RU2594263C1

RU2594263C1 - Flexible disk-shaped element by kochetov

Info

Publication number: RU2594263C1
Application number: RU2015100844/11A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2015-01-15
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2016-08-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: disk-shaped flexible element comprises a body in which a flexible element is installed. Lower part of the framework consists of a base made as a disk with ring inner groove. Resilient element contains two flat resilient coaxially located rings. Rings are coupled to each other by three flexible flat disks between the grooves inclined to the rings' axis. Bottom ring of the resilient element is located in the disk groove. To the bottom part of the bottom ring the ring out of friction material is secured to ensure dry friction. Top part of the framework is made as a cover being a disk with a central annular groove. Cover is rigidly connected with the upper ring of the resilient element by screws. In the central circular Groove of the cover there is a layer of vibration damping material, on which is fixed mounting disk for attachment of vibration isolated object.

EFFECT: improved efficiency in resonant mode of vibration isolation.

1 cl, 2 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.

Известно применение тарельчатых упругих элементов для виброизоляции технологического оборудования в текстильной промышленности [1, 2, 3]. Расчеты показывают высокую эффективность упругих элементов тарельчатого типа при их относительно небольших габаритах, при этом испытания в реальных фабричных условиях подтверждают их эффективность при высокой надежности и простоте обслуживания.It is known the use of plate-shaped elastic elements for vibration isolation of technological equipment in the textile industry [1, 2, 3]. The calculations show the high efficiency of the plate-type elastic elements with their relatively small dimensions, while tests in real factory conditions confirm their effectiveness with high reliability and ease of maintenance.

Однако нагрузочная способность на элемент тарельчатого типа невысока.However, the load capacity on the dish-type element is low.

Известно применение виброизоляторов тарельчатого типа [4, 5] с маятниковым подвесом, в которых используется пакет упругих тарельчатых элементов, состоящий из последовательно соединенных блоков тарельчатых упругих элементов, при этом каждый блок тарельчатых упругих элементов выполнен в виде двух соосно расположенных тарельчатых пружин, верхней и нижней, соединенных по внутреннему и внешнему диаметру с помощью соосно расположенных колец Т-образного профиля.It is known to use plate-type vibration isolators [4, 5] with a pendulum suspension, in which a package of elastic disk elements is used, consisting of series-connected blocks of disk-shaped elastic elements, with each block of disk-shaped elastic elements made in the form of two coaxially located disk springs, upper and lower connected by inner and outer diameter using coaxially arranged T-shaped rings.

Недостатком такого типа виброизоляторов с маятниковым подвесом является их большой габарит по высоте, так как они относятся к категории подвесных виброизолирующих систем, где габаритные размеры по высоте не ограничены, а для опорных систем виброзащиты требуются сравнительно небольшие габариты по высоте.The disadvantage of this type of vibration isolators with a pendulum suspension is their large height dimension, since they belong to the category of suspended vibration isolation systems, where the overall dimensions are not limited in height, and relatively small dimensions in height are required for supporting vibration protection systems.

Известен виброизолятор с кольцевыми тарельчатыми пружинами [6], содержащий корпус в виде основания с крышкой, а упругие элементы - в виде, по крайней мере, двух тарельчатых кольцевых пружин, каждая из которых состоит из верхнего и нижнего упругих колец, связанных упругими пластинами, и закреплена в корпусе через упругие втулки из эластомера, установленные между основанием, нижними кольцами пружин и крышкой.Known vibration isolator with ring disk springs [6], containing a housing in the form of a base with a cover, and elastic elements in the form of at least two disk ring springs, each of which consists of upper and lower elastic rings connected by elastic plates, and fixed in the housing through elastic bushings made of elastomer, installed between the base, the lower rings of the springs and the cover.

Известен тарельчатый виброизолятор [7], содержащий корпус, включающий основание с крышкой, и размещенный в нем пакет тарельчатых упругих элементов, который состоит из последовательно соединенных тарельчатых упругих элементов, внутренняя поверхность которых взаимодействует с расположенной с ними соосно втулкой, один конец которой жестко закреплен в основании, а другой взаимодействует с внутренней поверхностью крышки, выполненной в виде перевернутого стакана, торцевая часть которой взаимодействует с тарельчатыми упругими элементами, причем между торцем втулки и днищем крышки имеется зазор.Known plate vibration isolator [7], comprising a housing including a base with a lid, and a package of disk-shaped elastic elements placed therein, which consists of series-connected disk-shaped elastic elements, the inner surface of which interacts with a coaxially located sleeve, one end of which is rigidly fixed to the base, and the other interacts with the inner surface of the lid, made in the form of an inverted glass, the end part of which interacts with a plate elastic elements, p There is a gap between the end of the sleeve and the bottom of the cover.

Недостатком такого типа виброизоляторов является «прощелкивание» упругих элементов в обратную сторону, т.е. прохождение при определенной нагрузке через нулевую жесткость, что несколько снижает эффективность виброзащиты.The disadvantage of this type of vibration isolators is the “snapping” of the elastic elements in the opposite direction, i.e. passing at a certain load through zero rigidity, which somewhat reduces the effectiveness of vibration protection.

Известно применение виброизоляторов тарельчатого типа [8, 9], состоящих из последовательно соединенных блоков тарельчатых упругих элементов, при этом блок тарельчатых упругих элементов выполнен в виде двух соосно расположенных тарельчатых пружин, верхней и нижней, соединенных по внутреннему и внешнему диаметру с помощью соосно расположенных колец Т-образного профиля.It is known to use plate-type vibration isolators [8, 9], consisting of series-connected blocks of disk-shaped elastic elements, while the block of disk-shaped elastic elements is made in the form of two coaxially located disk springs, upper and lower, connected by an inner and outer diameter using coaxially arranged rings T-shaped profile.

Недостатком такого типа виброизоляторов является возможность блокирования тарельчатых упругих элементов в пакетах из колец Т-образного профиля, что несколько может изменить их общую жесткость, а следовательно, и эффективность виброзащиты.The disadvantage of this type of vibration isolators is the possibility of blocking plate-shaped elastic elements in packages of T-shaped rings, which can somewhat change their overall stiffness, and therefore the effectiveness of vibration protection.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является упругий элемент тарельчатого типа по патенту РФ №2285836, F16F 1/32, от 20.10.2006 [10] (прототип), содержащий тарельчатую упругую поверхность в виде усеченного конуса, на поверхности которой выполнены в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, два сквозных паза с образованием двух усеченных конических поверхностей, связанных двумя или тремя ребрами, направленными по образующим коническую поверхность линиям.The closest technical solution to the claimed object is an elastic plate-type element according to the patent of the Russian Federation No. 2285836, F16F 1/32, 10/20/2006 [10] (prototype), containing a plate-shaped elastic surface in the form of a truncated cone, on the surface of which are made in the plane, parallel to the bases of the truncated cone, two through grooves with the formation of two truncated conical surfaces connected by two or three ribs directed along the lines forming the conical surface.

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.A disadvantage of the known device is the relatively low 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 тарельчатом упругом элементе, содержащим каркас, в котором установлен упругий элемент тарельчатого типа, каркас выполнен из нижней и верхней частей, при этом нижняя часть каркаса состоит из основания, выполненного в виде диска с кольцевой внутренней проточкой, в которой размещено нижнее упругое кольцо упругого элемента тарельчатого типа, а верхняя часть каркаса выполнена в виде крышки, представляющей собой диск с центральной кольцевой выемкой и жестко связанной посредством, например, винтов с верхним упругим кольцом упругого элемента тарельчатого типа, причем в центральной кольцевой выемке крышки размещен слой вибродемпфирующего материала, например из полиуретана, на котором фиксируется установочная плита для крепления виброизолируемого объекта.This is achieved by the fact that in the disk-shaped elastic element containing the frame, in which the elastic element of the plate type is installed, the frame is made of lower and upper parts, while the lower part of the frame consists of a base made in the form of a disk with an annular internal groove in which the lower elastic ring of the plate-shaped elastic element, and the upper part of the frame is made in the form of a cover, which is a disk with a central annular recess and rigidly connected by, for example, screws with upper elastic to ltsom elastic member of the poppet type, in which the central annular recess cover is a layer vibration-damping material, such as polyurethane, on which is fixed a mounting plate for mounting vibroizoliruemogo object.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез тарельчатого упругого элемента с каркасом, на фиг. 2 - вид сверху на тарельчатый упругий элемент со снятым каркасом.In FIG. 1 shows a frontal section of a disk-shaped elastic element with a frame; FIG. 2 is a top view of a disk elastic element with the frame removed.

Тарельчатый упругий элемент содержит каркас (фиг. 1), в котором установлен упругий элемент тарельчатого типа. Каркас состоит из нижней и верхней частей. Нижняя часть каркаса состоит из основания 10, выполненного в виде диска с кольцевой внутренней проточкой 11, в которой размещено нижнее упругое кольцо 1 упругого элемента тарельчатого типа. Верхняя часть каркаса выполнена в виде крышки 4, представляющей собой диск с центральной кольцевой выемкой и жестко связанной посредством, например, винтов 8 с верхним упругим кольцом 2 (фиг. 2) упругого элемента тарельчатого типа. В центральной кольцевой выемке крышки 4 размещен слой вибродемпфирующего материала 6, например из полиуретана, на котором фиксируется установочная плита 7 для крепления виброизолируемого объекта (на чертеже не показано).The plate-shaped elastic element comprises a frame (Fig. 1), in which a plate-type elastic element is mounted. The frame consists of lower and upper parts. The lower part of the frame consists of a base 10, made in the form of a disk with an annular inner groove 11, in which the lower elastic ring 1 of the elastic element of the plate type is placed. The upper part of the frame is made in the form of a cover 4, which is a disk with a central annular recess and rigidly connected by, for example, screws 8 with an upper elastic ring 2 (Fig. 2) of a plate-type elastic element. In the central annular recess of the lid 4 there is a layer of vibration damping material 6, for example, made of polyurethane, on which a mounting plate 7 is fixed for attaching a vibration-insulated object (not shown in the drawing).

Упругий элемент тарельчатого типа (фиг. 2) содержит, по крайней мере, два плоских упругих соосно расположенных кольца, верхнее 2 и нижнее 1, соединенных между собой посредством, по крайней мере, трех упругих плоских пластин 3, расположенных наклонно по отношению к оси колец, причем пластины, соединяющие верхнее и нижнее кольца, могут быть выполнены в виде упругих стержней круглого или квадратного профиля (на чертеже не показано). Верхнее кольцо 2 соединено с крышкой 4, а к нижней части нижнего кольца 1 прикреплено кольцо 9 из фрикционного материала для создания сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе. Плоские упругие пластины 3 расположены между выемками 5.The elastic element of the plate type (Fig. 2) contains at least two flat elastic coaxially arranged rings, the upper 2 and lower 1, interconnected by at least three elastic flat plates 3, located obliquely with respect to the axis of the rings moreover, the plates connecting the upper and lower rings can be made in the form of elastic rods of a round or square profile (not shown in the drawing). The upper ring 2 is connected to the cover 4, and a ring 9 of friction material is attached to the lower part of the lower ring 1 to create dry friction, which provides the necessary damping in the system. Flat elastic plates 3 are located between the recesses 5.

Упругий элемент тарельчатого типа может быть выполнен из плоского упругого элемента круглой формы путем вырубки профильных отверстий с последующим выдавливанием одного из колец или из плоского упругого элемента круглой формы путем лазерной вырезки профильных отверстий и последующей деформации пластин.The elastic element of the disk type can be made of a flat elastic element of round shape by cutting profile holes followed by extrusion of one of the rings or of a flat elastic element of round shape by laser cutting of profile holes and subsequent deformation of the plates.

Возможен вариант, когда слой вибродемпфирующего материала 6, размещенный в центральной кольцевой выемке крышки 4, на котором фиксируется установочная плита 7 для крепления виброизолируемого объекта, выполнен в виде трех промежуточных вибродемпфирующих слоев: первый слой - из дисперсного упругодемпфирующего материала, в котором может быть использована крошка, например следующих материалов: резины, пробки, пенопласта, капрона, вспененного полимера, а также крошка твердых вибродемпфирующих материалов, например таких, как пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим» с размером фракций крошки 1,5÷2,5 мм, второй слой - из вязаных упругих синтетических нитей, причем размер ячеек, вязаных из упругих синтетических нитей, на 10÷15% меньше размеров фракций крошки вибродемпфирующих материалов; и третий слой - из сплошного демпфирующего материала, в котором может быть использована губчатая резина, иглопробивной материал типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, а также нетканый вибродемпфирующий материал.It is possible that the layer of vibration-damping material 6, placed in the central annular recess of the cover 4, on which the mounting plate 7 for attaching the vibration-insulating object is fixed, is made in the form of three intermediate vibration-damping layers: the first layer is made of dispersed elastic-damping material, in which crumb can be used , for example, the following materials: rubber, cork, polystyrene foam, kapron, foamed polymer, as well as crumbs of solid vibration-damping materials, such as plastic compound type “A” at ”,“ Anti-Vibrate ”,“ Shvim ”with the size of the crumbs fractions 1.5 ÷ 2.5 mm, the second layer is made of knitted elastic synthetic fibers, and the size of the cells knitted from elastic synthetic fibers is 10 ÷ 15% smaller than the size of the fractions crumbs of vibration damping materials; and the third layer is made of a continuous damping material, in which sponge rubber, needle-punched material of the type “Vibrosil” based on silica or alumino-borosilicate fiber, as well as non-woven vibration-damping material can be used.

Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала кольца 9, прикрепленного к нижней части нижнего кольца 1, применяется фрикционный материал, выполненный из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, мас. %:It is possible that, as the friction material of the ring 9 attached to the lower part of the lower ring 1, a friction material is used made of a composition comprising the following components, with their ratio, wt. %:

смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидныхmixture of resol and novolac phenol formaldehyde смол в соотношении 1:(0,2-1,0)pitches in the ratio 1: (0.2-1.0) 28÷3428 ÷ 34 волокнистый минеральный наполнитель, содержащийfibrous mineral filler containing стеклоровинг или смесь стеклоровинга иglass roving or a mixture of glass roving and базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0)basalt fiber in a ratio of 1: (0.1-1.0) 12÷1912 ÷ 19 графитgraphite 7÷187 ÷ 18 модификатор трения, содержащий технический углеродcarbon black friction modifier в виде смеси с каолином и диоксидом кремнияin the form of a mixture with kaolin and silicon dioxide 7÷157 ÷ 15 баритовый концентратbarite concentrate 20÷3520 ÷ 35 талькtalc 1,5÷3,01.5 ÷ 3.0

Упругий элемент тарельчатого типа работает следующим образом.The elastic element of the plate type works as follows.

При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показано), фиксируемого на установочной плите 7, обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов за счет плоских упругих пластин 3. Слой вибродемпфирующего материала 6, который размещен в центральной кольцевой выемке крышки 4 и выполнен, например, из полиуретана, увеличивает демпфирование виброизолируемого объекта на высоких частотах, а кольцо 9 из фрикционного материала способствует созданию сухого трения, обеспечивающего необходимое демпфирование в системе на резонансе.When vibrations of a vibration-insulated object (not shown in the drawing), fixed on the mounting plate 7, provides spatial vibration protection and shock protection due to flat elastic plates 3. The layer of vibration-damping material 6, which is placed in the Central annular recess of the cover 4 and is made, for example, of polyurethane, increases the damping of the vibration-insulated object at high frequencies, and the ring 9 of friction material contributes to the creation of dry friction, which provides the necessary damping in the system at nance.

Источники библиографии, цитируемые при патентном поискеSources of Bibliography Cited in Patent Search

1. Кочетов О.С., Сажин Б.С. Снижение шума и вибраций в производстве: теория, расчет, технические решения. М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2001. - 319 с.: стр. 197, рис. 5.65.1. Kochetov O.S., Sazhin B.S. Noise and vibration reduction in production: theory, calculation, technical solutions. M .: MSTU im. A.N. Kosygina, 2001 .-- 319 p.: P. 197, fig. 5.65.

2. Кочетов О.С. Методика расчета тарельчатых виброизоляторов для ткацких станков // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2000, №4. С. 98…104.2. Kochetov OS Calculation method of plate vibration isolators for looms // Izv. universities. Technology of the textile industry. - 2000, No. 4. S. 98 ... 104.

3. Кочетов О.С. Расчет пространственной системы виброзащиты. Журнал «Безопасность труда в промышленности», №8, 2009, стр. 32-37.3. Kochetov OS Calculation of the spatial vibration protection system. The journal "Occupational Safety in Industry", No. 8, 2009, pp. 32-37.

4. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Шестернинов А.В. Тарельчатый виброизолятор с маятниковым подвесом // Патент на изобретение №2279580. Опубликовано 10.07.06. Бюллетень изобретений №19.4. Kochetov O.S., Kochetova M.O., Khodakova T.D., Shesterninov A.V. Dish vibration absorber with pendulum suspension // Patent for invention No. 2279580. Published on July 10th, 2006. Bulletin of inventions No. 19.

5. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д. Виброизолятор тарельчатый с маятниковым подвесом // Патент на изобретение №2287727. Опубликовано 20.11.06. Бюллетень изобретений №32.5. Kochetov O.S., Kochetova M.O., Khodakova T.D. Dish vibrator with pendulum suspension // Patent for invention No. 2287727. Published on November 20, 2006. Bulletin of inventions No. 32.

6. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д. Виброизолятор Кочетовых с кольцевыми тарельчатыми пружинами // Патент на изобретение №2285834. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.6. Kochetov O.S., Kochetova M.O., Khodakova T.D. Vibration isolator Kochetov with ring cup springs // Patent for invention No. 2285834. Published on October 20, 2006. Bulletin of inventions No. 29.

7. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Кочетов С.С., Кочетов Сергей Сергеевич. Тарельчатый виброизолятор Кочетовых // Патент на изобретение №2285835. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.7. Kochetov O.S., Kochetova M.O., Khodakova TD, Kochetov S.S., Kochetov Sergey Sergeevich. Domed vibration isolator Kochetov // Invention patent No. 2285835. Published on October 20, 2006. Bulletin of inventions No. 29.

8. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Стареев М.Е., Кочетов С.С., Кочетов Сергей Сергеевич. Виброизолятор Кочетова тарельчатого типа // Патент на изобретение №2293228. Опубликовано 10.02.07. Бюллетень изобретений №4.8. Kochetov O.S., Kochetova M.O., Khodakova TD, Stareev M.E., Kochetov S.S., Kochetov Sergey Sergeevich. Vibration isolator Kochetova plate type // Patent for invention No. 2293228. Published 02/10/07. Bulletin of inventions No. 4.

9. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Шестернинов А.В., Стареев М.Е. Виброизолятор тарельчатого типа // Патент на изобретение №2285838. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.9. Kochetov O.S., Kochetova M.O., Khodakova T.D., Shesterninov A.V., Stareev M.E. Plate type vibration isolator // Patent for invention No. 2285838. Published on October 20, 2006. Bulletin of inventions No. 29.

10. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д. Упругий элемент тарельчатого типа // Патент на изобретение №2285836. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.10. Kochetov O.S., Kochetova M.O., Khodakova T.D. The elastic element of the plate type // Patent for the invention No. 2285836. Published on October 20, 2006. Bulletin of inventions No. 29.

Claims

1. A plate-shaped elastic element containing a frame, in which a plate-type elastic element is installed, the frame is made of lower and upper parts, while the lower part of the frame consists of a base made in the form of a disk with an annular internal groove in which the lower elastic ring of elastic a dish-shaped element, and the upper part of the frame is made in the form of a cover, which is a disk with a central annular recess and rigidly connected by, for example, screws with an upper elastic ring of an elastic element bevelled type, while the elastic element of the plate type contains at least two flat elastic coaxially arranged rings, upper and lower, interconnected by at least three elastic flat plates located obliquely with respect to the axis of the rings, the upper the ring is connected to the lid, and a friction material ring is attached to the bottom of the lower ring to create dry friction, which provides the necessary damping in the system, and flat elastic plates are located between the recesses and, characterized in that the layer of vibration-damping material located in the central annular recess of the lid, on which the mounting plate for fastening the vibration-insulated object is fixed, is made in the form of three intermediate vibration-damping layers: the first layer is made of dispersed elastic-damping material in which crumbs can be used, for example the following materials: rubber, cork, polystyrene foam, kapron, foamed polymer, as well as crumbs of solid vibration-damping materials, such as agate plastic compound , “Anti-vibration”, “Shvim” with the size of crumbs fractions 1.5 ÷ 2.5 mm, the second layer is made of knitted elastic synthetic fibers, and the size of cells knitted from elastic synthetic fibers is 10 ÷ 15% smaller than the sizes of fractions of vibration-damping crumbs materials; and the third layer is made of a continuous damping material in which sponge rubber, needle-punched material of the type “Vibrosil” based on silica or alumino-borosilicate fiber, as well as non-woven vibration-damping material, and as a friction material of the ring attached to the lower part of the lower ring, can be used used friction material made of a composition comprising the following components, with their ratio, wt. %:
mixture of resol and novolac phenol formaldehyde pitches in the ratio 1: (0.2-1.0) 28 ÷ 34 fibrous mineral filler containing glass roving or a mixture of glass roving and basalt fiber in a ratio of 1: (0.1-1.0) 12 ÷ 19 graphite 7 ÷ 18 carbon black friction modifier in the form of a mixture with kaolin and silicon dioxide 7 ÷ 15 barite concentrate 20 ÷ 35 talc 1.5 ÷ 3.0