RU2534462C1

RU2534462C1 - Vibration isolator by kochetov with sequentially connected resilient damping elements

Info

Publication number: RU2534462C1
Application number: RU2013144168/11A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2014-11-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: vibration isolator comprises a case, a base, a spring, top and bottom spring stroke limiters made of elastomer, and a threaded bush to couple the said spring with the body whose vibrations are to be damped. The said case is rigidly coupled with the base made as a round centre pad. The bottom spring stroke limiter of cylindrical shape rests upon the centre pad. The spring interacts with the top and bottom stroke limiters via the lower thrust barrel and the top cover enclosing the spring, the cover is rigidly connected with the threaded bush. The cover comprises the top spring stroke limiter made as a cylindrical bush enclosing the cover from above. The threaded bush comprises a screw to couple the spring with the body to be isolated in terms of vibration. The body in its upper part is coupled with the cover, on the end surface of which there is a resilient dynamic limiter of the body movement made from elastomer. The cover is provided with a hole for the injection of a ductile lubricant, e.g. solid oil, into the system. Two additional damping elements are set in the axial hole of the bottom spring stroke limiter, one of the elements is made as a cylinder-conic bush and made from polyurethane and the other one is set inside the first element, is of cylindrical shape and made as resilient gauze. A damper made from elastomer is set inside the spring.

EFFECT: higher vibration isolation efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам защиты от вибраций.The invention relates to vibration protection.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является техническое решение по патенту РФ №2451849, кл. F16F 15/02 (прототип), содержащее корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера.The closest technical solution to the claimed object is a technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2451849, class. F16F 15/02 (prototype), comprising a housing, a base, an elastic element, lower and upper limiters of the course of the elastic element made of elastomer.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции за счет недостаточного вязкого демпфирования.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of vibration isolation due to insufficient viscous damping.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции за счет увеличения демпфирования колебаний на низких частотах при сохранении габаритов виброизолятора.The technical result is an increase in the effectiveness of vibration isolation by increasing the damping of vibrations at low frequencies while maintaining the dimensions of the vibration isolator.

Это достигается тем, что в виброизоляторе с последовательно соединенными упруго-демпфирующими элементами, содержащем корпус, основание, упругий элемент, нижний и верхний ограничители хода упругого элемента, выполненные из эластомера, и резьбовую втулку, соединяющую упругий элемент с виброизолируемым объектом, корпус жестко связан с основанием, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упруго-демпфирующий элемент из эластомера с осевым цилиндроконическим отверстием, выполняющий функции нижнего ограничителя хода пружины, ось которой перпендикулярна основанию, при этом пружина взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан и верхнюю, охватывающую пружину крышку, которая жестко соединена с осесимметричной пружине резьбовой втулкой, а на крышке закреплен верхний ограничитель хода пружины, выполненный в виде цилиндрической втулки, охватывающей сверху крышку, при этом верхний ограничитель служит верхним упруго-демпфирующим элементом и выполнен из эластомера, а в резьбовой втулке закреплен винт для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом, при этом корпус в верхней части соединен с крышкой, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону виброизолируемого объекта, закреплен упругий ограничитель динамического хода объекта, выполненный из эластомера, а в крышке, перпендикулярно ее оси, выполнено отверстие для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола, а в осевом цилиндроконическом отверстии нижнего цилиндрического упруго-демпфирующего элемента из эластомера коаксиально между собой и соосно корпусу расположены два дополнительных демпфирующих элемента, один из которых, имеющий форму в виде цилиндроконической втулки, выполнен из полиуретана, а другой, расположенный внутри первого, и имеющий цилиндрическую форму, выполнен упругим сетчатым элементом, а внутри пружины, коаксиально ей, размещен демпфер из эластомера, при этом профиль боковой поверхности эластомера выполнен гиперболическим в виде бруса равного сопротивления, имеющего постоянную жесткость в осевом и поперечном направлениях.This is achieved by the fact that in a vibration isolator with series-connected elastic damping elements comprising a housing, a base, an elastic element, lower and upper limiters of the course of the elastic element made of elastomer, and a threaded sleeve connecting the elastic element with a vibration-insulated object, the housing is rigidly connected with the base, made in the form of a round thrust bearing, on which the lower cylindrical elastomer-damping element of elastomer with an axial cylinder-conical hole, which functions as a lower about the spring travel limiter, the axis of which is perpendicular to the base, while the spring interacts with the upper and lower stroke limiters through the lower support cup and the upper cover that covers the spring, which is rigidly connected to the axisymmetric spring by a threaded sleeve, and the upper spring travel limiter is fixed on the cover, made in the form of a cylindrical sleeve, covering the top of the cover, while the upper limiter serves as the upper elastic-damping element and is made of elastomer, and the screw is fixed in the threaded sleeve nt for connecting an elastic element with a vibration-insulated object, while the case in the upper part is connected to a cover, on the end surface of which, facing the vibration-insulated object, an elastic limiter of the dynamic movement of the object is made of elastomer, and in the cover, perpendicular to its axis, is made hole for injection into the system of a viscous lubricant, for example, solid oil, and in the axial cylindrical conical hole of the lower cylindrical elastic damping element of elastomer coaxially between two additional damping elements, one of which having a shape in the form of a cylindrical conical sleeve, is made of polyurethane, and the other, located inside the first and having a cylindrical shape, is made of an elastic mesh element, and inside the spring, coaxial to it, is located the damper is made of an elastomer, while the profile of the lateral surface of the elastomer is made hyperbolic in the form of a beam of equal resistance having constant stiffness in the axial and transverse directions.

На чертеже изображен фронтальный развез предлагаемого виброизолятора.The drawing shows a frontal distribution of the proposed vibration isolator.

Виброизолятор с последовательно соединенными упруго-демпфирующими элементами содержит корпус 8, жестко связанный с основанием 1, выполненным в виде круглого подпятника, на который опирается нижний цилиндрический упруго-демпфирующий элемент 4 из эластомера с осевым цилиндроконическим отверстием 2, выполняющий функции нижнего ограничителя хода пружины 12. Внутри пружины, коаксиально ей, размещен демпфер из эластомера, причем профиль боковой поверхности эластомера выполнен гиперболическим (на чертеже не показано) в виде бруса равного сопротивления, имеющего постоянную жесткость в осевом и поперечном направлениях, что обеспечивает равночастотность упругого элемента виброизолятора во всех направлениях. Профиль боковой поверхности эластомера может быть выполнен также цилиндрическим или коническим (на чертеже не показано).The vibration isolator with elastic-damping elements connected in series contains a housing 8, rigidly connected to the base 1, made in the form of a round thrust bearing, on which the lower cylindrical elastic-damping element 4 of elastomer with an axial cylinder-conical hole 2, which functions as the lower spring travel limiter 12, rests. Inside the spring, coaxially to it, a damper made of elastomer is placed, and the profile of the lateral surface of the elastomer is made hyperbolic (not shown in the drawing) in the form of a beam of equal resistance otivleniya having constant rigidity in the axial and transverse directions, which ensures equal frequency of the elastic element of the vibration isolator in all directions. The profile of the side surface of the elastomer can also be made cylindrical or conical (not shown in the drawing).

Упругий элемент виброизолятора выполнен из пружины 12, ось которой перпендикулярна основанию 1. Пружина 12 взаимодействует с верхним и нижним ограничителями хода через нижний опорный стакан 13 и верхнюю, охватывающую пружину крышку 9, которая жестко соединена с осесимметричной пружиной 12 резьбовой втулкой 6. На крышке 9 закреплен верхний ограничитель хода пружины 12, выполненный в виде цилиндрической втулки 5, охватывающей сверху крышку 9. Верхний ограничитель служит верхним упруго-демпфирующим элементом и выполнен из эластомера. В резьбовой втулке 6 закреплен винт 7 для соединения упругого элемента с виброизолируемым объектом (на чертеже не показано). Корпус 8 в верхней части соединен с крышкой 10, на торцевой поверхности которой, обращенной в сторону виброизолируемого объекта, закреплен упругий ограничитель 11 динамического хода объекта, выполненный из эластомера. В крышке 10, перпендикулярно ее оси, выполнено отверстие 3 для закачки в систему смазочного вязкого материала, например солидола.The elastic element of the vibration isolator is made of a spring 12, the axis of which is perpendicular to the base 1. The spring 12 interacts with the upper and lower travel stops through the lower support cup 13 and the upper cover covering the spring 9, which is rigidly connected to the axisymmetric spring 12 by the threaded sleeve 6. On the cover 9 the upper limiter of the spring travel 12 is fixed, made in the form of a cylindrical sleeve 5, covering the cover 9 from above. The upper limiter serves as the upper elastic-damping element and is made of elastomer. A screw 7 is fixed in the threaded sleeve 6 for connecting the elastic element with a vibration-insulated object (not shown in the drawing). The housing 8 in the upper part is connected to the cover 10, on the end surface of which, facing the vibration-insulated object, an elastic limiter 11 of the dynamic course of the object is made of elastomer. In the lid 10, perpendicular to its axis, a hole 3 is made for injection into the system of a viscous lubricant, for example, solid oil.

В осевом цилиндроконическом отверстии 2 нижнего цилиндрического упруго-демпфирующего элемента 4 из эластомера коаксиально между собой и соосно корпусу расположены два дополнительных демпфирующих элемента, один из которых, имеющий форму в виде цилиндроконической втулки 14, выполнен из полиуретана, а другой 15, расположенный внутри первого и имеющий цилиндрическую форму, выполнен упругим сетчатым элементом. Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см³…2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.In the axial cylinder-conical hole 2 of the lower cylindrical elastic damping element 4 of elastomer, two additional damping elements are located coaxially with each other and coaxially to the body, one of which, having the shape of a cylinder-conical sleeve 14, is made of polyurethane, and the other 15, located inside the first and having a cylindrical shape, made of an elastic mesh element. The density of the mesh structure of the elastic mesh element is in the optimal range of 1.2 g / cm ³ ... 2.0 g / cm ³ , and the wire material of the elastic mesh elements is steel grade EI-708, and its diameter is in the optimal range of 0, 09 mm ... 0.15 mm.

Виброизолятор с последовательно соединенными упруго-демпфирующими элементами работает следующим образом.Vibration isolator with series-connected elastic damping elements operates as follows.

При приложении статической нагрузки на объект он опускается вниз, сжимая пружину 12, которая воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на основание 1, установленное на межэтажном перекрытии здания или шасси транспортного средства (на чертеже не показано). Нелинейное демпфирование в системе осуществляется за счет наличия нижнего 4 и верхнего 5 ограничителей хода пружины 12, выполненных из эластомера. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного (с зазором) расположения нижнего опорного стакана 13 пружины 12 и верхней, охватывающей пружину крышки 9.When a static load is applied to the object, it falls down, compressing the spring 12, which perceives vertical loads, thereby weakening the dynamic effect on the base 1, installed on the floor of the building or the chassis of the vehicle (not shown). Nonlinear damping in the system is due to the presence of the lower 4 and upper 5 stroke limiters of the spring 12, made of elastomer. Horizontal vibrations are damped due to the unrestricted (with a gap) arrangement of the lower support cup 13 of the spring 12 and the upper one covering the spring of the cover 9.

Два дополнительных демпфирующих элемента 14 и 15, выполненные соответственно из полиуретана, и сетчатой структуры способствуют расширению частотного диапазона гашения колебаний и повышают эффективность виброзащиты.Two additional damping elements 14 and 15, respectively made of polyurethane, and a mesh structure contribute to the expansion of the frequency range of damping oscillations and increase the efficiency of vibration protection.

При приложении динамической нагрузки со стороны объекта, например работающего оборудования, вибрация гасится пружиной 12 и упруго-демпфирующими элементами 4 и 5, жесткость которых рассчитывается на работу сложной системы «перекрытие-упругие элементы-объект» в зарезонансном режиме.When a dynamic load is applied from the side of the object, for example, operating equipment, the vibration is damped by the spring 12 and elastic-damping elements 4 and 5, the rigidity of which is calculated for the operation of the complex system "overlap-elastic elements-object" in the resonance mode.

При колебаниях виброизолируемого объекта демпфер из эластомера воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения эластомера, что дает ему определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости. Выполнение профиля боковых поверхностей эластомера гиперболическим в виде бруса равного сопротивления, имеющего постоянную жесткость в осевом и поперечном направлениях, позволяет обеспечить равнопрочность, равночастотность и экономичность эластомера, например, резины или полиуретана. Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством.During vibrations of a vibroinsulated object, an elastomer damper perceives vertical loads, thereby weakening the dynamic effect. Horizontal vibrations are damped due to the unrestricted location of the elastomer, which gives it a certain degree of freedom of vibrations in the horizontal plane. The profile of the lateral surfaces of the elastomer is hyperbolic in the form of a bar of equal resistance, which has constant stiffness in the axial and transverse directions, ensures equal strength, equal frequency and economy of the elastomer, for example, rubber or polyurethane. The proposed technical solution is an effective vibration protective agent.

Claims

A vibration isolator with elasto-damping elements connected in series, comprising a housing, a base, a spring, lower and upper spring travel stops made of elastomer, and a threaded sleeve connecting the spring to the vibration-insulated object, the housing is rigidly connected to the base, made in the form of a round thrust bearing, on which lower cylindrical elastic damping element made of elastomer with an axial cylindrical-conical hole, which acts as a lower spring travel stopper, the axis of which is perpendicular on the base, while the spring interacts with the upper and lower stroke limiters through the lower support cup and the upper cover covering the spring, which is rigidly connected to the axisymmetric spring by a threaded sleeve, and the upper spring travel limiter is fixed on the cover, made in the form of a cylindrical sleeve covering the top of the cover while the upper limiter serves as the upper elastomeric damping element and is made of elastomer, and a screw is fixed in the threaded sleeve for connecting the spring to a vibroisolated object, In this case, the casing in the upper part is connected to the lid, on the end surface of which, facing the vibration-isolating object, an elastic limiter of the dynamic course of the object is made of elastomer, and a hole is made in the lid perpendicular to its axis for pumping a viscous lubricant into the system, for example, solid oil and in the axial cylindrical-conical hole of the lower cylindrical elastic-damping element made of elastomer, two additional damping coaxial to each other and coaxially to the housing a element, one of which, having the shape of a cylindrical-conical sleeve, is made of polyurethane, and the other, located inside the first and having a cylindrical shape, is made of an elastic mesh element, characterized in that the damper is made of an elastomer coaxially to the inside of the spring, while the side profile the surface of the elastomer is made hyperbolic in the form of a bar of equal resistance having constant rigidity in the axial and transverse directions.