RU2640149C1 - Упругий элемент с демпфирующим элементом - Google Patents
Упругий элемент с демпфирующим элементом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640149C1 RU2640149C1 RU2016137275A RU2016137275A RU2640149C1 RU 2640149 C1 RU2640149 C1 RU 2640149C1 RU 2016137275 A RU2016137275 A RU 2016137275A RU 2016137275 A RU2016137275 A RU 2016137275A RU 2640149 C1 RU2640149 C1 RU 2640149C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- springs
- spring
- conical
- ratio
- cylindrical
- Prior art date
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000002783 friction material Substances 0.000 claims description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 2
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000010428 baryte Substances 0.000 claims description 2
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 2
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 2
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 2
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 2
- 229920003987 resole Polymers 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F3/00—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
- F16F3/02—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction
- F16F3/04—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction composed only of wound springs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению. Упругий элемент содержит установленные коаксиально цилиндрическую и коническую пружины из проволоки постоянного сечения с одинаковым шагом. Пружины размещены на шарнирных тягах, соединенных с платформой для установки станка. Пружины размещаются в корпусе, установленном на основании через вибродемпфирующую прокладку. В корпусе выполнено вертикальное отверстие для размещения шарнирной тяги. Один конец тяги жестко закреплен на платформе для установки станка, а другой посредством шарнира связан с крышкой. Верхние фланцы пружин упираются в крышку, а нижние - в корпус. Для соединения платформы с каждой из пружин в корпусах предусмотрены горизонтальные отверстия. Достигается повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, станков, приборов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2285842, F16F 15/06 (прототип), содержащий упругий элемент, один торец которого опирается на корпус, а другой взаимодействует с маятниковым механизмом, выполненным в виде шарнирного подвеса.
Недостатком известного устройства является сложность шарнирного элемента и недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме.
Это достигается тем, что в упругом элементе с демпфирующим элементом, содержащим цилиндрическую и коническую пружины из проволоки постоянного сечения и с одинаковым шагом, пружины установлены коаксиально, при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,1÷0,3 отношение K жесткостей цилиндрической и конической пружин выбрано равным 0,9÷1,3, а при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,3÷0,55 отношение К жесткостей цилиндрической и конической пружин выбрано равным 1,2÷1,5, при этом коническая и цилиндрическая пружины размещены на шарнирных тягах, соединенных с платформой для установки станка, коническая и цилиндрическая пружины размещаются в корпусе, установленным на основании через вибродемпфирующую прокладку, при этом в корпусе выполнено вертикальное отверстие для размещения шарнирной тяги, один конец которой жестко закреплен на платформе для установки станка, а другой, посредством шарнира, связан с крышкой, в которую верхними фланцами упираются соответственно коническая и (или) цилиндрическая пружины, а нижние фланцы пружин упираются в корпус, а для соединения платформы с каждой из пружин в корпусах предусмотрены горизонтальные отверстия.
На фиг. 1 изображен упругий элемент для случая коаксиального расположения пружин с конической пружиной, расположенной внутри цилиндрической, общий вид; на фиг. 2 - упругий элемент с расположенной внутри конической пружины цилиндрической пружиной, общий вид; на фиг. 3 - вариант расположения пружин применительно к системе виброизоляции ткацкого станка, на фиг. 4 - вариант выполнения цилиндрической пружины со встроенным демпфером сухого трения.
Упругий элемент (Фиг. 1, 2) содержит коническую 1 и цилиндрическую 2 пружины одинакового шага из проволоки постоянного сечения, расположенные коаксиально. При этом жесткостные и геометрические характеристики пружин упругого элемента подбираются таким образом, что при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,1÷0,3 отношение жесткостей K цилиндрической и конической пружин равно 0,9÷1,3, а при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,3÷0,55 отношение жесткостей K цилиндрической и конической пружин равно 1,2÷1,5.
В случае использования упругого элемента для виброизоляции ткацкого станка в составе системы виброизоляции (фиг. 3) упругий элемент снабжен шарнирными тягами 3, закрепленными на основании 4 для связи со станком, а коническая 1 и цилиндрическая 2 пружины коаксиально охватывают шарнирные тяги 3, при этом коническая 1 и цилиндрическая 2 пружины размещаются в корпусе 9, установленным на основании через вибродемпфирующую прокладку 10, при этом в корпусе 9 выполнено вертикальное отверстие 8 для размещения шарнирной тяги 3, один конец которой жестко закреплен на платформе 4 для установки станка, а другой посредством шарнира 6 связан с крышкой 5, в которую верхними фланцами упираются соответственно коническая 1 и (или) цилиндрическая 2 пружины, а нижние фланцы пружин упираются в корпус 9. Для соединения платформы 4 с каждой из пружин 1 и 2 в корпусах предусмотрены горизонтальные отверстия 7.
Упругий элемент с демпфирующим элементом работает следующим образом.
При воздействии на упругий элемент вибрационных нагрузок происходит деформация цилиндрической и конической пружин. Деформации пружин одинаковы, а жесткость упругого элемента в целом при подобранных геометрических и физических характеристиках, входящих в него пружин, растет пропорционально общей нагрузке. При этом характеристика виброизоляции будет равночастотной, т.е. собственная частота вертикальных колебаний при изменении колеблющейся массы будет оставаться постоянной.
Конструкция предложенного упругого элемента обладает более равночастотными свойствами, что существенно повышает качество виброизоляции в целом при сравнительно простой и малогабаритной конструкции, которая технологична в изготовлении.
Цилиндрическая пружина со встроенным демпфером сухого трения (фиг. 4) 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.
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).
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.
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».
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».
Зазоры, в первой части 13 винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка 18 из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала (на чертеже не показано).
Возможен вариант, когда зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала; выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас.%:
смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных | |
смол в соотношении 1:(0,2-1,0) | 28÷34% |
волокнистый минеральный наполнитель, содержащий | |
стеклоровинг или смесь стеклоровинга и | |
базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) | 12÷19% |
графит | 7÷18% |
модификатор трения, содержащий технический углерод | |
в виде смеси с каолином и диоксидом кремния | 7÷15% |
баритовый концентрат | 20÷35% |
тальк | 1,5÷3,0% |
Цилиндрическая пружина со встроенным демпфером сухого трения работает следующим образом.
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.
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.
Claims (3)
1. Упругий элемент с демпфирующим элементом, содержащий цилиндрическую и коническую пружины из проволоки постоянного сечения и с одинаковым шагом, пружины установлены коаксиально, при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,1÷0,3 отношение K жесткостей цилиндрической и конической пружин выбрано равным 0,9÷1,3, а при отношении минимального и максимального диаметров конической пружины 0,3÷0,55 отношение K жесткостей цилиндрической и конической пружин выбрано равным 1,2÷1,5, при этом коническая и цилиндрическая пружины размещены на шарнирных тягах, соединенных с платформой для установки станка, отличающийся тем, что коническая и цилиндрическая пружины размещаются в корпусе, установленном на основании через вибродемпфирующую прокладку, при этом в корпусе выполнено вертикальное отверстие для размещения шарнирной тяги, один конец которой жестко закреплен на платформе для установки станка, а другой посредством шарнира связан с крышкой, в которую верхними фланцами упираются соответственно коническая и/или цилиндрическая пружины, а нижние фланцы пружин упираются в корпус, а для соединения платформы с каждой из пружин в корпусах предусмотрены горизонтальные отверстия.
2. Упругий элемент с демпфирующим элементом по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрическая пружина состоит 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, зазоры в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас.%:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016137275A RU2640149C1 (ru) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Упругий элемент с демпфирующим элементом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016137275A RU2640149C1 (ru) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Упругий элемент с демпфирующим элементом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2640149C1 true RU2640149C1 (ru) | 2017-12-26 |
Family
ID=63857404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016137275A RU2640149C1 (ru) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Упругий элемент с демпфирующим элементом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2640149C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4101102A (en) * | 1976-04-26 | 1978-07-18 | Westinghouse Electric Corp. | Vibration isolation load support apparatus |
JPS5620843A (en) * | 1979-07-28 | 1981-02-26 | Kayaba Ind Co Ltd | Nonlinear coil spring |
SU1388613A1 (ru) * | 1986-04-22 | 1988-04-15 | Л.Ю.Пол ковский, О.С.Кочетов и В.М.Каган | Упругий элемент |
RU2014110221A (ru) * | 2014-03-18 | 2015-09-27 | Татьяна Дмитриевна Ходакова | Комбинированная пружина кочетова |
-
2016
- 2016-09-19 RU RU2016137275A patent/RU2640149C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4101102A (en) * | 1976-04-26 | 1978-07-18 | Westinghouse Electric Corp. | Vibration isolation load support apparatus |
JPS5620843A (en) * | 1979-07-28 | 1981-02-26 | Kayaba Ind Co Ltd | Nonlinear coil spring |
SU1388613A1 (ru) * | 1986-04-22 | 1988-04-15 | Л.Ю.Пол ковский, О.С.Кочетов и В.М.Каган | Упругий элемент |
RU2014110221A (ru) * | 2014-03-18 | 2015-09-27 | Татьяна Дмитриевна Ходакова | Комбинированная пружина кочетова |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2597680C2 (ru) | Комбинированная пружина кочетова | |
RU2651408C1 (ru) | Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами | |
RU2637566C1 (ru) | Комбинированная пружина кочетова | |
RU2640149C1 (ru) | Упругий элемент с демпфирующим элементом | |
RU2645463C1 (ru) | Комбинированная пружина с торсионным демпфером | |
RU2637570C1 (ru) | Виброизолятор комбинированный с шайбовым сетчатым демпфером | |
RU2577747C1 (ru) | Пружинный виброизолятор с сухим трением | |
RU2650277C2 (ru) | Комбинированная пружина кочетова | |
RU2645472C1 (ru) | Демпфер кочетова для системы виброизоляции | |
RU2623016C1 (ru) | Виброизолятор пружинный сетчатый | |
RU2577735C1 (ru) | Виброизолятор сетчатый маятниковый | |
RU2635712C1 (ru) | Виброизолятор кочетова для объектов со смещенным центром масс | |
RU2618351C1 (ru) | Виброизолятор для ткацких станков | |
RU2661632C1 (ru) | Пространственный виброизолятор каркасного типа | |
RU2636450C1 (ru) | Инерционный виброизолятор | |
RU2645476C1 (ru) | Виброизолирующая система кочетова со встроенным демпфером | |
RU2639356C1 (ru) | Виброизолятор комбинированный со встроенным резинометаллическим упругим элементом | |
RU2578822C1 (ru) | Виброизолятор ходаковой для ткацких станков | |
RU2662355C1 (ru) | Комбинированная пружина с упругодемпфирующим устройством | |
RU2661648C1 (ru) | Комбинированная пружина | |
RU2639357C1 (ru) | Комбинированный виброизолятор кочетова | |
RU2578423C1 (ru) | Виброизолятор пружинный сетчатый | |
RU2645477C1 (ru) | Комбинированная пружина кочетова со встроенным демпфером | |
RU2639361C1 (ru) | Резинометаллическое виброизолирующее устройство | |
RU2669229C1 (ru) | Виброизолирующая система |