RU2578402C1

RU2578402C1 - Vibration isolator with dry friction damper

Info

Publication number: RU2578402C1
Application number: RU2015106042/11A
Authority: RU
Inventors: Татьяна Дмитриевна Ходакова
Original assignee: Татьяна Дмитриевна Ходакова
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-03-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building. Vibration isolator contains spring with built-in damper body and dry friction damper. Body is made in form of upper and lower hollow T-shaped sleeves, fixing spring by their end surface. Dry friction damper is designed as a sleeve of friction material disposed between upper outer surface liner and the inner surface of lower sleeve, which is arranged and presses elastic sleeve to outer surface of upper sleeve. 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 helical spring encloses tube from damping material, for example polyurethane.

EFFECT: higher efficiency of vibration isolation in resonance mode.

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 №2282076, F16F 15/06 (прототип), содержащий упругий элемент, корпус и демпфер сухого трения, корпус выполнен в виде двух оппозитно расположенных относительно торцев цилиндрической винтовой пружины верхней и нижней полых гильз Т-образной формы, фиксирующих пружину своей торцевой поверхностью, а демпфер сухого трения выполнен в виде втулки из фрикционного материала, расположенной между внешней поверхностью верхней гильзы и внутренней поверхностью нижней гильзы, которая выполнена упругой и с требуемым усилием прижимает втулку из фрикционного материала к внешней поверхности верхней гильзы.The closest technical solution to the claimed object is a spring vibration isolator according to the patent of the Russian Federation No. 2282076, F16F 15/06 (prototype), containing an elastic element, a housing and a dry friction damper, the housing is made in the form of two opposite opposite ends of the coil spring of the upper and lower hollow T-shaped sleeves, fixing the spring with their end surface, and the dry friction damper is made in the form of a sleeve of friction material located between the outer surface of the upper sleeve and the inner rhnostyu bottom sleeve, which is made of elastic and with the required force presses the sleeve of the friction material to the outer surface of the upper sleeve.

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 виброизоляторе с сухим трением, содержащем упругий элемент, корпус и демпфер сухого трения, корпус выполнен в виде двух оппозитно расположенных относительно торцев цилиндрической винтовой пружины верхней и нижней полых гильз Т-образной формы, фиксирующих пружину своей торцевой поверхностью, а демпфер сухого трения выполнен в виде втулки из фрикционного материала, расположенной между внешней поверхностью верхней гильзы и внутренней поверхностью нижней гильзы, которая выполнена упругой и с требуемым усилием прижимает втулку из фрикционного материала к внешней поверхности верхней гильзы, а пружина выполнена со встроенным демпфером, содержащая 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 vibration isolator containing an elastic element, a housing and a dry friction damper, the housing is made in the form of two opposite opposite ends of a cylindrical helical spring of an upper and lower hollow sleeve T-shaped, fixing the spring with its end surface, and the dry friction damper is made in the form of a sleeve of friction material located between the outer surface of the upper sleeve and the inner surface of the lower sleeve, which is elastic and with the required force compresses a sleeve of friction material against the outer surface of the upper sleeve, and the spring is made with an integrated 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 opposite direction of the 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, and at the end of the second part of the spring A sealing collar has been introduced to prevent lubricant leakage, and the first part of the coil spring, made with coils of rectangular cross section with rounded edges, is covered by a tube made of a damping material, such as polyurethane.

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

Виброизолятор с демпфером сухого трения содержит упругий элемент 4 в виде пружины, корпус 1 и демпфер сухого трения 5 (фиг. 1). Корпус выполнен в виде двух оппозитно расположенных относительно торцев цилиндрической винтовой пружины 4 верхней 2 и нижней 1 полых гильз Т-образной формы, фиксирующих пружину 4 своей торцевой поверхностью. На торце верхней гильзы 2 закреплена упругая втулка 3 с жесткостью, превосходящей жесткость пружины 4 в десять раз. Демпфер сухого трения выполнен в виде втулки 5 из фрикционного материала, расположенной между внешней поверхностью верхней гильзы 2 и внутренней поверхностью нижней гильзы 1, которая выполнена упругой и с требуемым усилием прижимает втулку 5 из фрикционного материала к внешней поверхности верхней гильзы 2.The vibration isolator with a dry friction damper contains an elastic element 4 in the form of a spring, a housing 1 and a dry friction damper 5 (Fig. 1). The housing is made in the form of two opposite relative to the ends of the coil spring 4 of the upper 2 and lower 1 of the hollow T-shaped sleeves, fixing the spring 4 with its end surface. At the end of the upper sleeve 2 is fixed an elastic sleeve 3 with a stiffness exceeding the stiffness of the spring 4 ten times. The dry friction damper is made in the form of a sleeve 5 of friction material located between the outer surface of the upper sleeve 2 and the inner surface of the lower sleeve 1, which is elastic and presses the sleeve 5 of the friction material against the outer surface of the upper sleeve 2 with the required force.

Пружина 4 выполнена со встроенным демпфером (фиг. 2) и содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 8 и 9 со встречно направленными концами 11 и 10 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 6 и 7 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.The spring 4 is made with a built-in damper (Fig. 2) and contains a coil spring, consisting of two parts 8 and 9 with opposite ends 11 and 10 of the corresponding turns of these springs. On the support coils of the spring support rings 6 and 7 are made for strong and reliable fixation of the ends of the springs during their operation.

Первая часть винтовой пружины 8 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 9 пружины выполнена полой, например, круглого сечения, при этом встречно направленный конец 11 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 10, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 7, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).The first part of the coil spring 8 is made with coils of rectangular (or square) section with rounded edges, and the second part 9 of the spring is hollow, for example, of circular cross section, while the counter-directed end 11 of the first spring part is placed in the cavity of the counter-directed second spring part with the end 10, while its second end, mounted on the support ring 7, is sealed, for example, with a threaded plug (not shown).

В полости второй части 9 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 8 пружины, зазоры 12 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 8 и 9 пружины. Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 12 сегментного профиля контактирующих частей 8 и 9 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 10 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 12 сегментного профиля контактирующих частей 8 и 9 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».In the cavity of the second spring part 9, made of a hollow circular cross section, formed on four sides, relative to the rectangular cross section of the first spring part 8, the gaps 12 of the segment profile in a section perpendicular to the axis of the contacting parts 8 and 9 of the spring. For better adjustment of the spring stiffness (without scuffing, jamming or jamming), the gaps 12 of the segment profile of the contacting parts 8 and 9 of the spring are filled with antifriction grease, for example, viscous "solid oil" type, and a sealing lip is installed at the end 10 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 12 of the segment profile of the contacting parts 8 and 9 of the spring, which in this case will be analogues of the piston-cylinder system, respectively.

Первую часть 8 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 13 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 8 of the coil spring, made with coils of rectangular (or square) section with rounded edges, is covered by a tube 13 of damping material, for example polyurethane, which creates friction in the vibration protection system, the value of which increases when the system approaches the resonance 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 6 и 7 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 6 and 7 rotate, the coil of the spring moves 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 spring stiffness increases, and in the second case (when unscrewing) it decreases, which makes it easier to adjust the spring stiffness.

Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х, Y, Ζ и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе и при различных условиях работы.Thus, the spring, thanks to its selective properties, provides effective spatial vibration isolation of equipment in all six directions of vibration (along the three axes X, Y, Ζ and rotational 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 гильзе 2 пружина 4 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Демпфирование колебаний осуществляется за счет трения фрикционной втулки 5 о внешнюю поверхность гильзы 2. 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 sleeve 2, the spring 4 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 sleeve 5 on the outer surface of the sleeve 2. 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 vibration isolator with a dry friction damper containing an elastic element, a housing and a dry friction damper, the housing is made in the form of two opposite opposite ends of a cylindrical helical spring of the upper and lower hollow T-shaped sleeves, fixing the spring with their end surface, and the dry friction damper is made in in the form of a sleeve of friction material located between the outer surface of the upper sleeve and the inner surface of the lower sleeve, which is made elastic and with the required effort presses the sleeve and h friction material to the outer surface of the upper sleeve, characterized in that the spring is made with a built-in damper and contains a cylindrical helical spring, consisting of two parts with opposite ends, one part of which has coils of rectangular cross section, and the other part of the spring is hollow, this 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 lubricant leakage, and the first part of the coil spring, made with coils of rectangular cross section with rounded edges, is covered by a tube of damping material, such as polyurethane.