая крышка 14, стяжной элемент 15, разгрузочная спиральная пружина сжатия 16 и крышка 17 разгрузочной пружины.The proposed low-frequency vibration isolator VNBGR low-frequency, heavy-duty, unloaded (see figures 1 and 2) contains a compression spring 1, and placed inside it with a
Цилиндрическая стенка 18 корпуса 3 выступает с обеих сторон его конического основания 19 на высоту втулки 13 в свободном состоянии.The cylindrical wall 18 of the
Стяжной элемент 15 выполнен в виде пустотелого цилиндра 20 с круглым коническим фланцем 21 с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра цилиндрической стенки 18 корпуса 3 на величину, немного меньшую удвоенного радиального натяга упругих втулок 13, а на наружной поверхности фланца 21 выполнена плоская опорная площадка 22 с центральным отверстием 23 и одним, двумя или более резьбовыми отверстиями 24 (см. фиг.1 и 2).The
Стяжной элемент 15 (см. фиг.1) размещен в центральных отверстиях упругих втулок 13 с заданным радиальным натягом. Диаметр внутреннего отверстия 25 конического основания 19 корпуса 3 на величину, немного меньшую удвоенного радиального натяга упругих втулок 13, больше наружного диаметра гладкой цилиндрической части 26 стяжного элемента 15. Коническая крышка 14 центрируется на гладкой цилиндрической части 26 стяжного элемента 15 и ее наружная опорная поверхность 27 выполнена плоской. Наружный диаметр крышки 14 равен наружному диаметру конического фланца 21 стяжного элемента 15. Заданная величина осевого натяга упругих втулок 13 затяжкой круглой гайки 28, которая навернута на резьбовой конец стяжного элемента 15, и под которой установлены одна, две или более упругие шайбы 29, и контровочная шайба 30, один ус которой отогнут в паз гайки 28, а другой в паз стяжного элемента 15.The coupling element 15 (see figure 1) is placed in the Central holes of the elastic bushings 13 with a given radial interference. The diameter of the inner hole 25 of the conical base 19 of the
Разгрузочная спиральная пружина сжатия 16 с небольшим осевым натягом размещена внутри стяжного элемента 15 и выполнена с большой податливостью - например, ее деформация под действием силы веса G виброизолируемого объекта, приходящейся на виброизолятор, в 5-10 раз и более может превышать суммарную деформацию сжатия упругих втулок 13 и пружины 1 при воздействии на них этой силы. Пружина 16 по круглой резьбе закреплена в опоре 31, выполненной на дне 10. Сверху на пружину 16 также по круглой резьбе навинчена крышка 17, наружный диаметр которой на два хода виброизолятора в радиальном направлении меньше диаметра внутреннего отверстия 32 цилиндра 20 стяжного элемента 15, в котором размещена пружина. Пружина 16 и крышка 17 от отворачивания законтрены вмятиями 33 на стенке опоры 31 и юбке крышки 17.An unloading
Острые кромки упругих втулок 13, цилиндрической стенки 18 корпуса 3, крышки 14, конического фланца 21 стяжного элемента 15, а также места соединения стенки 18 корпуса 3 с его основанием 19 и конического фланца 21 с стяжным элементом 15 скруглены радиусами.The sharp edges of the elastic bushings 13, the cylindrical wall 18 of the
На дне 10 с радиальным натягом по опоре 31 разгрузочной пружины 16 закреплена противоударная подушка 34, изготовленная из материала MP с плотностью, большей плотности материала упругих втулок 13, и размер зазора 35 между торцом круглой гайки 28 и противоударной подушкой 34 меньше хода в осевом направлении каждой из пружин 1 и 16.At the bottom 10 with a radial interference fit on the support 31 of the unloading
В лапки 36 виброизолируемого объекта 37 (см. фиг.3), которыми он ставится на виброизоляторы, на заданную длину ввинчены пальцы 38, законтренные контровочной гайкой 39, которые при установке объекта 37 на виброизоляторы входят в центральные отверстия 23 опорных площадок 22 фланцев 21 стяжных элементов 15 и отжимают крышки 17 и разгрузочные пружины 16 так, что лапки 36 прижимаются к опорной площадке 22 фланца 21 стяжного элемента 15. Виброизолируемый объект 37 в этом положении закрепляется винтами 40. Под каждую головку винтов 40 установлены упругая шайба 41 и контровочная шайба 42 с отгибными усами. Длина пальца 38 и его резьбовой части подобраны такими, что подбором длины ввинчивания пальца можно установить, чтобы разгрузочная пружина 16 каждого виброизолятора воспринимала всю силу веса объекта 37, приходящуюся на этот виброизолятор, либо только заданную ее долю. Виброизолятор винтами 43, под головки которых также установлены упругие шайбы 44 и контровочные шайбы 45, закреплен на основании 46.In the
Контровочные шайбы 42 и 45 в зависимости от условий эксплуатации виброизоляторов могут не устанавливаться.
Кроме того, предлагается виброизолятор ВНБГР (см. фиг.4), отличающийся тем, что у центральных отверстий верхней 47 и нижней 48 упругих втулок на выходе к коническому основанию 19 корпуса 3 выполнена коническая часть 49 с большим диаметром конуса, немного большим диаметра центрального отверстия 25 в коническом основании 19. На верхней наружной поверхности 50 верхней втулки 47 выполнена коническая часть 51 с меньшим диаметром конуса, немного меньшим наружного диаметра конического фланца 21 стяжного элемента 15, а у нижней упругой втулки 48 на ее нижней наружной поверхности 52 выполнена коническая часть 53 с меньшим диаметром конуса, немного меньшим наружного диаметра конической крышки 14, и высота этих конических частей приблизительно равна сумме допустимой рабочей деформации и величины осевого натяга каждой из упругих втулок.In addition, a vibration isolator VNBGR is proposed (see Fig. 4), characterized in that the central holes of the upper 47 and lower 48 elastic bushings at the outlet to the conical base 19 of the
Сборку предлагаемого виброизолятора производят следующим образом.The assembly of the proposed vibration isolator is as follows.
В корпус 3 (см. фиг.1) устанавливают упругие втулки 13. Для установки стяжного элемента 15 и создания радиального натяга во втулках 13 используется технологический заборный конус (на фиг. не показано). Меньший диаметр заборного конуса меньше диаметра центрального отверстия втулки 13 в свободном состоянии, а больший равен или немного больше диаметра гладкой части цилиндра 20 стяжного элемента 15. С заданным радиальным натягом вставляют стяжной элемент 15 (с заборным конусом) в центральные отверстия упругих втулок 13 до упора фланцем 21 в упругую втулку 13 и убирают технологический заборный конус. Последовательно одевают на стяжной элемент 15 крышку 14, одну, две или более упругие шайбы 29 и контровочную шайбу 30, навинчивают круглую гайку 28, затягивают ее пока не будет создан заданный осевой натяг в упругих втулках 13, который контролируют по размеру между наружным торцом круглой гайки 28 и плоской опорной площадкой 22 фланца 21. Затем контрят круглую гайку 28. Пружину 16 ввинчивают в опору 31 дна 10 и на нее навинчивают крышку 17. Пружину 16 и крышку 17 контрят вмятиями 33 стенки опоры 31 и юбки крышки 17. Закрепляют пружину сжатия 1 на дне 10 с помощью полуколец крышки 11 и винтов 12, которые от отворачивания контрят краской таким образом, чтобы краска не мешала точной установке виброизолятора на рабочем месте. Устанавливают корпус 3 с собранными в нем деталями крышку 17 и пружину 1 и закрепляют его на пружине 1 с помощью полуколец крышки 6, болтов 7, упругих шайб 8 и гаек 9. При этом крышка 17 пружиной 16 будет с небольшой силой прижата к дну пустотелого цилиндра 22 стяжного элемента 15.Elastic bushings 13 are installed in the housing 3 (see FIG. 1). A technological intake cone (not shown) is used in the bushings 13 to install the
На рабочем месте виброизоляторы ВНБГР (см. фиг.3) крепят к основанию 46 винтами 43 с помощью упругих шайб 44 и контровочных шайб 45. В лапки 36 виброизолируемого объекта 37 на заданную длину ввинчивают пальцы 38 и контрят их гайками 39. Устанавливают объект 37 на виброизоляторы, при этом лапки 36 установятся на опорные площадки 22 виброизоляторов. Закрепляют объект 37 на виброизоляторах винтами 40, упругими шайбами 41 и контровочными шайбами 42.At the workplace, VNBGR vibration isolators (see Fig. 3) are attached to the base 46 with
При любой загрузке виброизолятора ВНБГР его упругие втулки работают в режиме двустороннего упругогистерезисного упора - либо одна втулка нагружается другая разгружается, либо одна половина каждой втулки нагружается, а другая ее половина разгружается. При полной разгрузке упругих втулок от действия постоянной силы G - веса виброизолируемого объекта, действующего на виброизолятор, его упругие втулки при действии на него периодической динамической нагрузки загружаются по процессам поля упругогистерезисных петель, изображенным на фиг.5 утолщенной сплошной линией. Параметры предлагаемых виброизоляторов ВНБГР подбираются таким образом, что при действии динамических нагрузок, меньших или равных допустимым, «рабочие» петли 54 (см. фиг.5) были без «хвостов» 55 или при необходимости с небольшими «хвостами». При ударной нагрузке допускается загружение виброизолятора по процессу с «хвостом».With any loading of the VNBGR vibration isolator, its elastic bushings operate in the bilateral elastic hysteresis stop mode - either one bush is loaded, the other is unloaded, or one half of each sleeve is loaded, and the other half is unloaded. When the elastic bushings are completely unloaded from the action of a constant force G - the weight of the vibroinsulated object acting on the vibration isolator, its elastic bushings under the action of periodic dynamic load on it are loaded according to the processes of the field of elastic-hysteresis loops shown in Fig. 5 by a thickened solid line. The parameters of the proposed VNBGR vibration isolators are selected in such a way that under the action of dynamic loads less than or equal to the permissible, the “working” loops 54 (see FIG. 5) were without “tails” 55 or, if necessary, with small “tails”. During shock loading, the vibration isolator can be loaded according to the “tail” process.
Центр поля «рабочих» петель лежит в точке O(0,0) - ненагруженном состоянии упругих втулок 13 и пружины 1. В этом случае у предлагаемых виброизоляторов ВНБГР будут лучшие из возможных УФХ и, следовательно, диапазон рабочих настроек виброизолятора будет более широким, резонансные частоты системы «виброизолируемый объект - виброизоляторы» будут ниже и ниже будут динамические перегрузки, действующие на объект, как на резонансах, так и в зарезонансных рабочих областях. Следовательно, большим будет ресурс работы виброизоляторов.The center of the field of "working" loops lies at the point O (0,0) - the unloaded state of the elastic bushings 13 and spring 1. In this case, the proposed VNBGR vibration isolators will have the best possible UVC and, therefore, the operating range of the vibration isolator will be wider, resonant the frequencies of the system “vibration-isolating object - vibration isolators” will be lower and lower there will be dynamic overloads acting on the object, both at resonances and in resonant work areas. Consequently, the life of the vibration isolators will be large.
При небольших сдвиговых радиальных смещениях пружины 16, при которых не происходит взаимное проскальзывание пальца 38 относительно крышки 17, сдвиговая жесткость разгрузочной пружины 16 полностью включается в сдвиговую жесткость виброизолятора, а при сдвиговых смещениях, при которых происходит взаимное проскальзывание этих элементов приближенно можно принять, что в сдвиговую жесткость виброизолятора включается среднециклическая жесткость петли гистерезиса, по которой загружаются эти элементы при сдвиговой деформации виброизолятора, а эта жесткость меньше сдвиговой жесткости пружины 16 в радиальных направлениях.With small shear radial displacements of the
Предлагаемые виброизоляторы ВНБГР работают при всех видах динамической нагрузки, действующей по всем шести степеням свободы. Они обладают демпфированием в 2,5-3 раза большим и допускают удельную динамическую нагрузку (в пересчете на единичный объем упругогистерезисного элемента), раз в пять большую, чем у виброизоляторов с резиновыми упругогистерезисными элементами. При большой грузоподъемности их габариты будут существенно меньше габаритов виброизоляторов такой же грузоподъемности с резиновыми упругогистерезисными элементами. Они расчетны и могут эксплуатироваться в агрессивной среде, в условиях радиации, вакуума и повышенной температуры. Их преимущества по сравнению с прототипом описаны выше.The proposed vibration isolators VNBGR operate with all types of dynamic load acting on all six degrees of freedom. They have a damping of 2.5-3 times greater and allow a specific dynamic load (in terms of a unit volume of an elastic hysteresis element), five times greater than that of vibration isolators with rubber elastic hysteresis elements. With a large carrying capacity, their dimensions will be significantly smaller than the dimensions of vibration isolators of the same carrying capacity with rubber elastic hysteresis elements. They are designed and can be operated in an aggressive environment, in conditions of radiation, vacuum and elevated temperature. Their advantages compared to the prototype described above.
Кроме того, в большинстве практических случаев на виброизоляторы будут действовать различные по величине составляющие веса объекта и на рабочем месте ввинчиванием пальца 38 на различную длину в лапки 36 упругие втулки 13 и пружину 1 виброизоляторов ВНБГР можно будет полностью разгрузить от действия этих составляющих.In addition, in most practical cases, various components of the object’s weight will act on the vibration isolators and, at the workplace, screwing the
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012123484/11A RU2506473C1 (en) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | Unloaded low-frequency vibration isolator of large carrying capacity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012123484/11A RU2506473C1 (en) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | Unloaded low-frequency vibration isolator of large carrying capacity |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012123484A RU2012123484A (en) | 2013-12-20 |
| RU2506473C1 true RU2506473C1 (en) | 2014-02-10 |
Family
ID=49784369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012123484/11A RU2506473C1 (en) | 2012-06-06 | 2012-06-06 | Unloaded low-frequency vibration isolator of large carrying capacity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2506473C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550646C1 (en) * | 2014-07-02 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Vibration isolator |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19626754A1 (en) * | 1996-07-03 | 1998-01-08 | Alfred Ernst Buck | Spring element with knitted body |
| RU95048U1 (en) * | 2010-01-11 | 2010-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | VIBRATION INSULATOR |
| US20100327502A1 (en) * | 2008-02-21 | 2010-12-30 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Vibration-Damping Support Device |
-
2012
- 2012-06-06 RU RU2012123484/11A patent/RU2506473C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19626754A1 (en) * | 1996-07-03 | 1998-01-08 | Alfred Ernst Buck | Spring element with knitted body |
| US20100327502A1 (en) * | 2008-02-21 | 2010-12-30 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Vibration-Damping Support Device |
| RU95048U1 (en) * | 2010-01-11 | 2010-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | VIBRATION INSULATOR |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Котов А.С. Разработка методик расчета упругодемпфирующих характеристик виброизоляторов из материала МР: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Самара, 2007. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550646C1 (en) * | 2014-07-02 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Vibration isolator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012123484A (en) | 2013-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU95048U1 (en) | VIBRATION INSULATOR | |
| US3756551A (en) | Anti-vibration support | |
| KR101347891B1 (en) | Switchgear panel earthquake-proof equipment | |
| KR101802323B1 (en) | Bearing | |
| US4521004A (en) | Vibration-isolating mounting with load-directing chamfer | |
| RU2496034C2 (en) | Cassette low-frequency vibration isolator of high load capacity (clvihl) | |
| RU2506473C1 (en) | Unloaded low-frequency vibration isolator of large carrying capacity | |
| RU2540359C2 (en) | Improved vibration isolator with large lifting capacity (vbgu) and method of its assemblage | |
| RU2506475C2 (en) | Unloaded vibration isolator of large carrying capacity | |
| RU2554016C1 (en) | Package of kochetov's ring springs | |
| RU2538854C1 (en) | Vibration isolator | |
| RU2506474C2 (en) | Vibration isolator of large carrying capacity | |
| RU2324086C1 (en) | Vibration-isolating device | |
| RU2341704C1 (en) | Antivibration device | |
| RU2653971C1 (en) | Rubber vibration platform | |
| RU2657131C1 (en) | Vibration isolator with belleville springs | |
| RU2635438C1 (en) | Kochetov's spring vibration isolator with damper | |
| JP6905458B2 (en) | Upper mount for active damper | |
| RU2185545C2 (en) | All-metal vibration isolator | |
| RU172384U1 (en) | VIBRATION INSULATOR | |
| RU172490U1 (en) | VIBRATION INSULATOR | |
| RU2042868C1 (en) | Vibration insulation support for internal combustion engine | |
| RU2582635C1 (en) | Kochetov package of ring springs | |
| RU2462629C1 (en) | Shock absorber | |
| RU2019141421A (en) | RUBBER-METAL VIBRATION ISOLATOR FOR INSTALLATION OF TECHNOLOGICAL EQUIPMENT |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160607 |