RU2662353C1 - Пространственный виброизолятор каркасного типа - Google Patents

Пространственный виброизолятор каркасного типа Download PDF

Info

Publication number
RU2662353C1
RU2662353C1 RU2017128825A RU2017128825A RU2662353C1 RU 2662353 C1 RU2662353 C1 RU 2662353C1 RU 2017128825 A RU2017128825 A RU 2017128825A RU 2017128825 A RU2017128825 A RU 2017128825A RU 2662353 C1 RU2662353 C1 RU 2662353C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elastic
vibration
damping
frame
spring
Prior art date
Application number
RU2017128825A
Other languages
English (en)
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 RU2017128825A priority Critical patent/RU2662353C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2662353C1 publication Critical patent/RU2662353C1/ru

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
    • F16F3/00Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/02Spring 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
    • F16F3/04Spring 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
    • 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
    • F16F13/00Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/02Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs damping by frictional contact between the spring and braking means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит каркас, выполненный в виде двух опорных горизонтальных пластин, опирающихся на упругодемпфирующие элементы, установленные на общем основании. Горизонтальные пластины жестко соединены с вертикальными пластинами, которые в нижней части каркаса соединены между собой опорной плитой. На опорную плиту через вибродемпфирующую прокладку и вертикальную стойку установлена платформа для виброизолируемого объекта. Левый упругодемпфирующий элемент содержит корпус из двух оппозитно расположенных втулок, фиксирующих винтовую цилиндрическую пружину. Элемент сухого трения в виде трех упругих лепестков с усилием охватывает внешнюю поверхность цилиндрической пружины. Правый упругодемпфирующий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты полиуретаном. Достигается повышение эффективности виброизоляции при резонансе. 2 ил.

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к пружинным виброизоляторам, применяемым для снижения вибраций.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является амортизатор по авторскому свидетельству СССР на изобретение №916805, кл. F16F 1/06, опубликовано 05.04.1982 (прототип), содержащий 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.
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции при резонансе.
Это достигается тем, что в пространственном виброизоляторе каркасного типа, содержащем каркас, соединяющий параллельно установленные в нем два упругодемпфирующих элемента разной конструкции, но одинаковой жесткости, и предназначенный для высоконагруженных систем виброизоляции, каркас выполнен в виде двух опорных горизонтальных пластин, опирающихся соответственно на левый и правый упругодемпфирующие элементы, при этом горизонтальные пластины каркаса жестко соединены с вертикальными пластинами, которые в нижней части каркаса соединены между собой опорной плитой, на которой через вертикальную стойку установлена платформа для виброизолируемого объекта, причем оба упругодемпфирующих элемента, левый и правый, установлены на общем основании, при этом левый упругодемпфирующий элемент выполнен в виде демпфера сухого трения, содержащего корпус, выполненный в виде двух оппозитно расположенных относительно торцов цилиндрической винтовой пружины верхней и нижней втулок, фиксирующих пружину своей внешней поверхностью, элемент сухого трения выполнен в виде, по крайней мере трех упругих лепестков, жестко связанных с нижней втулкой, и охватывающих с определенным усилием внешнюю поверхность пружины, содержащей корпус, выполненный из винтовой, пустотелой и упругой стальной трубки, внутри которой коаксиально и осесимметрично установлена с зазором, по крайней мере, одна дополнительная упругая стальная трубка, а в зазорах между трубками расположен, по крайней мере, один фрикционный элемент, например из полиэтилена, обладающего высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению со сталью, при этом поверхности корпуса и дополнительной упругой стальной трубки соприкасаются с поверхностями фрикционных элементов, а их оси совпадает с осью витков корпуса, а центрально, коаксиально и осесимметрично корпусу, расположен винтовой упругий стержень, выполненный сплошным, а фрикционные элементы выполнены трубчатыми, например из полиэтилена, при этом, изнутри лепестки элемента сухого трения покрыты слоем фрикционного материала, выполненного комбинированным, например из полиэтилена с вкраплениями гранул из вибродемпфирующего материала, а правый упругодемпфирующий элемент выполнен в виде цилиндрическую винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
На фиг. 1 изображен общий вид пространственного виброизолятора каркасного типа с параллельно соединенными упруго демпфирующими элементами: левым, выполненным в виде демпфера, и правым 20 - в виде цилиндрической винтовой пружины, на фиг. 2 - схема пружины демпфера.
Пространственный виброизолятор каркасного типа выполнен с параллельно соединенными упругодемпфирующими элементами и содержит каркас, соединяющий параллельно установленные в нем два упругодемпфирующих элемента разной конструкции, но одинаковой жесткости, предназначенный для высоконагруженных систем виброизоляции. Каркас выполнен в виде двух опорных горизонтальных пластин 11 и 12, опирающихся соответственно на левый (в плоскости чертежа слева) и правый 20 упругодемпфирующие элементы. Горизонтальные пластины 11 и 12 каркаса жестко соединены с вертикальными пластинами 13 и 14, которые в нижней части каркаса соединены между собой опорной плитой 15, на которую через упругий элемент 16 и вертикальную стойку 17 установлена платформа для виброизолируемого объекта, которая опирается на, по крайней мере три упругих элемента 18, установленных на опорных горизонтальных пластинах 11 и 12 каркаса. При этом жесткость упругого элемента 16 между опорной плитой 15 и вертикальной стойкой 17, равна сумме жесткостей упругих элементов 18, расположенных между платформой и опорными горизонтальными пластинами 11 и 12 каркаса. Оба упругодемпфирующих элемента установлены на общем основании 19 через вибродемпфирующие прокладки.
Левый упругодемпфирующий элемент (см. в плоскости чертежа слева) выполнен в виде упругодемпфирующего элемента, представляющего собой демпфер сухого трения, содержащий упругий элемент 3, корпус 1 и элемент сухого трения 4. Корпус выполнен в виде двух оппозитно расположенных относительно торцев цилиндрической винтовой пружины 3 верхней 2 и нижней 1 втулок, фиксирующих пружину 3 своей внешней поверхностью, а элемент сухого трения 4 выполнен в виде, по крайней мере трех упругих лепестков, жестко связанных с нижней втулкой 1, и охватывающих с определенным усилием внешнюю поверхность пружины 3. Изнутри лепестки покрыты слоем фрикционного материала 5, усиливающего эффект демпфирования.
Возможен вариант, когда изнутри лепестки виброизолятора покрыты слоем спеченного фрикционного материала, выполненного на основе меди, содержащий 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.
Пружина демпфера (фиг. 2) содержит корпус 6, выполненный из винтовой, пустотелой и упругой стальной трубки, внутри которой коаксиально и осесимметрично установлена с зазором, по крайней мере, одна дополнительная упругая стальная трубка 8, а в зазорах между трубками расположен, по крайней мере, один фрикционный элемент 7, например из полиэтилена, обладающего высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению со сталью. При этом поверхности корпуса 6, дополнительной упругой стальной трубки 8 соприкасаются с поверхностями фрикционных элементов 7 и 9, а их оси совпадает с осью витков корпуса. Центрально, коаксиально и осесимметрично корпусу 6, расположен винтовой упругий стержень 10, который может быть выполнен также как корпус и дополнительные упругие стальные трубки полым, как показано на чертеже, либо сплошным (на чертеже не показано). Фрикционные элементы 7 и 9 могут быть выполнены трубчатыми как показано на чертеже, при этом иметь либо сплошную структуру, например из полиэтилена, как элемент 9, либо комбинированную, как элемент 7, например из полиэтилена с вкраплениями гранул из вибродемпфирующего материала. Возможен вариант, когда фрикционный элемент выполнен в виде гранулированной засыпки из вибродемпфирующего материала (на чертеже не показано).
Возможен вариант, когда винтовой упругий стержень 10, выполнен в виде винтовой пружины с шагом, меньшим на 5÷10% шага винтовой линии корпуса 6, для создания натяга, обеспечивающего функциональное назначение фрикционных элементов 7 и 9.
Возможен вариант, когда зазоры, в первой части винтовой пружины демпфера, 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%.
Возможен вариант, когда фрикционный элемент винтовой пружины демпфера, расположенный в зазорах между трубками, выполнен из фрикционного материала, включающего следующие компоненты, при их соотношении, в мас. %: смесь резольной и новолачной феноло-формальдегидных 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%.
Демпфер работает следующим образом.
При колебаниях виброизолируемого объекта пружина 3 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на основание 19, например перекрытия зданий. Демпфирование колебаний осуществляется за счет трения фрикционных элементов о внешнюю поверхность пружины 3.
Пружина 3 работает следующим образом.
При малых амплитудах колебаний, когда большое затухание нежелательно, рассеиваемая энергия за счет сухого трения между стальной трубкой и фрикционным элементом будет невелика. При больших амплитудах колебаний, особенно при резонансах, демпфирование увеличивается из-за относительного перемещения стальных трубок и фрикционного элемента. Во время длительной работы с большими амплитудами затухание возрастает, так как фрикционный элемент при повышении температуры расширяется в замкнутом объеме в несколько раз больше, чем сталь, увеличивая тем самым давление на стенки стальных трубок, в результате чего возрастает сухое трение и колебания быстро прекращаются.
Таким образом, пружина 3 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.
Правый 20 упругодемпфирующий элемент выполнен в виде упругодемпфирующего элемента, представляющего собой цилиндрическую винтовую пружину, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельно соединенными упругодемпфирующими элементами работает следующим образом.
Виброизолируемый объект устанавливается на платформу, соединенную с вертикальной стойкой 17. При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), установленного на платформе, обеспечивается его пространственная виброзащита и защита от ударов.
При этом левый и правый 20 упругодемпфирующие элементы, совместно с упругими элементами 16 и 18 каркаса, представляют собой связанную систему упругих элементов, обеспечивающих дополнительную пространственную виброизоляцию объекта по всем шести направлениям колебаний (по трем координатным осям х, у, z и поворотным колебаниям вокруг этих осей). Выполнение левого упругодемпфирующего элемента в виде демпфера способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций за счет комбинированного демпфирования, и повышает эффективность виброзащиты на резонансе, а цилиндрическая винтовая пружина, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, позволяет обеспечить дополнительное демпфирование системы виброизоляции в целом.
Предложенное техническое решение является эффективным виброзащитным средством, которое может быть использовано во многих отраслях промышленности.

Claims (1)

  1. Пространственный виброизолятор каркасного типа, содержащий каркас, соединяющий параллельно установленные в нем два упругодемпфирующих элемента разной конструкции, но одинаковой жесткости, и предназначенный для высоконагруженных систем виброизоляции, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде двух опорных горизонтальных пластин, опирающихся соответственно на левый и правый упругодемпфирующие элементы, при этом горизонтальные пластины каркаса жестко соединены с вертикальными пластинами, которые в нижней части каркаса соединены между собой опорной плитой, на которой через вертикальную стойку установлена платформа для виброизолируемого объекта, причем оба упругодемпфирующих элемента, левый и правый, установлены на общем основании, при этом левый упругодемпфирующий элемент выполнен в виде демпфера сухого трения, содержащего корпус, выполненный в виде двух оппозитно расположенных относительно торцов цилиндрической винтовой пружины верхней и нижней втулок, фиксирующих пружину своей внешней поверхностью, элемент сухого трения выполнен в виде по крайней мере трех упругих лепестков, жестко связанных с нижней втулкой и охватывающих с определенным усилием внешнюю поверхность пружины, содержащей корпус, выполненный из винтовой пустотелой и упругой стальной трубки, внутри которой коаксиально и осесимметрично установлена с зазором по крайней мере одна дополнительная упругая стальная трубка, а в зазорах между трубками расположен по крайней мере один фрикционный элемент, например из полиэтилена, обладающего высоким коэффициентом теплового расширения по сравнению со сталью, при этом поверхности корпуса и дополнительной упругой стальной трубки соприкасаются с поверхностями фрикционных элементов, их оси совпадает с осью витков корпуса, а центрально коаксиально и осесимметрично корпусу расположен винтовой упругий стержень, выполненный сплошным, фрикционные элементы выполнены трубчатыми, например из полиэтилена, при этом изнутри лепестки элемента сухого трения покрыты слоем фрикционного материала, выполненного комбинированным, например из полиэтилена с вкраплениями гранул из вибродемпфирующего материала, а правый упругодемпфирующий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.
RU2017128825A 2017-08-14 2017-08-14 Пространственный виброизолятор каркасного типа RU2662353C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128825A RU2662353C1 (ru) 2017-08-14 2017-08-14 Пространственный виброизолятор каркасного типа

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128825A RU2662353C1 (ru) 2017-08-14 2017-08-14 Пространственный виброизолятор каркасного типа

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2662353C1 true RU2662353C1 (ru) 2018-07-25

Family

ID=62981739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017128825A RU2662353C1 (ru) 2017-08-14 2017-08-14 Пространственный виброизолятор каркасного типа

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2662353C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111503201A (zh) * 2020-06-02 2020-08-07 台州市涌星贸易有限公司 一种高弹性弹簧管

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2170573A (en) * 1985-01-31 1986-08-06 Dornier Gmbh Lindauer Device for isolating vibration at a base member of a machine, for instance a loom
US4732372A (en) * 1984-08-20 1988-03-22 Budd Company Dampers for mechanical railway springs
RU2578419C1 (ru) * 2015-02-24 2016-03-27 Татьяна Дмитриевна Ходакова Виброизолятор ходаковой для оборудования
RU2597702C2 (ru) * 2015-01-12 2016-09-20 Олег Савельевич Кочетов Виброизолятор кочетова с сухим трением

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4732372A (en) * 1984-08-20 1988-03-22 Budd Company Dampers for mechanical railway springs
GB2170573A (en) * 1985-01-31 1986-08-06 Dornier Gmbh Lindauer Device for isolating vibration at a base member of a machine, for instance a loom
RU2597702C2 (ru) * 2015-01-12 2016-09-20 Олег Савельевич Кочетов Виброизолятор кочетова с сухим трением
RU2578419C1 (ru) * 2015-02-24 2016-03-27 Татьяна Дмитриевна Ходакова Виброизолятор ходаковой для оборудования

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111503201A (zh) * 2020-06-02 2020-08-07 台州市涌星贸易有限公司 一种高弹性弹簧管

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2651408C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами
RU2597702C2 (ru) Виброизолятор кочетова с сухим трением
RU2662353C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа
RU2546379C1 (ru) Виброизолятор кочетова с сухим трением
RU2653971C1 (ru) Резиновая виброопора
RU2672215C1 (ru) Виброизолированная платформа с демпфирующей пружиной
RU2662340C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа
RU2662342C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа
RU2661647C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа
RU2657131C1 (ru) Виброизолятор с тарельчатыми пружинами
RU2672217C1 (ru) Виброизолированная платформа
RU2661632C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа
RU2651397C1 (ru) Резиновый виброизолятор для оборудования
RU2672826C1 (ru) Двухкаскадный виброизолятор с динамическим гасителем
RU2651395C1 (ru) Виброизолятор с плоскими пружинами
RU2650325C2 (ru) Вибродемпфирующая пружина
RU2637570C1 (ru) Виброизолятор комбинированный с шайбовым сетчатым демпфером
RU2661190C2 (ru) Виброизолятор с сетчатым демпфером
RU2645476C1 (ru) Виброизолирующая система кочетова со встроенным демпфером
RU2669229C1 (ru) Виброизолирующая система
RU2668762C1 (ru) Пространственный виброизолятор каркасного типа с параллельными упругодемпфирующими элементами
RU2662357C1 (ru) Виброизолятор с сетчатым демпфером
RU2279593C1 (ru) Виброизолятор пружинный с демпфирующим элементом
RU2668764C1 (ru) Пространственный виброизолятор
RU2653327C2 (ru) Комбинированный виброизолятор с вибродемпфирующей пружиной