RU2584792C1

RU2584792C1 - Vibration isolator

Info

Publication number: RU2584792C1
Application number: RU2015106027/11A
Authority: RU
Inventors: Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-05-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: vibration isolator consists of plate springs, connected in series along inner and outer diameter by means of rings T-shaped profile. Resilient conical surface of disc-shaped elastic elements there are two through grooves forming two truncated conical surfaces connected by two ribs directed along generating lines of conical surface. In cavity inside unit of disc-shaped elastic elements there is spring with built-in damper. Spring is made screw cylindrical and consists of two parts with on-coming ends. First spring part is fitted with turns of rectangular section and rounded edges and second part is made hollow. On-coming end of first part is located in cavity of second part. Gaps of segment profile of contacting spring parts are filled with antifriction grease. Sealing gasket is mounted at end of second spring part to prevent grease leakage. First part of 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, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, станков, приборов.The invention relates to mechanical engineering, instrumentation and can be used for vibration isolation of technological equipment, machine tools, devices.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является упругий элемент по патенту РФ №2285838, F16F 7/00, (прототип), содержащий упругие плоские элементы, выполненные в виде пакета последовательно соединенных блоков тарельчатых упругих элементов в виде двух соосно расположенных тарельчатых пружин, верхней и нижней, соединенных по внутреннему и внешнему диаметру с помощью соосно расположенных колец Т-образного профиля, на упругой конической поверхности тарельчатых упругих элементов выполнено, в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, два сквозных паза с образованием двух усеченных конических поверхностей, связанных двумя ребрами, направленными по образующим коническую поверхность линиям, или, по крайней мере, три сквозных паза с образованием двух усеченных конических поверхностей, связанных по крайней мере тремя ребрами, направленными по образующим коническую поверхность линиям. Недостатком известного устройства является сложность упругого элемента и недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.The closest technical solution to the claimed object is an elastic element according to the patent of Russian Federation No. 2285838, F16F 7/00, (prototype) containing elastic flat elements made in the form of a package of series-connected blocks of disk elastic elements in the form of two coaxially located disk springs, the upper and lower, connected on the inner and outer diameter using coaxially arranged rings of the T-shaped profile, on the elastic conical surface of the disk-shaped elastic elements is made, in a plane parallel to the base m of a truncated cone, two through grooves with the formation of two truncated conical surfaces connected by two ribs directed along the lines forming the conical surface, or at least three through grooves with the formation of two truncated conical surfaces connected by at least three ribs directed along forming a conical surface of the lines. A disadvantage of the known device is the complexity of the elastic element and the lack of efficiency at the resonance due to the lack of 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, содержащем упругие элементы, выполненные в виде пакета последовательно соединенных блоков тарельчатых упругих элементов в виде двух соосно расположенных тарельчатых пружин, верхней и нижней, соединенных по внутреннему и внешнему диаметру с помощью соосно расположенных колец Т-образного профиля, на упругой конической поверхности тарельчатых упругих элементов выполнено, в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, два сквозных паза с образованием двух усеченных конических поверхностей, связанных двумя ребрами, направленными по образующим коническую поверхность линиям, в полости, образованной опорной втулкой для установки виброизолируемого объекта и упорной втулкой, внутри блока тарельчатых упругих элементов, размещен дополнительный упругий элемент, выполненный в виде пружины со встроенным демпфером, который содержит 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, а 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 the vibration isolator containing elastic elements made in the form of a package of consecutively connected blocks of Belleville elastic elements in the form of two coaxially located Belleville springs, upper and lower, connected by an inner and outer diameter using coaxially arranged T-shaped rings, on the elastic conical surface of the plate-shaped elastic elements, two through grooves are formed in a plane parallel to the bases of the truncated cone with the formation of two truncated conical surfaces an additional elastic element made in the form of a spring with a built-in damper, which contains a cylindrical screw, is connected by two edges connected by two ribs directed along the lines forming a conical surface in the cavity formed by the support sleeve for installing the vibration-insulated object and the resistant sleeve, inside the disk-shaped elastic element block a 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, when the opposite direction of the end of the first part is placed in the cavity of the second, and 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 there is a sealing sleeve to prevent leakage of lubricant, and the first part of the coil spring, made with round turns with rounded rectangular cross-section edges, covers a tube of damping material, such as polyurethane.

На фиг. 1 представлен общий вид виброизолятора, на фиг. 2 представлен упругий элемент тарельчатого типа, продольный разрез, на фиг. 3 - вид сверху на фиг. 2, на фиг. 4 - пружина со встроенным демпфером.In FIG. 1 shows a general view of the vibration isolator; FIG. 2 shows a plate-shaped elastic element, a longitudinal section, in FIG. 3 is a plan view of FIG. 2, in FIG. 4 - spring with integrated damper.

Виброизолятор содержит опорную втулку 1 для установки виброизолируемого объекта 3, упорную втулку 2 для размещения его на основании и блок тарельчатых упругих элементов, выполненных в виде двух соосно расположенных тарельчатых пружин, верхней 4 и нижней 5, соединенных по внутреннему и внешнему диаметру с помощью соосно расположенных колец Т-образного профиля 6 и 7 (фиг. 1).The vibration isolator contains a support sleeve 1 for installing a vibration-insulated object 3, a support sleeve 2 for placing it on the base and a block of disk elastic elements made in the form of two coaxially located disk springs, the upper 4 and lower 5, connected by an inner and outer diameter using coaxially located rings of the T-shaped profile 6 and 7 (Fig. 1).

Упругий элемент тарельчатого типа содержит тарельчатую упругую поверхность в виде усеченного конуса 8. На ней выполнено, в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, два сквозных паза 9 и 10 (фиг. 2 и 3) с образованием двух усеченных конических поверхностей 11 и 12, связанных двумя ребрами 13 и 14, направленными по образующим коническую поверхность линиям. Отверстие 15 предусмотрено для размещения опорной втулки 1.The plate-type elastic element contains a plate-shaped elastic surface in the form of a truncated cone 8. On it is made, in a plane parallel to the bases of the truncated cone, two through grooves 9 and 10 (Fig. 2 and 3) with the formation of two truncated conical surfaces 11 and 12 connected two ribs 13 and 14 directed along the lines forming the conical surface. A hole 15 is provided for accommodating the support sleeve 1.

В полости, образованной опорной втулкой 1 для установки виброизолируемого объекта 3 и упорной втулкой 2, внутри блока тарельчатых упругих элементов, размещен дополнительный упругий элемент 16, выполненный в виде пружины со встроенным демпфером (фиг. 4), который содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 19 и 20 со встречно направленными концами 22 и 21 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 17 и 18 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.In the cavity formed by the support sleeve 1 for installing the vibration-insulated object 3 and the resistant sleeve 2, an additional elastic element 16 is arranged inside the disk-shaped elastic element block 16, made in the form of a spring with a built-in damper (Fig. 4), which contains a coil spring, consisting of two parts 19 and 20 with opposite ends 22 and 21 of the corresponding turns of these springs. On the supporting coils of the spring, support rings 17 and 18 are made for strong and reliable fixation of the ends of the springs during their operation.

Первая часть винтовой пружины 19 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 20 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 22 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 21, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 18, загерметизирован, например при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).The first part of the coil spring 19 is made with coils of rectangular (or square) section with rounded edges, and the second part 20 of the spring is hollow, for example of circular cross section, while the counter-directed end 22 of the first part of the spring is placed in the cavity of the counter-directed second spring part with end 21 while its second end, mounted on the support ring 18, is sealed, for example with a screw plug (not shown).

В полости второй части 20 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 19 пружины, зазоры 23 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 19 и 20 пружины.In the cavity of the second spring part 20, made of a hollow circular cross section, formed on four sides, relative to the rectangular cross section of the first spring part 19, the gaps 23 of the segment profile in a section perpendicular to the axis of the contacting parts 19 and 20 of the spring.

Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 23 сегментного профиля контактирующих частей 19 и 20 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 21 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 23 сегментного профиля контактирующих частей 19 и 20 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 23 of the segment profile of the contacting parts 19 and 20 of the spring are filled with antifriction grease, for example, viscous "solid oil" type, and a sealing lip is installed on the end 21 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 23 of the segment profile of the contacting parts 19 and 20 of the spring, which in this case will be analogs of the corresponding piston-cylinder system.

Первую часть 19 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 24 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 19 of the coil spring, made with coils of rectangular (or square) section with rounded edges, is covered by a tube 24 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 17 и 18 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 17 and 18 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 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 3, установленного посредством опорной втулки 1, входящей в отверстие 14, обеспечивается его пространственная виброзащита и защита от ударов.With vibrations of the vibration-insulated object 3, installed by means of the support sleeve 1, which enters the hole 14, its spatial vibration protection and shock protection are provided.

Claims

A vibration isolator containing elastic elements made in the form of a packet of series-connected blocks of disk-shaped elastic elements in the form of two coaxially located disk springs, upper and lower, connected by an inner and outer diameter using coaxially arranged T-shaped rings, on the elastic conical surface of the disk-shaped elastic elements made in a plane parallel to the bases of the truncated cone, two through grooves with the formation of two truncated conical surfaces connected by two ribs and directed along the lines forming the conical surface, characterized in that in the cavity formed by the support sleeve for installing the vibration-insulated object and the support sleeve, an additional elastic element is placed inside the disk-shaped elastic element block, made in the form of a spring with a built-in damper that contains a cylindrical screw a 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 entire the pointed end of the first part is placed in the cavity of the second, and 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 round turns with rounded edges , covers a tube of damping material, such as polyurethane.