RU2646694C1 - Vibration insulation system - Google Patents

Vibration insulation system Download PDF

Info

Publication number
RU2646694C1
RU2646694C1 RU2017100141A RU2017100141A RU2646694C1 RU 2646694 C1 RU2646694 C1 RU 2646694C1 RU 2017100141 A RU2017100141 A RU 2017100141A RU 2017100141 A RU2017100141 A RU 2017100141A RU 2646694 C1 RU2646694 C1 RU 2646694C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
base
elastic
disks
conical
mesh
Prior art date
Application number
RU2017100141A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Савельевич Кочетов
Original Assignee
Олег Савельевич Кочетов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Савельевич Кочетов filed Critical Олег Савельевич Кочетов
Priority to RU2017100141A priority Critical patent/RU2646694C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2646694C1 publication Critical patent/RU2646694C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/32Belleville-type springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/36Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/362Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers made of steel wool, compressed hair, woven or non-woven textile, or like materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/06Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building. Module is installed in parallel to the elastic element between the base and the object of protection. Module consists of the additional mass, the nut-screw connection and the additional resilient element. Nut is located on the bearings at the object of protection. By one end the screw is connected to the nut, and by the other end is rigidly connected to an additional mass, which rests on a connected to the base additional resilient element. Resilient element is made in the form of an annular conical spring consisting of successively alternating annular resilient cone disks of larger and smaller diameters placed between the base and the cover. Edges of discs are bent in opposite directions along radius providing connection. Each disk comprises three radial slots directed from larger to smaller base. Each of the radial slots is ended by hole for stress relieving. Inner discs and their spherical segments lateral surfaces are covered with polyurethane. Base surface is covered with a layer of friction material. On the lid the mesh damper base is fixed, containing three intermediate vibration damping layers. Mesh element is arranged on lower washer and locked by upper pressure washer. Ring connected with top washer is surrounded by ring connected to base of gauze damper.
EFFECT: higher efficiency of vibration isolation.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к системам виброизоляции, применяемым в транспортном машиностроении.The invention relates to vibration isolation systems used in transport engineering.

К наиболее близкому техническому решению следует отнести систему виброизоляции по патенту РФ на полезную модель №84487, которая содержит как минимум две пружины, каждая пружина одним концом закреплена на объекте защиты, другим концом соединена с основанием, на одной из пружин размещена дополнительная масса, причем жесткость этой пружины зависит от частоты внешнего воздействия.The closest technical solution should include the vibration isolation system according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 84487, which contains at least two springs, each spring is fixed at one end to the protection object, the other end is connected to the base, an additional mass is placed on one of the springs, and rigidity this spring depends on the frequency of external influences.

Недостатком известной системы является наличие зоны неэффективной работы в области низких частот внешнего воздействия, а также сравнительно невысокое демпфирование.A disadvantage of the known system is the presence of a zone of inefficient operation in the field of low frequencies of external influence, as well as a relatively low damping.

Технически достижимый результат - повышение эффективности виброизоляции путем введения в систему дополнительного демпфирования.A technically achievable result is an increase in the effectiveness of vibration isolation by introducing additional damping into the system.

Это достигается тем, что в системе виброизоляции, состоящей из упругих элементов, дополнительной массы, между основанием и объектом защиты установлен параллельно упругому элементу модуль, состоящий из дополнительной массы, соединения гайка - винт, дополнительного упругого элемента, причем гайка размещена на подшипниках на объекте защиты, винт одним концом соединен с гайкой, другим концом жестко закреплен с дополнительной массой, которая опирается на дополнительный упругий элемент, соединенный с основанием, упругий элемент выполнен в виде кольцевой конусной пружины, состоящей из набора конусных дисков, причем набор составлен из последовательно чередующихся дисков большего и меньшего диаметров с отогнутыми в противоположные стороны краями по радиусу, обеспечивающему сопряжение дисков одного с другим, набор состоит по крайней мере из одного внешнего и двух внутренних кольцевых упругих конусных дисков, размещенных между основанием и крышкой пружины, при этом каждый из внешних и внутренних кольцевых упругих конусных дисков выполнен в виде усеченных конусных поверхностей и содержит по крайней мере три радиальных паза, направленных от большего основания усеченного конуса к меньшему основанию, причем каждый из радиальных пазов заканчивается отверстием для снятия напряжений, а сопряжение боковых конусных поверхностей внешних кольцевых упругих конусных дисков с боковыми конусными поверхностями внутренних кольцевых упругих конусных дисков выполнено в виде сферических сегментов радиусом R, имеющихся на каждом из дисков в количестве двух, расположенных соответственно у большего основания усеченного конуса и меньшего основания каждого из дисков, при этом сферические сегменты выполнены заедино с коническими поверхностями каждого из дисков и направлены в разные стороны от образующей конической поверхности, т.е. один сферический сегмент каждого диска направлен внутрь конической поверхности, а другой - наружу, а на крышке закреплен сетчатый демпфер своим основанием, выполненным в виде пластины с закрепленной на ней нижней шайбой, которая фиксирует на основании демпфера сетчатый упругий элемент, верхняя часть которого фиксируется верхней нажимной шайбой, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом, охватываемым соосно расположенным кольцом, жестко соединенным с основанием сетчатого демпфера.This is achieved by the fact that in the vibration isolation system, consisting of elastic elements, additional mass, a module consisting of additional mass, a nut-screw connection, an additional elastic element is installed parallel to the elastic element between the base and the object of protection, and the nut is placed on bearings on the object of protection , the screw at one end is connected to the nut, the other end is rigidly fixed with an additional mass, which rests on an additional elastic element connected to the base, the elastic element is made in de annular conical spring, consisting of a set of conical disks, and the set is made up of sequentially alternating disks of larger and smaller diameters with edges bent to opposite sides in a radius that ensures pairing of the disks with one another, the set consists of at least one outer and two inner annular elastic conical disks located between the base and the spring cover, while each of the outer and inner annular elastic conical disks is made in the form of truncated conical surfaces d and contains at least three radial grooves directed from the larger base of the truncated cone to the smaller base, each of the radial grooves ending with a stress relief hole, and the mating of the lateral conical surfaces of the outer ring elastic conical disks with the side conical surfaces of the inner ring elastic conical disks made in the form of spherical segments of radius R, available on each of the disks in an amount of two, located respectively at the larger base of the truncated cone ca and the smaller base of each of the discs, wherein the spherical segments formed integrally with the conical surfaces of each disk and are directed in different directions from the generatrix of the conical surface, i.e. one spherical segment of each disk is directed inside the conical surface, and the other outward, and the mesh damper is fixed on the lid with its base, made in the form of a plate with a bottom washer fixed to it, which fixes a mesh elastic element on the base of the damper, the upper part of which is fixed by the upper pressure a washer rigidly connected to a centrally located ring, covered by a coaxially located ring, rigidly connected to the base of the mesh damper.

На фиг. 1 представлена схема системы виброизоляции, на фиг. 2 - вариант выполнения упругого элемента 2, на фиг. 3 - общий вид одного из дисков пружины в свободном состоянии.In FIG. 1 is a diagram of a vibration isolation system; FIG. 2 - an embodiment of the elastic element 2, in FIG. 3 is a general view of one of the spring disks in a free state.

На фиг. 1 введены следующие обозначения: y1, y2 - обобщенные координаты массы m1, и m2 соответственно; k1, k2 - жесткости упругих элементов 2 и 4; Lp2 - приведенные массо-инерционные характеристики устройства с преобразованием движения.In FIG. 1, the following notation is introduced: y 1 , y 2 are the generalized coordinates of mass m 1 and m 2, respectively; k 1 , k 2 - stiffness of the elastic elements 2 and 4; Lp 2 - reduced mass-inertial characteristics of the device with motion conversion.

Система виброизоляции содержит объект защиты 1, расположенный в шарнирных направляющих 9 типа «катков», установленных между объектом защиты 1 и неподвижной стойкой 10, жестко установленной на основании 7. Объект защиты 1 опирается на упругий элемент 2, параллельно которому установлен инерционный модуль 6 механизма преобразования движения дополнительной массы 5, состоящий из гайки 3 на подшипниках, взаимодействующей с одним из концов винта 8, дополнительного упругого элемента 4, один конец которого жестко закреплен на основании 7, а другой - на дополнительной массе 5 со стороны основания 7. На дополнительной массе 5, со стороны гайки 3, закреплен свободный конец винта 8.The vibration isolation system contains an object of protection 1 located in the articulated guides 9 of the “roller” type, installed between the object of protection 1 and the fixed stand 10, rigidly mounted on the base 7. The object of protection 1 is based on an elastic element 2, in parallel with which an inertial module 6 of the conversion mechanism is installed the movement of the additional mass 5, consisting of a nut 3 on bearings, interacting with one of the ends of the screw 8, an additional elastic element 4, one end of which is rigidly fixed to the base 7, and the other to Modes weight 5 from the base 7. At the additional mass 5 by the nut 3 is fastened the free end of the screw 8.

Система виброизоляции работает следующим образом.The vibration isolation system works as follows.

Под действием переменной внешней силы Р объект защиты 1 приводится в колебательное движение. Колебательные движения объекта защиты приводит в движение встроенную на подшипниках гайку модуля 6. Гайка модуля 6 при колебании объекта защиты 1 вверх начинает вращаться в одну сторону, при движении вниз - в другую сторону. Вращение гайки модуля 6 через винт модуля 6 либо приподнимает дополнительный груз 5, либо затем опускает, причем при поднимании дополнительного груза дополнительный упругий элемент растягивается, что также приводит к гашению колебаний, при опускании дополнительного груза 5 дополнительный упругий элемент 4 сжимается и тем самым также гасит колебания. Для апробации предложенной конструкции было проведено моделирование при различных физических параметрах элементов колебательной системы. Амплитудно-частотная характеристика начинается из начала координат и в области низких частот не превышает зоны эффективной работы виброзащитной системы по сравнению с существующими аналогами, амплитудно-частотная характеристика которых берет свое начало выше нулевой линии значения амплитуд колебаний и не обеспечивает минимальные значения амплитуд колебаний в области низких частот.Under the action of a variable external force P, the object of protection 1 is brought into oscillatory motion. The vibration of the object of protection is set in motion by the nut of the module 6, which is integrated in the bearings. The nut of the module 6, when the object of protection 1 vibrates upwards, starts to rotate in one direction, while moving down - in the other direction. The rotation of the nut of module 6 through the screw of module 6 either raises the additional load 5 or then lowers, moreover, when raising the additional load, the additional elastic element is stretched, which also leads to damping, when lowering the additional load 5, the additional elastic element 4 is compressed and thereby also dampens fluctuations. To test the proposed design, modeling was carried out for various physical parameters of the elements of the oscillatory system. The amplitude-frequency characteristic starts from the coordinate origin and in the low frequency region does not exceed the zone of effective operation of the vibration protection system in comparison with existing analogs, the amplitude-frequency characteristic of which originates above the zero line of the value of the vibration amplitudes and does not provide the minimum values of the vibration amplitudes in the low frequencies.

В рассматриваемом случае объект защиты массой m совершает колебания с обобщенной координатой у2. Внешняя сила приложена к массе m1; m1 совершает колебания с обобщенной координатой у1. Для определения режимов эффективной работы предлагаемой полезной модели составим уравнения движения, используя уравнение Лагранжа второго рода, которые позволяют получить выражение для амплитудно-частотной характеристики предлагаемой виброзащитной системы. Не детализируя процесс составления уравнений, используем преобразования Лапласа и получим выражение для передаточной функции виброзащитной системы, которая используется для построения амплитудно-частотных характеристик:In the case under consideration, the object of protection of mass m oscillates with the generalized coordinate y 2 . An external force is applied to the mass m 1 ; m 1 oscillates with the generalized coordinate y 1 . To determine the modes of effective operation of the proposed utility model, we compose the equations of motion using the second-order Lagrange equation, which allows us to obtain an expression for the amplitude-frequency characteristics of the proposed vibration protection system. Without detailing the process of compiling the equations, we use the Laplace transforms and obtain the expression for the transfer function of the vibration protection system, which is used to construct the amplitude-frequency characteristics:

Figure 00000001
Figure 00000001

Принципиальные отличия в свойствах системы проявляются в возможности получения зоны эффективной виброзащиты на участке 0-ω1соб. Чтобы ее найти, решим уравнение (1). Примем, что m1=m2=m, k1=k3=k, тогдаFundamental differences in the properties of the system are manifested in the possibility of obtaining a zone of effective vibration protection in the 0-ω 1sob section . To find it, we solve equation (1). We assume that m 1 = m 2 = m, k 1 = k 3 = k, then

Figure 00000002
Figure 00000002

илиor

Figure 00000003
Figure 00000003

гдеWhere

Figure 00000004
Figure 00000004

Физический смысл А(ω)огр заключается в том, что А'(ω)огр определяет необходимый уровень эффективности вибрационной защиты.The physical meaning of A (ω) ogre is that A '(ω) ogre determines the necessary level of effectiveness of vibration protection.

Если принять, что А'(ω)огр=ak, то границы частотного интервала могут быть определеныIf we assume that A '(ω) ogr = ak, then the boundaries of the frequency interval can be determined

Figure 00000005
Figure 00000005

При а=1For a = 1

Figure 00000006
Figure 00000006

При выборе m=L можно получить, что нижняя граница

Figure 00000007
будет находиться левее нижней частоты собственных колебаний ω1coб.When choosing m = L, we can obtain that the lower bound
Figure 00000007
will be to the left of the lower natural frequency ω 1coб .

Предлагаемая конструкция обеспечивает эффективное гашение колебаний в области низких частот внешнего воздействия за счет использования механизма с преобразованием относительного движения (на примере устройства «винт-гайка»).The proposed design provides effective damping of oscillations in the low-frequency region of external influences due to the use of a mechanism with conversion of relative motion (using the screw-nut device as an example).

Упругий элемент 2 (фиг. 2, 3) выполнен в виде кольцевой конусной пружины, которая состоит из набора, включающего по крайней мере один внешний 11 и два внутренних 12 и 14 кольцевых упругих конусных диска (фиг. 2), размещенных между основанием 22 и крышкой 33 пружины. Каждый из внешних 12, 13, 15 и внутренних 12, 14, 16, 17 кольцевых упругих конусных дисков выполнен в виде усеченных конусных поверхностей и содержит по крайней мере три радиальных паза 18, направленных от большего основания 21 усеченного конуса к меньшему основанию 20. Каждый из радиальных пазов 18 заканчивается отверстием 19 для снятия напряжений.The elastic element 2 (Fig. 2, 3) is made in the form of an annular conical spring, which consists of a set comprising at least one external 11 and two internal 12 and 14 annular elastic conical disks (Fig. 2) located between the base 22 and cover 33 springs. Each of the outer 12, 13, 15 and inner 12, 14, 16, 17 annular elastic conical disks is made in the form of truncated conical surfaces and contains at least three radial grooves 18 directed from the larger base 21 of the truncated cone to the smaller base 20. Each of the radial grooves 18 ends with a hole 19 for stress relief.

Сопряжение боковых конусных поверхностей внешних 11, 13, 15 кольцевых упругих конусных дисков с боковыми конусными поверхностями внутренних 12, 14, 16, 17 кольцевых упругих конусных дисков выполнено в виде сферических сегментов радиусом R, имеющихся на каждом из дисков в количестве двух, расположенных соответственно у большего основания 21 усеченного конуса и меньшего основания 20 каждого из дисков. При этом сферические сегменты выполнены заедино с коническими поверхностями каждого из дисков и направлены в разные стороны от образующей конической поверхности, т.е. один сферический сегмент каждого диска направлен внутрь конической поверхности, а другой - наружу.The pairing of the lateral conical surfaces of the outer 11, 13, 15 annular elastic conical disks with the lateral conical surfaces of the inner 12, 14, 16, 17 annular elastic conical disks is made in the form of spherical segments of radius R, present on each of the disks in the amount of two located respectively at a larger base 21 of the truncated cone and a smaller base 20 of each of the discs. In this case, the spherical segments are made integrally with the conical surfaces of each of the disks and are directed in different directions from the generatrix of the conical surface, i.e. one spherical segment of each disk is directed inside the conical surface, and the other outward.

Высота внутреннего конуса f1 внешнего кольцевого конусного диска 11 выполнена по расчету, а высота f2 внутреннего конуса внутреннего кольцевого конусного диска 12 выполнена, например, несколько больше, чем f1. Для создания опоры пружины при выборе хода ее на максимальную величину и для ограничения перемещения кольцевого упругого конусного диска 13 онимеет высоту H1, например, несколько большую высоты Н2 кольцевого упругого конусного диска 15. Для фиксации пружины на вибрирующем основании (на чертеже не показано) служит центральное отверстие 26 в основании 22 пружины, а для крепления виброизолируемого объекта (на чертеже не показан) - центральное резьбовое отверстие 24 в крышке 33 пружины, собранной, например, как показано на фиг. 2, - из семи кольцевых конусных дисков, находящихся в свободном состоянии. Число внешних и внутренних дисков может быть различным в зависимости от жесткости и величины хода пружины.The height of the inner cone f 1 of the outer annular conical disk 11 is calculated, and the height f 2 of the inner cone of the inner annular conical disk 12 is, for example, slightly larger than f 1 . To create support for the spring when choosing its stroke to the maximum value and to limit the movement of the annular elastic conical disk 13, it has a height H 1 , for example, slightly greater than the height H 2 of the annular elastic conical disk 15. For fixing the spring on a vibrating base (not shown) serves as a central hole 26 in the spring base 22, and for attaching a vibration-insulated object (not shown in the drawing), a central threaded hole 24 in the spring cover 33, assembled, for example, as shown in FIG. 2, - from seven annular conical disks in a free state. The number of external and internal disks may vary depending on the stiffness and size of the spring travel.

Для использования кольцевой конусной пружины без направляющей гильзы или центрирующей оправки внутренний диаметр Д1 кольцевого упругого конусного диска 11 и наружный диаметр Д2 кольцевого упругого конусного диска 12, а также внутренний диаметр d2 кольцевого упругого конусного диска 17 и наружный диаметр d1 кольцевого упругого конусного диска 12 выполнены, например, по подвижной посадке.To use an annular conical spring without a guide sleeve or centering mandrel, the inner diameter D 1 of the annular elastic conical disk 11 and the outer diameter D 2 of the annular elastic conical disk 12, as well as the inner diameter d 2 of the annular elastic conical disk 17 and the outer diameter d 1 of the annular elastic conical the disk 12 is made, for example, on a movable landing.

Сетчатый демпфер (фиг. 2) закреплен на крышке 33 основанием 32, выполненным в виде пластины с закрепленной на ней нижней шайбой 27, которая фиксирует на основании 32 сетчатый упругий элемент 28, верхняя часть которого фиксируется верхней нажимной шайбой 29, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом 30, охватываемым соосно расположенным кольцом 31, жестко соединенным с основанием 32.The mesh damper (Fig. 2) is fixed to the cover 33 by a base 32, made in the form of a plate with a lower washer 27 fixed on it, which fixes the mesh elastic element 28 on the base 32, the upper part of which is fixed by the upper pressure washer 29, rigidly connected to the centrally located ring 30, covered by a coaxially located ring 31, rigidly connected to the base 32.

Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента 28 находится в оптимальном интервале величин: 1,2…2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09…0,15 мм.The density of the mesh structure of the elastic mesh element 28 is in the optimal range of values: 1.2 ... 2.0 g / cm 3 , and the wire material of the elastic mesh elements is steel EI-708, and its diameter is in the optimal range of 0.09 ... 0.15 mm.

Возможен вариант, когда поверхность 23, расположенная на основании 22, по его периметру, имеющая внутренний профиль, эквидистантный профилю контактирующего с ним внешнего сферического сегмента внутреннего кольца 12, опирающегося на основание 22, покрыта слоем фрикционного материала, состоящего 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%.It is possible that the surface 23, located on the base 22, along its perimeter, having an internal profile equidistant to the profile of the external spherical segment of the inner ring 12 contacting it, resting on the base 22, is covered with a layer of friction material consisting of a composition comprising the following components, when their ratio in wt. %: a mixture of rezol and novolac phenol-formaldehyde resins in the ratio 1: (0.2-1.0) 28 ÷ 34%, a fibrous mineral filler containing glass roving or a mixture of glass roving and basalt fiber in the ratio 1: (0.1-1.0 ), 12–19%, graphite 7–18%, a friction modifier containing carbon black in the form of a mixture with kaolin and silicon dioxide, 7–15%, barite concentrate 20–35%, talc 1.5–3.0%.

Возможен вариант, когда боковые конусные поверхности внутренних кольцевых упругих конусных дисков и сферических сегментов покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.It is possible that the lateral conical surfaces of the inner annular elastic conical disks and spherical segments are coated with a vibration damping material, for example polyurethane.

Сетчатый демпфер работает следующим образом.Mesh damper works as follows.

При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), расположенного на верхней нажимной шайбе 29, упругий сетчатый элемент 28 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.When vibrations of a vibroinsulated object (not shown in the drawing) located on the upper pressure plate 29, the elastic mesh element 28 perceives both vertical and horizontal loads, thereby weakening the dynamic effect on the vibroisolated object, i.e. spatial vibration protection and shock protection are provided.

Кольцевая конусная пружина работает следующим образом.An annular conical spring operates as follows.

Под нагрузкой Р кольцевые конусные диски взаимодействуют один с другим одновременно как внешними, так и внутренними рабочими поверхностями своих сферических сегментов. В процессе работы энергия от воспринимаемых пружиной нагрузок расходуется на упругую деформацию каждого кольцевого конусного диска, например, по аналогии, как с каждым витком винтовой пружины, а также на рассеивание энергии за счет трения при перемещении их сферических сегментов, например, по аналогии, как осуществляется демпфирование при «сухом трении». Кроме того, в предлагаемой конструкции значительно уменьшается напряжение на кромках колец пружины по сравнению с тарельчатыми пружинами, что позволяет повысить допускаемые напряжения в материале и, следовательно, нагрузку, а также несколько увеличить величину хода. Перемещение кольцевых конусных дисков обеспечивает разность нагрузочных и разгрузочных характеристик пружины за один ход ее под нагрузкой, что, в свою очередь, обеспечивает, например, некоторое повышенное затухание механических колебаний системы в целом. Пружина выполнена так, что изготовление ее кольцевых конусных дисков можно осуществить из разных материалов и различных заготовок, например из листовых стальных и цветных литейных сплавов, а также из соответствующих неметаллических материалов, в том числе и из пластических масс и им подобных материалов.Under load P, the annular conical disks interact with one another simultaneously at the same time as the external and internal working surfaces of their spherical segments. In the process, energy from the loads perceived by the spring is spent on the elastic deformation of each annular conical disk, for example, by analogy with each coil of a coil spring, as well as energy dissipation due to friction when moving their spherical segments, for example, by analogy, as damping with "dry friction". In addition, in the proposed design, the voltage at the edges of the rings of the spring is significantly reduced compared to Belleville springs, which allows to increase the permissible stresses in the material and, consequently, the load, as well as slightly increase the stroke. The movement of the annular conical disks provides the difference between the loading and unloading characteristics of the spring in one stroke under load, which, in turn, provides, for example, some increased attenuation of the mechanical vibrations of the system as a whole. The spring is designed so that the manufacture of its annular conical disks can be made of different materials and various blanks, for example, from sheet steel and non-ferrous cast alloys, as well as from the corresponding non-metallic materials, including plastics and similar materials.

Возможен вариант, когда основание 32 сетчатого демпфера (фиг. 2), закрепленного на крышке 33 пружины, содержит три промежуточных вибродемпфирующих слоя: первый слой - из дисперсного упругодемпфирующего материала, в котором может быть использована крошка, например, из 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 base 32 of the mesh damper (Fig. 2), mounted on the spring cover 33, contains three intermediate vibration damping layers: the first layer is made of dispersed elastic damping material, in which crumbs can be used, for example, from the following materials: rubber, cork foam, capron, foamed polymer, as well as crumbs of solid vibration-damping materials, such as plastic compounds such as Agate, Anti-Vibrate, Shvim, with a size of fractions of crumbs of 1.5 ÷ 2.5 mm, the second layer is made of knitted elastic synthetic itey, wherein the mesh size of the elastic knitted synthetic yarn, for 10 ÷ 15% smaller size fractions crumb vibration-damping material; 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.

Claims (1)

Система виброизоляции, состоящая из упругих элементов и дополнительной массы, между основанием и объектом защиты установлен параллельно упругому элементу модуль, состоящий из дополнительной массы, соединения гайка - винт, дополнительного упругого элемента, причем гайка размещена на подшипниках на объекте защиты, винт одним концом соединен с гайкой, другим концом жестко закреплен с дополнительной массой, которая опирается на дополнительный упругий элемент, соединенный с основанием, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде кольцевой конусной пружины, состоящей из набора конусных дисков, причем набор составлен из последовательно чередующихся дисков большего и меньшего диаметров с отогнутыми в противоположные стороны краями по радиусу, обеспечивающему сопряжение дисков одного с другим, набор состоит по крайней мере из одного внешнего и двух внутренних кольцевых упругих конусных дисков, размещенных между основанием и крышкой пружины, при этом каждый из внешних и внутренних кольцевых упругих конусных дисков выполнен в виде усеченных конусных поверхностей и содержит, по крайней мере три радиальных паза направленных от большего основания усеченного конуса к меньшему основанию, причем каждый из радиальных пазов заканчивается отверстием для снятия напряжений, а сопряжение боковых конусных поверхностей внешних кольцевых упругих конусных дисков с боковыми конусными поверхностями внутренних кольцевых упругих конусных дисков выполнено в виде сферических сегментов радиусом R, имеющихся на каждом из дисков в количестве двух, расположенных соответственно у большего основания усеченного конуса и меньшего основания каждого из дисков, при этом сферические сегменты выполнены заедино с коническими поверхностями каждого из дисков и направлены в разные стороны от образующей конической поверхности, т.е. один сферический сегмент каждого диска направлен внутрь конической поверхности, а другой - наружу, а на крышке закреплен сетчатый демпфер своим основанием, выполненным в виде пластины с закрепленной на ней нижней шайбой, которая фиксирует на основании демпфера сетчатый упругий элемент, верхняя часть которого фиксируется верхней нажимной шайбой, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом, охватываемым соосно расположенным кольцом, жестко соединенным с основанием сетчатого демпфера, при этом плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2…2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09…0,15 мм, боковые конусные поверхности внутренних кольцевых упругих конусных дисков и сферических сегментов покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, при этом поверхность, расположенная на основании, по его периметру, имеющая внутренний профиль, эквидистантный профилю контактирующего с ним внешнего сферического сегмента внутреннего кольца, опирающегося на основание, покрыта слоем фрикционного материала, а основание сетчатого демпфера, закрепленного на крышке пружины, содержит три промежуточных вибродемпфирующих слоя: первый слой - из дисперсного упругодемпфирующего материала, в котором может быть использована крошка, например, из 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.The vibration isolation system, consisting of elastic elements and additional mass, between the base and the object of protection is installed parallel to the elastic element module, consisting of additional mass, nut-screw connection, additional elastic element, and the nut is placed on bearings on the object of protection, the screw is connected to one end a nut, the other end is rigidly fixed with an additional mass, which rests on an additional elastic element connected to the base, characterized in that the elastic element is made in the form ring conical spring, consisting of a set of conical disks, and the set is made up of successively alternating disks of larger and smaller diameters with edges bent to opposite sides in a radius that ensures pairing of the disks with one another, the set consists of at least one outer and two inner ring elastic conical disks located between the base and the spring cover, while each of the external and internal annular elastic conical disks is made in the form of truncated conical surfaces and contains at least three radial grooves directed from the larger base of the truncated cone to the smaller base, each of the radial grooves ending with a stress relief hole, and the pairing of the lateral conical surfaces of the outer annular elastic conical disks with the lateral conical surfaces of the inner annular elastic conical disks is made in in the form of spherical segments of radius R, present on each of the disks in an amount of two, located respectively at the larger base of the truncated cone and a smaller base of each of the disks, while the spherical segments are made integrally with the conical surfaces of each of the disks and directed in different directions from the generatrix of the conical surface, i.e. one spherical segment of each disk is directed inside the conical surface, and the other outward, and the mesh damper is fixed on the lid with its base, made in the form of a plate with a bottom washer fixed to it, which fixes a mesh elastic element on the base of the damper, the upper part of which is fixed by the upper pressure a washer rigidly connected to a centrally located ring, covered by a coaxially located ring, rigidly connected to the base of the mesh damper, while the density of the mesh structure GoGo screening element is in the optimal range of values: 1.2 ... 2.0 g / cm 3, wherein the elastic material of the wire mesh element - Steel grade EI-708, and its diameter is in the range of optimal values of 0.09 ... 0.15 mm , the lateral conical surfaces of the inner annular elastic conical disks and spherical segments are coated with a vibration damping material, for example polyurethane, while the surface located on the base along its perimeter, having an internal profile that is equidistant to the profile of the external spherical contact with it the th segment of the inner ring resting on the base is covered with a layer of friction material, and the base of the mesh damper mounted on the spring cover contains three intermediate vibration damping layers: the first layer is made of dispersed elastic damping material, in which crumb can be used, for example, from the following materials : rubber, cork, polystyrene foam, kapron, foamed polymer, as well as crumbs of solid vibration damping materials, such as plastic compound such as Agate, Anti-Vibrate, Shvim with the size of the coat s crumb 1.5 ÷ 2.5 mm, the second layer - knitted from elastic filament, the mesh size of the elastic knitted synthetic yarn, for 10 ÷ 15% smaller size fractions crumb vibration-damping material; 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.
RU2017100141A 2017-01-10 2017-01-10 Vibration insulation system RU2646694C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100141A RU2646694C1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 Vibration insulation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017100141A RU2646694C1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 Vibration insulation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2646694C1 true RU2646694C1 (en) 2018-03-06

Family

ID=61568876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017100141A RU2646694C1 (en) 2017-01-10 2017-01-10 Vibration insulation system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2646694C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4403681A (en) * 1980-09-30 1983-09-13 The Boeing Company Three directional vibration isolator
JPH11218186A (en) * 1997-08-18 1999-08-10 Fmc Corp Improved cutoff device for vibrating device
RU95771U1 (en) * 2009-12-29 2010-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ИрГУПС (ИрИИТ)) Vibration damping device
RU2583410C2 (en) * 2014-04-01 2016-05-10 Олег Савельевич Кочетов Kochetov circular conical spring

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4403681A (en) * 1980-09-30 1983-09-13 The Boeing Company Three directional vibration isolator
JPH11218186A (en) * 1997-08-18 1999-08-10 Fmc Corp Improved cutoff device for vibrating device
RU95771U1 (en) * 2009-12-29 2010-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ИрГУПС (ИрИИТ)) Vibration damping device
RU2583410C2 (en) * 2014-04-01 2016-05-10 Олег Савельевич Кочетов Kochetov circular conical spring

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2583410C2 (en) Kochetov circular conical spring
RU2646694C1 (en) Vibration insulation system
RU2554016C1 (en) Package of kochetov's ring springs
RU2668759C1 (en) Package of ring springs
RU2644887C1 (en) Vibration mill
RU2606904C2 (en) Circular conical spring
RU2649563C1 (en) Circular conical spring
RU2649566C1 (en) Vibration protection system with the control mechanism for its elastic and dissipative properties
RU2658723C1 (en) Vehicle bogie vibration isolation system
RU2584290C1 (en) Stack of circular conical springs
RU2649977C1 (en) Circular conical spring with damping basis
RU2645489C1 (en) Vibration insulation system
RU2582637C1 (en) Kochetov disc-shaped resilient element with dry friction damper
RU2671677C2 (en) Circular conical spring
RU2636436C1 (en) Plate spring pack
RU2648643C1 (en) Circular conical spring with damping basis
RU2581960C1 (en) Stack of plate springs
RU2643065C1 (en) Rubber-metal vibration isolation device
RU2635438C1 (en) Kochetov's spring vibration isolator with damper
RU2637570C1 (en) Combined vibration isolator with washer mesh damper
RU2606906C2 (en) Symmetrical mesh vibration isolator by kochetov
RU2582635C1 (en) Kochetov package of ring springs
RU2672213C1 (en) Package of ring springs with damper
RU2669229C1 (en) Vibroinsulating system
RU2668746C1 (en) Two-step hinged type vibration isolator for the unbalanced equipment