RU2623615C1

RU2623615C1 - Vibration insulator for machines

Info

Publication number: RU2623615C1
Application number: RU2016108908A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2017-06-28

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: vibration isolator contains a housing in the form of two vertical posts of elastic material and a spring with an integrated damper. The posts are rigidly fixed on the base of the vibration isolator. The holes for the posts are made in the lid with the formation of gaps between the posts and the lid. The lid is connected to a vibration-isolating object by means of an S-shaped lever. A bevel is made on the lid, and bend site of the upper shelf of the S-shaped lever rests upon the bevel. The lower shelf is fixed by a stud at the base of the vibration isolator, the spring is made of screw cylindrical form and consists of two parts with facing ends. The first spring part has the rectangular section turns with rounded edges, and the second part is made hollow. The facing end of the first part is located in the cavity of the second part. The contacting spring parts segmental profile gaps are filled with antifriction lubricant. The packing seal is mounted at the end of the second spring part to prevent the lubricant leakage. The first part of the screw spring is enclosed by the tube from the damping material, for example, polyurethane. As an antifriction lubricant, a lubricant for friction units is used, containing mineral oil and a lubricating additive.

EFFECT: increased efficiency of vibration isolation in resonance mode.

3 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 виброизолятор по патенту РФ № 2276297, F16F 15/06 (прототип), содержащий корпус и упругий элемент, взаимодействующий с объектом, корпус выполнен в виде, по крайней мере, двух вертикальных стоек, выполненных из упругого материала, жестко закрепленных на основании виброизолятора и взаимодействующих с крышкой, в которой выполнены отверстия для вертикальных стоек с образованием зазоров между вертикальными стойками и крышкой, причем крышка связана посредством S-образного рычага с виброизолируемым объектом, а на крышке со стороны виброизолируемого объекта выполнен скос, в который упирается место изгиба верхней полки S-образного рычага, а его нижняя полка зафиксирована шпилькой с основанием виброизолятора и виброизолированным объектом.The closest technical solution to the claimed object is a vibration isolator according to the patent of the Russian Federation No. 2276297, F16F 15/06 (prototype), comprising a housing and an elastic element interacting with the object, the housing is made in the form of at least two vertical posts made of elastic material rigidly fixed on the base of the vibration isolator and interacting with the cover, in which the holes for the vertical posts are made with the formation of gaps between the vertical posts and the cover, the cover being connected via an S-shaped lever to ibroizoliruemym object, and on the cover side vibroizoliruemogo object formed bevel, which abuts the upper seat bending shelves S-shaped lever, and its lower shelf pin fixed to the base and vibration-isolated isolator object.

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 для станков, содержащем корпус и упругий элемент, взаимодействующий с объектом, корпус выполнен в виде, по крайней мере, двух вертикальных стоек, выполненных из упругого материала, жестко закрепленных на основании виброизолятора и взаимодействующих с крышкой, в которой выполнены отверстия для вертикальных стоек с образованием зазоров между вертикальными стойками и крышкой, причем крышка связана посредством S-образного рычага с виброизолируемым объектом, а на крышке со стороны виброизолируемого объекта выполнен скос, в который упирается место изгиба верхней полки S-образного рычага, а его нижняя полка зафиксирована шпилькой с основанием виброизолятора и виброизолированным объектом, 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 the vibration isolator for machines containing the body and the elastic element interacting with the object, the body is made in the form of at least two vertical posts made of elastic material, rigidly fixed to the base of the vibration isolator and interacting with the cover, in which holes are made for uprights with the formation of gaps between the uprights and the lid, and the lid is connected by means of an S-shaped lever with a vibroinsulated object, and on the lid from the side of the vibroisolated of the object, a bevel is made, in which the bending point of the upper shelf of the S-shaped lever rests, and its lower shelf is fixed with a pin with the base of the vibration isolator and the vibration-insulated object, 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 an oncoming -directional 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 second cavity, the gap Profile segment filled spring contact portions antifriction lubricant, wherein the second part at the end of a spring mounted sealing ring to prevent leakage of lubricant, and the first part of the helical spring, with the turns formed rectangular with rounded edges, covers tube of damping material, for example polyurethane.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез виброизолятора, на фиг. 2 - вид сверху фиг. 1, на фиг. 3 - пружина со встроенным демпфером.In FIG. 1 shows a frontal section of a vibration isolator; FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, in FIG. 3 - spring with integrated damper.

Виброизолятор для станков (фиг. 1 и 2) содержит корпус 1 и упругий элемент 3, взаимодействующий с виброизолированным объектом 8. Корпус 1 выполнен в виде, по крайней мере, двух вертикальных стоек 2, выполненных из упругого материала, жестко закрепленных на основании 1 виброизолятора и взаимодействующих с крышкой 4, в которой выполнены отверстия для вертикальных стоек 2, причем крышка 4 связана посредством S-образного рычага 6 с виброизолируемым объектом 8, а на крышке 4 со стороны виброизолируемого объекта выполнен скос 5, в который упирается место изгиба верхней полки S-образного рычага 6, а его нижняя полка зафиксирована шпилькой 7 с основанием 1 виброизолятора и объектом 8. При этом расстояние «в» между осями шпильки и вертикальных стоек, так относится к ширине «с» крышки 4, как в/с = 0,5…1,5.The vibration isolator for machines (Figs. 1 and 2) contains a housing 1 and an elastic element 3 interacting with a vibration-insulated object 8. The housing 1 is made in the form of at least two vertical posts 2 made of elastic material rigidly fixed to the base 1 of the vibration isolator and interacting with the lid 4, in which holes are made for the uprights 2, the lid 4 being connected by means of an S-shaped lever 6 to a vibroinsulated object 8, and a bevel 5 is made on the lid 4 from the side of the vibroisolated object, which rests against the bend of the upper shelf of the S-shaped lever 6, and its lower shelf is fixed with a pin 7 with the base 1 of the vibration isolator and an object 8. Moreover, the distance “c” between the axes of the stud and the vertical struts refers to the width “c” of the cover 4, as in c = 0.5 ... 1.5.

Упругий элемент 3 выполнен в виде пружины со встроенным демпфером (фиг. 3), содержащей цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 11 и 12 со встречно-направленными концами 14 и 13 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 9 и 10 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.The elastic element 3 is made in the form of a spring with an integrated damper (Fig. 3), containing a cylindrical helical spring, consisting of two parts 11 and 12 with opposite ends 14 and 13 of the corresponding turns of these springs. On the support coils of the spring support rings 9 and 10 are made for strong and reliable fixation of the ends of the springs during their operation.

Первая часть винтовой пружины 11 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 12 пружины выполнена полой, например, круглого сечения, при этом встречно-направленный конец 14 первой части пружины размещен в полости встречно-направленной второй части пружины с концом 13, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 10, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (не показана).The first part of the coil spring 11 is made with coils of rectangular (or square) section with rounded edges, and the second part 12 of the spring is hollow, for example, of circular cross section, with the opposite direction 14 of the first part of the spring placed in the cavity of the opposite direction of the second spring part with the end 13, while its second end, mounted on the support ring 10, is sealed, for example, using a threaded plug (not shown).

В полости второй части 12 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 11 пружины, зазоры 15 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 11 и 12 пружины.In the cavity of the second spring part 12, made of a hollow circular section, formed on four sides, relative to the rectangular section of the first spring part 11, the gaps 15 of the segment profile in a section perpendicular to the axis of the contacting parts 11 and 12 of the spring.

Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 15 сегментного профиля контактирующих частей 11 и 12 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 13 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (не показана) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 15 сегментного профиля контактирующих частей 11 и 12 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 15 of the segment profile of the contacting parts 11 and 12 of the spring are filled with antifriction grease, for example, a viscous "solid oil" type, with a sealing collar (not shown) for prevent leakage (loss) of lubricant. This design is a kind of viscous friction damper with an extended throttle element in the form of gaps 15 of the segment profile of the contacting parts 11 and 12 of the spring, which in this case will be analogs of the piston-cylinder system, respectively.

Первую часть 11 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 16 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 11 of a coil spring, made with coils of rectangular (or square) section with rounded edges, is covered by a tube 16 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 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 9 и 10 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 9 and 10 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, У, 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 the three axes X, Y, Z and rotary vibrations around these axes) with vibration damping at resonance and under various operating conditions.

Виброизолятор для станков работает следующим образом.Vibration isolator for machines works as follows.

При колебаниях виброизолируемого объекта упругий резиновый элемент 3 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные колебания гасятся за счет выполнения стоек 2 из упругого материала, причем форма поперечного сечения стойки 2 может быть круглой, в виде многоугольника и эллипса. Наличие зазора между крышкой 4 и стойкой 2 также дает определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости.With vibrations of the vibration-insulated object, the elastic rubber element 3 perceives vertical loads, thereby weakening the dynamic effect on the floors of buildings. Horizontal vibrations are damped due to the implementation of the uprights 2 of elastic material, and the cross-sectional shape of the uprights 2 can be round, in the form of a polygon and an ellipse. The presence of a gap between the cover 4 and the rack 2 also gives a certain degree of freedom of vibration in the horizontal plane.

Возможен вариант, когда в качестве антифрикционной смазки контактирующих частей 13 и 14 пружины со встроенным демпфером используется смазка для узлов трения, содержащая минеральное масло и смазочную присадку, содержащую 3,9-бис(п-фторфенил)-2,4,8,10-тетраоксаспиро(5,5)ундекан при следующем соотношении компонентов, мас.%:It is possible that, as an antifriction lubricant of the contacting parts 13 and 14 of the spring with an integrated damper, a lubricant for friction assemblies containing mineral oil and a lubricant additive containing 3,9-bis (p-fluorophenyl) -2,4,8,10- tetraoxaspiro (5.5) undecane in the following ratio of components, wt.%:

3,9-бис(п-Фторфенил)-2,4,8,10-тетраоксаспиро(5,5)ундекан3,9-bis (p-fluorophenyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro (5.5) undecane 0,5-0,750.5-0.75 Минеральное маслоMineral oil 99,25-99,599.25-99.5

Claims

A vibration isolator for machine tools, comprising a housing and an elastic element interacting with the object, the housing is made in the form of at least two vertical posts made of elastic material, rigidly fixed to the base of the vibration isolator and interacting with a cover in which holes are made for the vertical posts to form gaps between the uprights and the lid, the lid being connected by means of an S-shaped lever to a vibroinsulated object, and a bevel is made on the lid from the side of the vibroinsulated object, into a cat The bending point of the upper shelf of the S-shaped lever abuts, and its lower shelf is fixed with a stud with the base of the vibration isolator and a vibration-insulated object, 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 coils 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, gaps of the segment profile of the contact the throttling 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, is covered by a tube of damping material, such as polyurethane, characterized in that as an antifriction lubricant for the contacting parts of the spring with an integrated damper, a lubricant for friction units containing mineral oil and a lubricant additive is used Containing 3,9-bis (p-fluorophenyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane in the following ratio, wt.%:

3,9-bis (p-fluorophenyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro (5.5) undecane 0.5-0.75 Mineral oil 99.25-99.5