RU2577747C1

RU2577747C1 - Spring vibration isolator with dry friction

Info

Publication number: RU2577747C1
Application number: RU2015106041/11A
Authority: RU
Inventors: Татьяна Дмитриевна Ходакова
Original assignee: Татьяна Дмитриевна Ходакова
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-03-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: vibration isolator includes an elastic element, a housing and a dry friction damper. Housing is made in the form of a hollow vertical post interacting with a T-shaped platform. Dry friction damper is made in the shape of a bushing the inner surface of which via spring-loaded friction elements interacts with the outer surface of the post. Fixed of the external surface of the bushing is a spring supported by the post base. Between interacting surfaces of the bushing and post there is located a limiting buffer element. Elastic element is made in the shape of a spring with a built-in damper. Spring is a screw cylindrical one and consists of two parts with on-coming ends. First spring part is fitted with turns of rectangular section and rounded edges and the second part is hollow. On-coming end of the first part is located in the cavity of the second part. Gaps of the segment profile of contacting spring parts are filled by antifriction grease. Sealing gasket is mounted at the end of the second spring part to prevent grease leakage. First part of the screw spring is embraced by a tube of damping material, for example, polyurethane.

EFFECT: improved efficiency in the resonant mode of vibration isolation.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков.The invention relates to mechanical engineering and can be used for vibration isolation of technological equipment, including looms.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пружинный виброизолятор по патенту РФ №2282075, F16F 15/06, (прототип), содержащий упругий элемент, корпус и демпфер сухого трения, корпус выполнен в виде полой вертикальной стойки, взаимодействующей с Т-образной платформой, упруго связанной с демпфером сухого трения, выполненного в виде втулки, внутренняя поверхность которой через подпружиненные фрикционные элементы взаимодействует с внешней поверхностью стойки, а на ее внешней поверхности закреплена пружина, опирающаяся на основание стойки, причем между взаимодействующими поверхностями втулки и стойки размещен буферный ограничительный элемент, жесткость которого в пять раз выше жесткости пружины.The closest technical solution to the claimed object is a spring vibration isolator according to RF patent No. 2282075, F16F 15/06, (prototype), containing an elastic element, a housing and a dry friction damper, the housing is made in the form of a hollow vertical strut interacting with a T-shaped platform, elastically connected with a dry friction damper made in the form of a sleeve, the inner surface of which interacts with the external surface of the rack through spring-loaded friction elements, and a spring supported on its external surface is supported stand base, wherein between the cooperating surfaces of the sleeve and the rack placed buffered restriction member, the rigidity of which is five times higher spring rate.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.A disadvantage of the known device is the lack of efficiency at resonance due to the absence of vibration damping.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.The technical result is an increase in the efficiency of vibration isolation in a resonant mode.

Это достигается тем, что в пружинном виброизоляторе с сухим трением, содержащем упругий элемент, корпус и демпфер сухого трения, корпус выполнен в виде полой вертикальной стойки, взаимодействующей с Т-образной платформой, упруго связанной с демпфером сухого трения, выполненного в виде втулки, внутренняя поверхность которой через подпружиненные фрикционные элементы взаимодействует с внешней поверхностью стойки, а на ее внешней поверхности закреплена пружина, опирающаяся на основание стойки, причем между взаимодействующими поверхностями втулки и стойки размещен буферный ограничительный элемент, жесткость которого в пять раз выше жесткости пружины, упругий элемент выполнен в виде пружины со встроенным демпфером, содержащей цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана.This is achieved by the fact that in a dry friction spring-loaded vibration isolator containing an elastic element, a housing and a dry friction damper, the housing is made in the form of a hollow vertical strut interacting with a T-shaped platform elastically connected with a dry friction damper made in the form of a sleeve, the surface of which, through spring-loaded friction elements, interacts with the outer surface of the rack, and a spring is fixed on its outer surface, resting on the base of the rack, and between the interacting surfaces and bushings and racks there is a buffer limiting element, the rigidity of which is five times higher than the spring stiffness, the elastic element is made in the form of a spring with a built-in damper containing a cylindrical helical spring, consisting of two parts with opposite ends, one part of which has rectangular cross-sections and the other part of the spring is hollow, while the counter-directed end of the first part is placed in the cavity of the second, the gaps of the segment profile of the contacting parts of the spring are filled with antifriction grease, while at the end of the second part of the spring a sealing collar is installed to prevent leakage of lubricant, and the first part of the coil spring, made with coils of rectangular cross section with rounded edges, covers a tube made of a damping material, such as polyurethane.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемого виброизолятора, на фиг. 2 - пружина со встроенным демпфером.In FIG. 1 shows a frontal section of the proposed vibration isolator, in FIG. 2 - spring with integrated damper.

Пружинный виброизолятор с сухим трением содержит упругий элемент 5, выполненный в виде пружины, корпус 1 и демпфер сухого трения 4. Корпус 1 выполнен в виде полой вертикальной стойки с полостью 10, взаимодействующей с Т-образной платформой 2, упруго связанной посредством упругих элементов 3 с демпфером сухого трения, выполненного в виде втулки 4, внутренняя поверхность которой через подпружиненные пружинами 7 фрикционные элементы 9 взаимодействует с внешней поверхностью стойки 1, а винты 8 служат для регулировки сил трения.The dry vibration friction spring insulator comprises an elastic element 5 made in the form of a spring, a housing 1 and a dry friction damper 4. The housing 1 is made in the form of a hollow vertical strut with a cavity 10 interacting with a T-shaped platform 2, elastically connected by elastic elements 3 sec a dry friction damper made in the form of a sleeve 4, the inner surface of which, through the spring-loaded springs 7, the friction elements 9 interact with the outer surface of the rack 1, and the screws 8 are used to adjust the friction forces.

На внешней поверхности втулки 4 закреплена пружина 5, опирающаяся на основание 1 стойки, причем между взаимодействующими поверхностями втулки 4 и стойки 1 размещен буферный ограничительный элемент 6, жесткость которого в пять раз выше жесткости пружины.On the outer surface of the sleeve 4, a spring 5 is fixed, resting on the base 1 of the rack, and between the interacting surfaces of the sleeve 4 and the rack 1 there is a buffer limiting element 6, the rigidity of which is five times higher than the spring.

Пружина 5 выполнена со встроенным демпфером (фиг. 2) и содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 13 и 14 со встречно направленными концами 16 и 15 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 11 и 12 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.The spring 5 is made with a built-in damper (Fig. 2) and contains a coil spring, consisting of two parts 13 and 14 with opposite ends 16 and 15 of the corresponding turns of these springs. On the support coils of the spring, support rings 11 and 12 are made for strong and reliable fixation of the ends of the springs during their operation.

Первая часть винтовой пружины 13 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 14 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 16 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 15, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 12, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).The first part of the coil spring 13 is made with coils of rectangular (or square) section with rounded edges, and the second part 14 of the spring is hollow, for example of circular cross section, while the counter-directed end 16 of the first part of the spring is placed in the cavity of the counter-directed second part of the spring with the end 15 while its second end, mounted on the support ring 12, is sealed, for example, using a screw plug (not shown).

В полости второй части 14 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон относительно прямоугольного сечения первой части 13 пружины зазоры 17 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 13 и 14 пружины.In the cavity of the second spring part 14, made of a hollow circular cross section, formed on four sides relative to the rectangular section of the first spring part 13, the gaps 17 of the segment profile in a section perpendicular to the axis of the contacting parts 13 and 14 of the spring.

Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 15 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (на чертеже не показана) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».For better adjustment of the spring stiffness (without scuffing, jamming or jamming), the gaps 17 of the segment profile of the contacting parts 13 and 14 of the spring are filled with antifriction grease, for example, viscous "solid oil" type, and a sealing lip is installed at the end 15 of the second spring part (not shown in the drawing ) to prevent leakage (loss) of lubricant. This design is a kind of viscous friction damper with an extended throttle element in the form of gaps 17 of the segment profile of the contacting parts 13 and 14 of the spring, which in this case will be analogs of the piston-cylinder system, respectively.

Первую часть 13 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 18 из демпфирующего материала, например полиуретана, которая создает в системе виброзащиты трение, величина которого повышается при подходе системы к резонансному режиму, что и является аналогом демпфера «сухого трения».The first part 13 of a coil spring, made with coils of rectangular (or square) section with rounded edges, is covered by a tube 18 of damping material, for example polyurethane, which creates friction in the vibration protection system, the value of which increases when the system approaches the resonant mode, which is analogous to dry friction damper.

Пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.A spring with a built-in damper works as follows.

Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 11 и 12 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.The spring stiffness is adjusted by shortening or lengthening the spring height. When the support rings 11 and 12 rotate, the spring coils move relative to each other in mutually opposite directions relative to the longitudinal axis of the spring, i.e. screwed in or out. In the first case (when screwing in), the stiffness of the spring increases, and in the second case (when unscrewing) it decreases, which makes it easier to adjust the stiffness of the spring.

Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х, Y, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе и при различных условиях работы.Thus, due to its selective properties, the spring provides effective spatial vibration isolation of equipment in all six directions of vibration (along three axes X, Y, Z and rotary vibrations around these axes) with vibration damping at resonance and under various operating conditions.

Виброизолятор работает следующим образом.Vibration isolator works as follows.

При колебаниях виброизолируемого объекта на платформе 2 пружина 5 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Демпфирование колебаний осуществляется за счет трения фрикционных элементов 9 о внутреннюю поверхность стойки 1. За счет такой схемы выполнения подвеса обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям x, y, z и поворотным колебаниям вокруг этих осей).With vibrations of the vibration-insulated object on the platform 2, the spring 5 perceives vertical loads, thereby weakening the dynamic effect on the floors of buildings. The vibration damping is carried out due to the friction of the friction elements 9 on the inner surface of the strut 1. Due to this suspension design, additional spatial vibration isolation of the equipment is provided in all six directions of vibration (along the three coordinate axes x, y, z and rotational vibrations around these axes).

Предложенная конструкция виброизолятора является эффективной, а также отличается простотой при монтаже и эксплуатации.The proposed design of the vibration isolator is effective, and is also easy to install and operate.

Claims

A dry friction spring-loaded vibration isolator containing an elastic element, a housing and a dry friction damper, the housing is made in the form of a hollow vertical strut interacting with a T-shaped platform, elastically connected with a dry friction damper made in the form of a sleeve, the inner surface of which is through spring-loaded friction elements interacts with the outer surface of the rack, and on its outer surface is fixed a spring resting on the base of the rack, and between the interacting surfaces of the sleeve and rack placed b truss restrictive element, the stiffness of which is five times higher than the spring stiffness, characterized in that the elastic element is made in the form of a spring with a built-in damper containing a cylindrical helical spring, consisting of two parts with opposite ends, one part of which has turns of rectangular cross section, and the other part of the spring is hollow, while the counter-directed end of the first part is placed in the cavity of the second, the gaps of the segment profile of the contacting parts of the spring are filled with antifriction lubricant soft, while at the end of the second part of the spring a sealing collar is installed to prevent lubricant leakage, and the first part of the coil spring, made with coils of rectangular cross section with rounded edges, covers a tube made of a damping material, such as polyurethane.