RU2657796C1

RU2657796C1 - Friction vibration isolator

Info

Publication number: RU2657796C1
Application number: RU2017132345A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2018-06-15

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: vibration isolator includes an elastic element, a housing and a dry friction damper. Housing is made in the form of bottom sleeve and top cover, between which axially symmetrical to the housing an elastic element is located, inside which the dry friction damper is arranged. In the housing bottom sleeve, the damper bottom frictional bushing is coaxially fixed. Damper is made in the form of the top sleeve with the frictional force adjustment mechanism between the bottom friction bushing and the top friction bushing, located in the damper damping force adjustment mechanism. Frictional force adjustment mechanism consists of threaded bushing connected to the top sleeve inner threaded surface. Inside the threaded bushing, a rigid tapered pin is coaxially secured, contacting with the conical bushing, by three tabs connected to the damper top sleeve. From the inside, bushing and tabs are covered with the copper based sintered friction material layer.

EFFECT: increased efficiency of vibration isolation in resonance mode is being achieved.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования.The invention relates to mechanical engineering and can be used for vibration isolation of technological equipment.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является фрикционный виброизолятор по а.с. СССР №159185 (прототип), содержащий упругий элемент, корпус и демпфер сухого трения.The closest technical solution to the claimed object is a friction vibration isolator according to.with. USSR No. 159185 (prototype), containing an elastic element, a housing and a dry friction damper.

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность на резонансе из-за недостаточного демпфирования колебаний.A disadvantage of the known device is the relatively low efficiency at resonance due to insufficient 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 фрикционном виброизоляторе, содержащем упругий элемент, корпус и демпфер сухого трения, корпус выполнен в виде нижней гильзы и верхней крышки, между которыми, осесимметрично корпусу, расположен упругий элемент, внутри которого расположен демпфер сухого трения, при этом в нижней гильзе корпуса виброизолятора коаксиально закреплена нижняя фрикционная втулка демпфера, выполненная в виде верхней гильзы с механизмом регулировки силы трения между нижней фрикционной втулкой и верхней фрикционной втулкой, расположенной в механизме регулировки силы трения демпфера сухого трения, при этом механизм регулировки силы трения демпфера сухого трения состоит из резьбовой втулки, соединенной с внутренней резьбовой поверхностью верхней гильзы, при этом внутри резьбовой втулки соосно закреплен жесткий конический стержень, контактирующий с конической втулкой, соединенной по крайней мере тремя лепестками с верхней гильзой демпфера, при этом изнутри втулка и лепестки покрыты слоем спеченного фрикционного материала, выполненного на основе меди, содержащего цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.This is achieved by the fact that in the friction vibration damper containing the elastic element, the housing and the dry friction damper, the housing is made in the form of a lower sleeve and an upper cover, between which, axisymmetrically to the housing, is an elastic element, inside of which a dry friction damper is located, while in the lower the sleeve of the vibration isolator body coaxially fixed the lower friction sleeve of the damper, made in the form of an upper sleeve with a mechanism for adjusting the friction force between the lower friction sleeve and the upper friction sleeve, located in the mechanism for adjusting the friction force of the dry friction damper, while the mechanism for adjusting the friction force of the dry friction damper consists of a threaded sleeve connected to the inner threaded surface of the upper sleeve, while a rigid conical rod contacting a conical sleeve connected along at least three petals with the upper sleeve of the damper, while the inside of the sleeve and petals are covered with a layer of sintered friction material made on the basis of copper containing qi NC, iron, lead, graphite, vermiculite, copper, chromium, antimony and silicon, in the following ratio of components, wt. %: zinc 6.0 ÷ 8.0; iron 0.1 ÷ 0.2; lead 2.0 ÷ 4.0; graphite 3.0 ÷ 7.0; vermiculite 8.0 ÷ 12.0; chrome 4.0 ÷ 6.0; antimony 0.05 ÷ 0.1; silicon 2.0 ÷ 3.0; copper is the rest.

На чертеже представлена схема фрикционного виброизолятора.The drawing shows a diagram of a friction vibration isolator.

Фрикционный виброизолятор содержит корпус, выполненный в виде нижней гильзы 1 и верхней крышки 2, между которыми, осесимметрично корпусу, расположен упругий элемент 3, внутри которого расположен демпфер сухого трения. В нижней гильзе 1 корпуса виброизолятора коаксиально закреплена нижняя фрикционная втулка 10 демпфера. Демпфер выполнен в виде верхней гильзы 4 с механизмом 5 регулировки силы трения между нижней фрикционной втулкой 10 и верхней фрикционной втулкой 9, расположенной в механизме 5 регулировки силы трения демпфера сухого трения.The friction vibration isolator comprises a housing made in the form of a lower sleeve 1 and an upper cover 2, between which, axisymmetrically to the housing, an elastic element 3 is located, inside of which there is a dry friction damper. In the lower sleeve 1 of the housing of the vibration isolator, the lower friction sleeve 10 of the damper is coaxially fixed. The damper is made in the form of an upper sleeve 4 with a mechanism 5 for adjusting the friction force between the lower friction sleeve 10 and the upper friction sleeve 9 located in the mechanism 5 for adjusting the friction force of the dry friction damper.

Механизм 5 регулировки силы трения демпфера сухого трения состоит из резьбовой втулки 6, соединенной с внутренней резьбовой поверхностью верхней гильзы 4, при этом внутри резьбовой втулки 6 соосно закреплен жесткий конический стержень 7, контактирующий с конической втулкой 9, соединенной по крайней мере тремя лепестками 8 с верхней гильзой 4 демпфера, при этом изнутри втулка 9 и лепестки 8 покрыты слоем спеченного фрикционного материала, выполненного на основе меди, содержащего цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.The mechanism 5 for adjusting the friction force of the dry friction damper consists of a threaded sleeve 6 connected to the inner threaded surface of the upper sleeve 4, while inside the threaded sleeve 6 coaxially fixed rigid conical rod 7 in contact with the conical sleeve 9 connected by at least three petals 8 s the upper sleeve 4 of the damper, while the inside of the sleeve 9 and the petals 8 are covered with a layer of sintered friction material made on the basis of copper containing zinc, iron, lead, graphite, vermiculite, copper, chromium, antimony and cream s, with the following component ratio, wt. %: zinc 6.0 ÷ 8.0; iron 0.1 ÷ 0.2; lead 2.0 ÷ 4.0; graphite 3.0 ÷ 7.0; vermiculite 8.0 ÷ 12.0; chrome 4.0 ÷ 6.0; antimony 0.05 ÷ 0.1; silicon 2.0 ÷ 3.0; copper is the rest.

Фрикционная втулка 10, жестко соединенная с нижней гильзой 1 корпуса, выполнена из фрикционного материала, включающего следующие компоненты композиции при их соотношении, мас. %: смесь резольной и новолачной фенолформальдегидных 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%.The friction sleeve 10, rigidly connected to the lower sleeve 1 of the housing, is made of friction material, including the following components of the composition in their ratio, wt. %: a mixture of rezol and novolac phenol-formaldehyde resins 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%; 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%.

Фрикционный виброизолятор работает следующим образом.Friction vibration isolator works as follows.

Виброизолируемый объект устанавливается на торцевой поверхности верхней гильзы 4, опирающейся на верхнюю крышку 2 корпуса и упругий элемент 3, который воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на нижнюю гильзу 1 корпуса. За счет такой схемы выполнения подвеса обеспечивается дополнительная пространственная виброизоляция оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям х, у, z и поворотным колебаниям вокруг этих осей). Колебательная энергия поглощается при взаимном перемещении пары трущихся элементов: нижней фрикционной втулки 10 и верхней гильзы 4 с механизмом 5 регулировки силы трения. В случае увеличения нагрузки на виброизолируемый объект срабатывает механизм 5 регулировки силы трения: конический стержень 7, контактирующий с конической втулкой 9, опускается вниз, прижимая лепестки 8 к верхней гильзе 4, при этом возрастает сила трения между верхней гильзой 4 и фрикционной втулкой 10, жестко соединенной с нижней гильзой 1 корпуса.A vibration-isolating object is mounted on the end surface of the upper sleeve 4, which rests on the upper cover 2 of the housing and the elastic element 3, which perceives vertical loads, thereby weakening the dynamic effect on the lower sleeve 1 of the housing. Due to this suspension design, additional spatial vibration isolation of the equipment is provided in all six directions of vibration (along the three coordinate axes x, y, z and rotational vibrations around these axes). The vibrational energy is absorbed by the mutual movement of a pair of rubbing elements: the lower friction sleeve 10 and the upper sleeve 4 with the mechanism 5 for adjusting the friction force. In the case of an increase in the load on the vibroinsulated object, the friction force adjustment mechanism 5 is activated: the conical rod 7 in contact with the conical sleeve 9 is lowered down, pressing the petals 8 to the upper sleeve 4, while the friction force between the upper sleeve 4 and the friction sleeve 10 increases, it is rigidly connected to the lower sleeve 1 of the housing.

Механизм 5 регулировки силы трения позволяет исключить «пробой» виброизолятора в случае превышения допустимой нагрузки на упругий элемент 3, так как жесткий конический стержень 7 при этом раздвинит лепестки 8 конической втулки 9 на максимальную величину, которая увеличит силу трения между фрикционной втулкой 10 и верхней гильзой 4 до максимальной величины, исключающей «пробой» виброизолятора.The mechanism 5 of adjusting the friction force eliminates the “breakdown” of the vibration isolator in case of exceeding the permissible load on the elastic element 3, since the rigid conical rod 7 will expand the petals 8 of the conical sleeve 9 by a maximum amount that will increase the friction force between the friction sleeve 10 and the upper sleeve 4 to a maximum value, excluding the "breakdown" of the vibration isolator.

Предложенная конструкция виброизолятора является эффективной, а также отличается простотой при монтаже и эксплуатации.The proposed design of the vibration isolator is effective, and is also easy to install and operate.

Claims

1. Friction vibration isolator containing an elastic element, a housing and a dry friction damper, characterized in that the housing is made in the form of a lower sleeve and an upper cover, between which an elastic element is located axisymmetrically to the housing, inside of which a dry friction damper is located, while in the lower housing sleeve the vibration isolator coaxially fixed the lower friction sleeve of the damper, made in the form of an upper sleeve with a mechanism for adjusting the friction force between the lower friction sleeve and the upper friction sleeve located in the mechanism for adjusting the friction force of the dry friction damper, while the mechanism for adjusting the friction force of the dry friction damper consists of a threaded sleeve connected to the inner threaded surface of the upper sleeve, while a rigid conical pin contacting the conical sleeve connected at least at least three petals with the upper sleeve of the damper, while inside the sleeve and the petals are covered with a layer of sintered friction material made on the basis of copper containing zinc, Elez, lead, graphite, vermiculite, copper, chromium, antimony and silicon, with the following ratio of components, wt%: zinc 6,0 ÷ 8,0;. iron 0.1 ÷ 0.2; lead 2.0 ÷ 4.0; graphite 3.0 ÷ 7.0; vermiculite 8.0 ÷ 12.0; chrome 4.0 ÷ 6.0; antimony 0.05 ÷ 0.1; silicon 2.0 ÷ 3.0; copper is the rest.

2. The friction vibration isolator according to claim 1, characterized in that the friction sleeve, rigidly connected to the lower sleeve of the vibration isolator body, is made of friction material comprising the following components of the composition, in their ratio, wt.%: A mixture of resol and novolac phenol-formaldehyde resins 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; 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.